一種不可控直流融冰裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種不可控直流融冰裝置，包括整流柜和控制柜，整流柜設置獨立散熱風道，提升了裝置的散熱效果，滿足大電流等級的要求；提高絕緣效果，以此提高裝置的電壓等級；通過在控制柜中設置報警系統(tǒng)，對電壓、電流、柜內(nèi)溫度等進行檢測，為裝置安全、可靠運行提供了保障。本實用新型可以應用于高壓輸電線路的融冰工作，為用戶提供高效的融冰設備，滿足長距離線路融冰的要求。
【專利說明】
一種不可控直流融冰裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及不可控整流技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及輸電線路的不可控整流裝置，屬于工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]2008年初，我國華中、西南、華東地區(qū)發(fā)生嚴重的雨雪冰凍災害，其降雪量之大、冰凍范圍之廣、持續(xù)時間之久為歷史罕見。受冰災影響電網(wǎng)遭受重創(chuàng)，電力設施大面積覆冰，電網(wǎng)供電中斷，各電壓等級線路出現(xiàn)倒塔、倒桿、斷線，多個區(qū)域電網(wǎng)與主網(wǎng)解列，多個城市大面積停電，其中導線覆冰是造成輸電線路桿塔倒塌，是電力中斷的主要原因。
[0003]目前國內(nèi)外除冰方案有機械除冰法和熱力融冰法。機械除冰操作繁瑣、且容易損傷導線，而實際應用中一般采用熱力融冰法。熱力融冰法有交流短路融冰法和直流短路融冰法。交流短路融冰法是將線路遠端短接形成短路電路，依靠較大的短路電流加熱導線使其覆冰融化，輸入為交流電，這種方法的主要缺點是需要消耗較大無功功率，融冰效率低。而直流短路融冰方法與交流短路融冰相似，只是輸電線路施加直流電。輸電線路的直流電阻遠小于交流阻抗，直流短路融冰需要的電源容量較小。而直流電源可有兩種方法實現(xiàn):可控整流和不可控整流?？煽卣骺刂茝碗s、諧波含量較高，需要增加額外的設備進行補償和濾波。而不可控整流方式設備簡單、成本較低，易于使用與維護，因此不可控直流融冰裝置是輸電線路融冰的首選。
[0004]而目前輸電線路融冰要求長距離線路融冰，因此要求融冰電源輸出電壓越來越高，電壓等級提高，對設備提出了更高的要求，如絕緣、散熱等方面需要重點考慮。電壓等級的提高，對整流元件也提出了更高的要求，如220kV輸電線路一般要求輸入電壓達到1kV以上，單個整流元件電壓等級無法滿足此要求，因此需要多整流元件串聯(lián)，而多整流元件串聯(lián)對元件參數(shù)一致性要求較高，因此對裝置提出了更高的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種不可控直流融冰裝置，提高電壓等級，滿足對長距離線路融冰的要求。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種不可控直流融冰裝置，包括整流柜，所述整流柜內(nèi)設有阻容吸收層、元件閥組層、二次電器層和散熱風機層，所述散熱風機層包括位于整流柜底部的風機，所述阻容吸收層、元件閥組層和二次電器層位于散熱風機層的上部;風機向上吹風帶走阻容吸收層、元件閥組層、二次電器層的熱量。
[0007]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型在整流柜里設置風機，通過風機、獨立風道、散熱器的結(jié)合，提高裝置的散熱效果，從而提高系統(tǒng)工作電流等級；多整流元件串聯(lián)提高了輸出電壓；穿墻套管以及聚四氟乙烯絕緣護套的設置起到更好的絕緣效果，進一步提高電壓等級;通過報警系統(tǒng)對系統(tǒng)電壓、電流、柜內(nèi)溫度等進行檢測，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行。
【附圖說明】
