本發(fā)明涉及一種電力電子領域的直流融冰裝置，具體涉及一種基于三相橋式全控結構的直流融冰裝置。

背景技術：

近年來，凍雨覆冰造成輸電設備損壞的情況時有發(fā)生，帶來的經濟損失已成為一個不容忽視的問題。嚴重的線路覆冰導致多條線路及桿塔損壞，嚴重影響了電網的安全穩(wěn)定運行。并且桿塔損壞問題維修費用高，消耗大量的人力以及物力資源，而在雨雪天氣進行相應的維修工作，會給維修人員帶來極大的挑戰(zhàn)，存在巨大的安全隱患問題。

目前，高壓直流融冰裝置大都采用了級聯的拓撲結構，在線路未覆冰情況下可以發(fā)揮SVG的調節(jié)作用，對電網進行補償。本裝置是基于三相橋式拓撲結構的升壓方式，在高壓線路覆冰情況下，采用低壓直流進行融冰；無功補償工況下，通過升壓變壓器接入高壓電網，作為可移動式無功補償裝置。與傳統(tǒng)裝置相比，該結構SVG兼融冰裝置結構緊湊、占地面積小、投資金額低，同時具有可移動式的優(yōu)點，便于在更多地區(qū)推廣應用。

現有的融冰裝置更多的偏向于固定式裝置，安裝在主網配電站附近，非融冰狀態(tài)下不對電網進行無功補償，出現覆冰問題時對線路進行融冰。常規(guī)直流融冰裝置大都采用了級聯的拓撲結構，技術成熟、結構簡單，但設備體積大、低負載時產生的無功也大，移動不方便。

技術實現要素：

為解決上述現有技術中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于三相橋式全控結構的直流融冰裝置，所述直流融冰裝置結構簡單，可對電網進行無功補償，工作狀態(tài)切換靈活，與應急車進行配合使用能夠滿足偏遠地區(qū)融冰工作。

本發(fā)明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發(fā)明提供一種直流融冰裝置，其改進之處在于，所述直流融冰裝置包括經升壓變壓器接入交流電網的三相橋式全控結構的靜止無功補償器SVG，所述直流融冰裝置的融冰采用低壓直流進行，通過升壓方式接入交流電網進行無功補償。

進一步地，所述三相橋式全控結構的每相橋式全控結構分別包括反并聯有二極管的串聯的IGBT器件。

本發(fā)明還提供一種直流融冰裝置，其改進之處在于，所述直流融冰裝置包括兩個并聯的結構相同的直流融冰結構，兩個直流融冰結構通過整流變壓器接入交流電網；兩個直流融冰結構通過直流短路器QF3連接；兩個直流融冰結構分別通過直流短路器QF1和QF2與融冰線路連接。

進一步地，其中的一個直流融冰結構包括并聯的帶限流電阻的輔助接觸器K1和主接觸器K3；并聯的帶限流電阻的輔助接觸器K1和主接觸器K3與三相橋式全控結構的靜止無功補償器SVG連接；

其中的另一個直流融冰結構包括并聯的帶限流電阻的輔助接觸器K2和主接觸器K4；并聯的帶限流電阻的輔助接觸器K2和主接觸器K4與三相橋式全控結構的靜止無功補償器SVG連接。

進一步地，當直流融冰裝置處于直流融冰工作模式時，閉合直流短路器QF1、QF2和QF3；閉合帶限流電阻的輔助接觸器K1和K2，進行帶電阻啟動；延時10秒后與其并聯的另一個直流融冰結構的主接觸器K3和K4閉合，然后帶限流電阻的輔助接觸器K1和K2自動斷開；

當直流融冰裝置工作在SVG模式時，將直流側斷路器QF1、QF2和QF3斷開；啟動時，首先閉合帶限流電阻的輔助接觸器K1和K2，進行帶電阻啟動，以減小電容器的充電電流；延時數秒后與其并聯的主接觸器K3和K4閉合，然后帶限流電阻的輔助接觸器K1和K2自動斷開，對功率單元進行無功補償控制。

進一步地，當直流融冰裝置進行直流融冰工作時，將三相線路中的兩相在直流融冰裝置一側短路后，經匯流母排連接直流融冰裝置的輸出正極，另一相連接直流融冰裝置的輸出負極，線路遠端三相通過短路線進行短路。

