本发明专利技术是一种不带专用换流变压器直流融冰装置的设计方法。包括如下步骤：1)确定融冰装置覆盖线路；2)预选融冰电流；3）确定导线最大允许电流；4）计算预选融冰电流下直流压降和功率；5）计算理想空载直流电压；6）计算换流器最小触发角下直流电压；7）计算换相电抗器阀侧额定电压；8）确定融冰装置额定参数；9）计算换流器交流侧额定电流；10）计算换相电抗器电感；11）确定TCR或TSR支路额定容量和电流；12）确定TCR或TSR支路总感抗值；13）确定TCR或TSR支路需增加电感值；14）确定融冰装置零功率回路电感；15）确定融冰装置零功率最小允许电流；16）设计交流滤波器。本发明专利技术提供了一种系统的直流融冰兼无功补偿装置设计方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是，特别是一种涉及综合考虑直流融冰及其等效试验、晶闸管控制电抗器(TCR)或晶闸管投切电抗器(TSR)等功能的设计方法，属于高压及特高压电网输电线路直流融冰和静止无功补偿应用的创新技术。
技术介绍
输电线路在冬季覆冰严重威胁电力系统的安全运行。由于导线上增加了冰载荷， 对导线、铁塔和金具都会带来一定的机械损坏，覆冰严重时会断线、倒杆塔，导致大面积停电事故，对国民经济造成重大损失。随着全球气候的不断恶化，冰灾对输电线路造成的危害越发严重。特别是2008年初的冰灾，对我国电网造成了巨大的损失。国内外研究融冰的几种思路为将电能转化为热能融冰；将电能转化为机械能以破坏输电线上的覆冰的物理结构，达到使覆冰脱落的目的；直接破坏物理结构的机械法除冰。我国自上世纪70年代以来就一直在220kV以下线路上采用交流短路方法对严重覆冰线路进行融冰，对防止冰灾起到了一定的作用。由于交流融冰需要很高的热量，且交流线路存在电抗，致使220kV及以下线路融冰时要求的融冰电源容量是线路实际融冰功率的 5-10倍；对于500kV以上超高压和特高压交流输电线路融冰时要求的融冰电源容量是线路实际融冰功率的10-20倍。在实施交流电流短路融冰时往往存在融冰电源容量远远不足的问题。因此，对于500kV或更高电压等级输电线来说，由于难以找到满足要求的融冰电源， 采用交流短路融冰方案不可行。由于交流短路融冰法的局限，国际上自上世纪80年代开始就一直在探讨直流融冰的可能和开发直流融冰装置。1998年的北美冰风暴灾难后，魁北克水电局与AREVA公司合作开发了一套直流融冰装置，该装置装设于魁北克的L6vis变电站，2008年完成现场调试。但是到目前为止，该装置还没有用于过实际融冰。2008年冰灾后，我国电力科技工作者自主进行了直流融冰技术及装置的研发，成功研发出了具有完全自主知识产权的大功率直流融冰装置，主要包括带专用换流变压器、 不带专用换流变压器和车载移动式等多种型式，进而在全国进行了推广应用。2011年1月，受持续低温雨雪凝冻天气影响，南方电网供电区域内贵州大部分地区、广西桂北地区、广东粤北地区和云南滇东北地区的输变电设施相继出现覆冰险情，先后导致1414条IOkV及以上线路、70个35kV及以上变电站停运。2011年次冰灾是继2008年之后南方电网遭遇的又一次特重冰灾。但与2008年多条线路断线倒塔、500kV主网架遭受重创、电网多处解列或孤网运行、大量减供负荷相比，本次冰灾期间未发生220kV及以上线路倒塔事故，未发生县级及以上城市停电事故，确保了电网安全稳定运行和电力正常供应。 2011年冰灾中，南方电网已经安装的19套直流融冰装置首次得到了全面实战检验，发挥了巨大的作用，累计对IlOkV及以上线路融冰227次，其中500kV线路40余次。鉴于直流融冰装置实际应用效果，我国电网企业从2011年开始又进行了新一轮的大规模推广应用。鉴于直流融冰装置每年用于融冰的时间并不是很长，在实际的应用中一般均兼有静止无功补偿装置的功能，没有尚未有完整设计方案提出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于考虑上述问题而提供一种综合考虑直流融冰及其等效试验、晶闸管控制电抗器或晶间管投切电抗器等功能的不带专用换流变压器直流融冰装置的设计方法。本专利技术方便实用。