[0008]圖1為直流融冰裝置整流柜布局圖；
[0009]圖2為直流融冰裝置控制柜布局圖；
[0010]圖3為整流元件閥組結(jié)構(gòu)圖；
[0011 ]圖4為散熱風機及風道結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖5為阻容吸收及散熱風道結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖6為霍爾電流傳感器絕緣結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型進一步說明。
[0015]—種不可控直流融冰裝置，包括整流柜，所述整流柜內(nèi)設有阻容吸收層1、元件閥組層2、二次電器層3和散熱風機層4，所述散熱風機層4包括位于整流柜底部的風機，所述阻容吸收層1、元件閥組層2和二次電器層3位于散熱風機層4的上部;風機向上吹風帶走阻容吸收層1、元件閥組層2、二次電器層3的熱量。
[0016]所述風機的出風口位于風機上部，所述出風口設置四周封閉風道，所述阻容吸收層1、元件閥組層2和二次電器層3的四周均用絕緣板密封，而所述阻容吸收層1、元件閥組層2和二次電器層3的上側(cè)及下側(cè)均設有通風口使所述阻容吸收層1、元件閥組層2和二次電器層3與所述風機自下而上形成獨立風道。
[0017]所述散熱風機層4、二次電器層3、元件閥組層2、阻容吸收層I自下而上堆疊設置，且阻容吸收層I的上側(cè)設有封閉絕緣板。
[0018]所述元件閥組層2包括固定支架21、散熱器22和整流元件23，所述散熱器22與整流元件23交替放置，所述整流元件23之間相互串聯(lián)，所述固定支架21用于散熱器22和整流元件23的固定與壓接。
[0019]所述阻容吸收層I包括固定在側(cè)板上的均壓電阻11、吸收電阻12和吸收電容13，所述均壓電阻11與所述整流元件23并聯(lián)，所述吸收電阻12和吸收電容13組成吸收回路，用于吸收所述整流元件23的過電壓。
[0020]所述整流柜設有穿墻套管5的進出線方式;所述整流柜中還包括溫度傳感器，用于檢測柜內(nèi)溫度。
[0021]所述二次電器層3包括電源模塊、變送器、霍爾電流傳感器及繼電器，所述繼電器用于控制風機的啟停，所述變送器用于測量信號的轉(zhuǎn)換與隔離，電源模塊用于為霍爾電流傳感器提供工作電源。
[0022]所述霍爾電流傳感器14通過固定夾板16固定在聚四氟乙烯絕緣護套15上，所述聚四氟乙烯護套15表面開槽。
[0023]還包括控制柜，所述控制柜包括數(shù)據(jù)顯示層6、報警顯示層7、按鈕控制層8、電源控制層9和繼電器層10，所述數(shù)據(jù)顯示層6用于顯示電壓和電流，所述報警顯示層7用于過壓、過流、停風、超溫、高濕的報警，所述按鈕控制層8包括急停按鈕、消除故障顯示的復位按鈕以及顯示柜內(nèi)溫度的溫控器，所述電源控制層9包括風機電源和用于控制整流柜和操作柜電源的開關(guān)，所述繼電器層10用于對故障信號的保持以及對故障信號節(jié)點的輸出。
[0024]所述控制柜與整流柜之間采用柜間電纜連接，柜內(nèi)連接采用銅排連接。
[0025]不可控直流融冰裝置包括整流柜和控制柜，為了防止信號間的干擾，兩柜之間采用柜間電纜連接，柜內(nèi)連接采用銅排連接。整流柜包括阻容吸收層1、元件閥組層2、二次電器層3和散熱風機層4，散熱風機層4包括位于整流柜底部的風機，阻容吸收層1、元件閥組層2和二次電器層3位于散熱風機層4的上部，風機向上吹風帶走阻容吸收層、元件閥組層、二次電器層的熱量。
[0026]如圖1所示，散熱風機4、二次電器層3、元件閥組層2、阻容吸收層I自下而上堆疊設置，且阻容吸收層的上側(cè)設有封閉絕緣板。阻容吸收層1、元件閥組層2、二次電器層3的四周均使用絕緣板密封，上側(cè)和下側(cè)均設有通風口，使阻容吸收層1、元件閥組層2、二次電器層3與風機形成獨立風道，保證風從底部進頂部出，通過獨立風道將電路整流元件及電阻熱量散出，通過頂部及柜門濾網(wǎng)排出柜內(nèi)熱量，以達到良好的散熱效果。整流柜進出線采用穿墻套管5接線與絕緣處理，柜內(nèi)連接采用銅排連接。