與最接近的現有技術相比，本發(fā)明提供的技術方案具有的優(yōu)異效果是：

1)設備運行穩(wěn)定性高，三相橋整流電路結構簡單，控制器所控的全控器件數量少，控制邏輯簡單；

2)可移動式設計，方便與應急車配合隨時移動；

3)占地面積小，采用低壓升壓方式，SVG結構緊湊，占地面積??；

4)投資成本低，采用升壓方式SVG，全控器件使用數量遠遠少于鏈式結構SVG，可有效降低設備造價。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的基于三相橋全控結構升壓式SVG主電路拓撲結構圖；

圖2是本發(fā)明提供的移動式直流融冰兼SVG裝置拓撲圖；

圖3是本發(fā)明提供的直流融冰的一去兩回接線方式圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實施方案，以使本領域的技術人員能夠實踐它們。其他實施方案可以包括結構的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實施方案的部分和特征。本發(fā)明的實施方案的范圍包括權利要求書的整個范圍，以及權利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實施方案可以被單獨地或總地用術語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實上公開了超過一個的發(fā)明，不是要自動地限制該應用的范圍為任何單個發(fā)明或發(fā)明構思。

本發(fā)明提供一種基于三相橋全控結構的直流融冰裝置，該裝置采用三相橋式全控結構的靜止無功補償器SVG，并通過升壓變壓器接入交流電網，所述直流融冰裝置的融冰采用低壓直流進行，通過升壓方式接入交流電網進行無功補償。每相橋式全控結構均包括串聯的IGBT器件，所述IGBT器件均反并聯有二極管。通過模塊化設計降低體積以利于實現可移動化，通過升壓方式接入電網進行無功補償作用。其主電路結構如圖1所示。

本發(fā)明還提供一種移動式直流融冰兼SVG裝置，包括兩個并聯的結構相同的直流融冰結構，兩個直流融冰結構通過整流變壓器接入交流電網；兩個直流融冰結構通過直流短路器QF3連接；兩個直流融冰結構分別通過直流短路器QF1和QF2與融冰線路連接。

其中一個直流融冰結構包括并聯的帶限流電阻的輔助接觸器K1和主接觸器K3；并聯的帶限流電阻的輔助接觸器K1和主接觸器K3與三相橋式全控結構的靜止無功補償器SVG連接；

另一個直流融冰結構包括并聯的帶限流電阻的輔助接觸器K2和主接觸器K4；并聯的帶限流電阻的輔助接觸器K2和主接觸器K4與三相橋式全控結構的靜止無功補償器SVG連接。

成套裝置采用兩個低壓SVG裝置并聯的設計，可以有效的提高裝置運行的穩(wěn)定性，大大減小裝置出現故障的幾率。而本裝置的控制觸發(fā)脈沖總計12個，控制方式簡單，容易實現。利用成熟的SVPWM的底層觸發(fā)技術，可以很好地使該裝置穩(wěn)定運行，達到預期目的。其主 電路結構如圖2所示。

當裝置處于直流融冰工作模式時，首先閉合直流短路器QF1、QF2和QF3。然后閉合開關K1和K2，進行帶電阻啟動，以減小電容器的充電電流。延時數秒后與其并聯的主接觸器K3和K4閉合，然后帶限流電阻的輔助接觸器K1和K2自動斷開。

當裝置工作在SVG模式時，將直流側斷路器QF1、QF2和QF3斷開。啟動時，首先閉合開關K1和K2，進行帶電阻啟動，以減小電容器的充電電流。延時數秒后與其并聯的主接觸器K3和K4閉合，然后帶限流電阻的輔助接觸器K1和K2自動斷開，對功率單元進行無功補償控制。

當裝置進行融冰工作時，采用了圖3中一去兩回的接線方式，將三相線路中的兩相在融冰裝置一側短路后，經匯流母排接融冰裝置輸出正極，另一相接負極，線路遠端三相通過短路線進行短路。該接線方式可以同時對三條覆冰導線進行融冰，有效地提高了融冰的效率，并且節(jié)約了成本，在操作上也不需要進行不必要的開關操作，更為簡單可靠。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。