本专利技术的技术方案是本专利技术不带专用换流变压器直流融冰装置的设计方法，所述不带专用换流变压器直流融冰装置具有静止无功补偿功能，包括有电抗器Lla、Llb、Llc， 六脉动换流器R，电抗器L2a、L2b、L2c，刀闸S1、S2、S3、S4，控制保护系统CP，交流滤波器组 F，电抗器Lla、Lib、Llc在直流融冰模式下为换相电抗，在无功补偿模式下为晶闸管控制电抗器TCR或晶闸管投切电抗器TSR的一部分，电抗器L2a、L2b、L2c全部或一部分在直流融冰模式下为平波电抗器，在无功补偿模式下为晶闸管控制电抗器TCR或晶闸管投切电抗器 TSR的一部分；在直流融冰模式下，六脉动换流器R交流侧通过电抗器Lla、Lib、Llc与所接交流系统主变低压侧相连，六脉动换流器R直流侧通过电抗器L2a、L2b、L2c与刀闸Si、 S2、S3、S4相连；在无功补偿模式下，即晶闸管控制电抗器TCR或晶闸管投切电抗器TSR模式下，六脉动换流器R中的阀VI、V4反并联连接后与电抗器L2a、Llc串联后接在所接变电站主变低压侧b、c相间，六脉动换流器R中的阀V5、V2反并联连接后与电抗器Lla、L2b串联后接在所接变电站主变低压侧a、c相间，六脉动换流器R中的阀V3、V6反并联连接后与电抗器L2c、Lib串联后接在所接变电站主变低压侧a、b相间；滤波器F通过隔离刀闸Kl 和断路器QFl接在变电站主变低压侧；刀闸Si、S2、S3、K、Kl和断路器QF、QFl的位置信号及换相电抗器阀侧电流信号Iva、Ivb, Ivc及直流侧电流信号Idp、Idn及直流侧电压信号 Udp、Udn及六脉动换流器R的监测信号接入控制保护系统CP ；控制保护系统CP发出刀闸和断路器的分合命令及发出六脉动换流器R的控制和触发命令。其中具有静止无功补偿功能的不带专用换流变压器的直流融冰兼装置的设计方法包括如下步骤1)确定直流融冰装置覆盖线路范围；2)预选各导线融冰电流；3)确定各导线最大允许电流；4)计算各线路在预选融冰电流时的直流压降和直流功率；5)计算换相电抗器阀侧额定交流电压；6)计算换流器的理想空载直流电压；7)计算换流器在最小触发角下的直流电压；8)确定直流融冰装置额定参数；9)计算换流器交流侧额定电流；10)计算换相电抗器感抗值；11)确定晶闸管控制电抗器TCR或晶闸管投切电抗器TSR支路额定容量和额定电流；12)确定晶闸管控制电抗器TCR或晶闸管投切电抗器TSR支路总感抗值；13)确定晶闸管控制电抗器TCR或晶闸管投切电抗器TSR支路除换相电抗器外需增加电抗器的电感值；14)确定直流融冰装置零功率模式下回路电感；15)确定直流融冰装置零功率模式下最小电流；16)设计交流滤波器。上述步骤1)确定直流融冰装置覆盖线路范围的方法如下根据直流融冰装置使用地点确定需要利用该装置进行融冰的线路，包括特殊情况下可能通过变电站串联连接进行融冰的个别线路。根据各线路导线型号可得到线路各导线在20°C时的直流电阻值。上述步骤2)预选各导线融冰电流的方法如下根据布尔格斯道尔夫公式计算各线路在典型覆冰条件下的最小融冰电流，取计算值的1.1倍为各导线预选融冰电流，即Idpr= 1. llde.fflin(l)式中，Idpr-各导线预选融冰电流，kA ；Ide.fflin-线路最小融冰电流，kA。上述步骤4)计算各线路在预选融冰电流时的直流压降和直流功率的方法如下根据两相导线串联方式，S卩“一去一回”方式，或称“1-1”方式，计算各线路在预选融冰电流时的直流压降和直流功率，即下式 权利要求1.，所述不带专用换流变压器直流融冰装置具有静止无功补偿功能，包括有电抗器Lla、Lib、Lie,六脉动换流器R，电抗器L2a、L2b、L2c，刀闸Sl、S2、S3、S4，控制保护系统CP,交流滤波器组F，电抗器Lla、Lib、Llc在直流融冰模式下为换相电抗，在无功补偿模式下为晶闸管控制电抗器T本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：傅闯，饶宏，许树楷，黎小林，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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