[0027]二次電器層3放置在散熱風機層4的上方，主要包括電源模塊、變送器、霍爾電流傳感器和繼電器，繼電器用于控制風機的啟停，變送器用于測量信號的轉(zhuǎn)換與隔離，電源模塊主要為霍爾電流傳感器提供工作電源。
[0028]如圖2所示，控制柜包括數(shù)據(jù)顯示層6、報警顯示層7、按鈕控制層8、電源控制層9、繼電器層10?？刂乒竦臄?shù)據(jù)顯示層6對整流柜輸出電流和電壓進行顯示，數(shù)字電壓表和電流表放置于此部分。報警顯示層7主要是報警指示燈顯示，指示燈為:過壓指示、過流指示、停風指示、超溫指示和高濕指示。上述5種指示具有故障信號保持功能，如果故障報出后，即使故障消失，信號指示燈一直亮，直至按下復位按鈕后，故障顯示消除。按鈕控制層8有急停按鈕和復位按鈕，緊急停機和狀態(tài)復位時使用。按鈕之間放置溫控器，用于顯示當前柜內(nèi)溫度?？刂齐娫磳?放置風機電源和控制電源的開關(guān)，用于對控制柜及整流柜的工作電源的控制。繼電器層10主要作用是對故障信號的保持以及對故障信號節(jié)點的輸出。
[0029]如圖3所示，元件閥組層2水平放置于絕緣底板上，通過下進風上出風進行散熱。整流元件閥組采用雙面風冷散熱，將鋁型材散熱器22與整流元件23交替放置，各整流元件23之間相互串聯(lián)，利用固定支架21固定與壓接散熱器22和整流元件23，保證整流元件23與散熱器22可靠接觸，減少接觸熱阻。
[0030]如圖4所示，風機作為風道的輸入點，為了保證良好的散熱效果，風機上部出風口設置四周封閉風道。
[0031]如圖5所示，阻容吸收層I包括均壓電阻11、吸收電阻12和吸收電容13組成的阻容吸收回路，均壓電阻11和阻容吸收回路放置于元件閥組層2的上方，水平固定在側(cè)板上，四周使用絕緣板密封，保證風從底部進頂部出，將電阻及電容上的熱量帶出。每一組閥組作為三相整流橋的一個橋臂。同橋臂上的整流元件閥組、均壓電阻11、吸收電阻12與吸收電容13放置在一個獨立風道內(nèi)，一方面可達到良好的散熱效果，另外也增加了絕緣水平。均壓電阻11并聯(lián)在每個整流元件23的兩端，可以保證每個整流元件23兩端電壓相同；吸收回路用于吸收整流元件23換向過電壓。
[0032]如圖6所示，為了提高裝置的絕緣等級并保護相關(guān)的設備，霍爾電流傳感器14安裝于聚四氟乙烯護套15上，一方面可以防止高壓對霍爾電流傳感器14的損傷，另外一方面可以通過固定夾板16，將霍爾電流傳感器14固定在聚四氟乙烯護套15上。聚四氟乙烯護套15表面開槽，以增加絕緣距離，提高絕緣等級。
[0033]為了提高整流輸出的電壓，采用多整流元件串聯(lián)技術(shù)，并將整流元件23串聯(lián)壓接于鋁型材散熱器22上。整流柜采用風冷散熱技術(shù)，采用“風機+鋁型材散熱器+獨立風道”的散熱模式，提高裝置的散熱效果，滿足高電壓等級的散熱要求。柜內(nèi)設有溫度測量與顯示回路，通過柜內(nèi)布局測溫傳感器，并通過溫控器顯示當前柜內(nèi)溫度，設置溫控器上限報警溫度閾值，當柜內(nèi)溫度超過報警值時，發(fā)出超溫報警信號。
[0034]由于線路融冰對電源電壓需求較高，本發(fā)明裝置設計全方面采用高壓絕緣技術(shù)，進出線采用穿墻套管5，電流測量回路安裝聚四氟乙烯絕緣護套15，柜內(nèi)預留足夠的絕緣距離，保證裝置耐壓等級在35kV及以上。
[0035]本實用新型的融冰裝置配置全面的保護和精確測量顯示回路。裝置采用霍爾電流傳感器14采集整流輸出電流信號，并經(jīng)過變送器進行變換與隔離，使用數(shù)字電流表顯示電流值，設置數(shù)字電流表上限報警過流閾值，當輸出電流超過報警值時，發(fā)出過流報警信號。裝置采用分壓電阻回路采集整流輸出電壓信號，并經(jīng)過變送器進行變換與隔離，使用數(shù)字電壓表顯示電壓值，設置數(shù)字電壓表上限報警過流閾值，當輸出電壓超過報警值時，發(fā)出過壓報警信號。另外裝置具有故障信號保持與復位功能，方便用戶進行故障定位與檢修。
【主權(quán)項】
1.一種不可控直流融冰裝置，其特征在于，包括整流柜，所述整流柜內(nèi)設有阻容吸收層、元件閥組層、二次電器層和散熱風機層，所述散熱風機層包括位于整流柜底部的風機，所述阻容吸收層、元件閥組層和二次電器層位于散熱風機層的上部;風機向上吹風帶走阻容吸收層、元件閥組層、二次電器層的熱量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不可控直流融冰裝置，其特征在于，所述風機的出風口位于風機上部，所述出風口設置四周封閉風道，所述阻容吸收層、元件閥組層和二次電器層的四周均用絕緣板密封，而所述阻容吸收層、元件閥組層和二次電器層的上側(cè)及下側(cè)均設有通風口使所述阻容吸收層、元件閥組層和二次電器層與所述風機自下而上形成獨立風道。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不可控直流融冰裝置，其特征在于，所述散熱風機層、二次電器層、元件閥組層、阻容吸收層自下而上堆疊設置，且阻容吸收層的上側(cè)設有封閉絕緣板。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不可控直流融冰裝置，其特征在于，所述元件閥組層包括固定支架、散熱器和整流元件，所述散熱器與整流元件交替放置，所述整流元件之間相互串聯(lián)，所述固定支架用于散熱器和整流元件的固定與壓接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的不可控直流融冰裝置，其特征在于，所述阻容吸收層包括固定在側(cè)板上的均壓電阻、吸收電阻和吸收電容，所述均壓電阻與所述整流元件并聯(lián)，所述吸收電阻和吸收電容組成吸收回路，用于吸收所述整流元件的過電壓。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不可控直流融冰裝置，其特征在于，所述整流柜設有穿墻套管的進出線方式;所述整流柜中還包括溫度傳感器，用于檢測柜內(nèi)溫度。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不可控直流融冰裝置，其特征在于，所述二次電器層包括電源模塊、變送器、霍爾電流傳感器及繼電器，所述繼電器用于控制風機的啟停，所述變送器用于測量信號的轉(zhuǎn)換與隔離，電源模塊用于為霍爾電流傳感器提供工作電源。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的不可控直流融冰裝置，其特征在于，所述霍爾電流傳感器通過固定夾板固定在聚四氟乙烯絕緣護套上，所述聚四氟乙烯護套表面開槽。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不可控直流融冰裝置，其特征在于，還包括控制柜，所述控制柜包括數(shù)據(jù)顯示層、報警顯示層、按鈕控制層、電源控制層和繼電器層，所述數(shù)據(jù)顯示層用于顯示電壓和電流，所述報警顯示層用于過壓、過流、停風、超溫、高濕的報警，所述按鈕控制層包括急停按鈕、消除故障顯示的復位按鈕以及顯示柜內(nèi)溫度的溫控器，所述電源控制層包括風機電源和用于控制整流柜和操作柜電源的開關(guān)，所述繼電器層用于對故障信號的保持以及對故障信號節(jié)點的輸出。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的不可控直流融冰裝置，其特征在于，所述控制柜與整流柜之間采用柜間電纜連接，柜內(nèi)連接采用銅排連接。
【文檔編號】H02B1/56GK205595658SQ201620330121
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】許其質(zhì), 張傳標, 呂宏水, 李臻, 馮煒, 錢宏輝, 劉仁飛
【申請人】國電南瑞科技股份有限公司