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(shè)置獨立散熱風(fēng)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(shè)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(yīng)用于高壓輸電線路的融冰工作，為用戶提供高效的融冰設(shè)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(zāi)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(zāi)影響電網(wǎng)遭受重創(chuàng)，電力設(shè)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(dǎo)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(dǎo)線，而實際應(yīng)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(dǎo)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?fù)雜、諧波含量較高，需要增加額外的設(shè)備進行補償和濾波。而不可控整流方式設(shè)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(shè)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(shè)有阻容吸收層、元件閥組層、二次電器層和散熱風(fēng)機層，所述散熱風(fēng)機層包括位于整流柜底部的風(fēng)機，所述阻容吸收層、元件閥組層和二次電器層位于散熱風(fēng)機層的上部;風(fēng)機向上吹風(fēng)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(shè)置風(fēng)機，通過風(fēng)機、獨立風(fēng)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(shè)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(fēng)機及風(fēng)道結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖5為阻容吸收及散熱風(fēng)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(shè)有阻容吸收層1、元件閥組層2、二次電器層3和散熱風(fēng)機層4，所述散熱風(fēng)機層4包括位于整流柜底部的風(fēng)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(fēng)機層4的上部;風(fēng)機向上吹風(fēng)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(fēng)機的出風(fēng)口位于風(fēng)機上部，所述出風(fēng)口設(shè)置四周封閉風(fēng)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(shè)有通風(fēng)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(fēng)機自下而上形成獨立風(fēng)道。
[0017]所述散熱風(fēng)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(shè)置，且阻容吸收層I的上側(cè)設(shè)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(shè)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(fēng)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(fēng)、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(fù)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(fēng)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(fēng)機層4，散熱風(fēng)機層4包括位于整流柜底部的風(fēng)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(fēng)機層4的上部，風(fēng)機向上吹風(fēng)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(fēng)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(shè)置，且阻容吸收層的上側(cè)設(shè)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(shè)有通風(fēng)口，使阻容吸收層1、元件閥組層2、二次電器層3與風(fēng)機形成獨立風(fēng)道，保證風(fēng)從底部進頂部出，通過獨立風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fù)位按鈕后，故障顯示消除。按鈕控制層8有急停按鈕和復(fù)位按鈕，緊急停機和狀態(tài)復(fù)位時使用。按鈕之間放置溫控器，用于顯示當(dāng)前柜內(nèi)溫度?？刂齐娫磳?放置風(fēng)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(fēng)上出風(fēng)進行散熱。整流元件閥組采用雙面風(fēng)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(fēng)機作為風(fēng)道的輸入點，為了保證良好的散熱效果，風(fēng)機上部出風(fēng)口設(shè)置四周封閉風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(shè)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(fēng)冷散熱技術(shù)，采用“風(fēng)機+鋁型材散熱器+獨立風(fēng)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(shè)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(dāng)前柜內(nèi)溫度，設(shè)置溫控器上限報警溫度閾值，當(dāng)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(shè)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(yù)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(shè)置數(shù)字電流表上限報警過流閾值，當(dāng)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(shè)置數(shù)字電壓表上限報警過流閾值，當(dāng)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(fù)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(shè)有阻容吸收層、元件閥組層、二次電器層和散熱風(fēng)機層，所述散熱風(fēng)機層包括位于整流柜底部的風(fēng)機，所述阻容吸收層、元件閥組層和二次電器層位于散熱風(fēng)機層的上部;風(fēng)機向上吹風(fēng)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(fēng)機的出風(fēng)口位于風(fēng)機上部，所述出風(fēng)口設(shè)置四周封閉風(fēng)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(shè)有通風(fēng)口使所述阻容吸收層、元件閥組層和二次電器層與所述風(fēng)機自下而上形成獨立風(fēng)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(fēng)機層、二次電器層、元件閥組層、阻容吸收層自下而上堆疊設(shè)置，且阻容吸收層的上側(cè)設(shè)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(shè)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(fēng)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(fēng)、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(fù)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(fēng)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(biāo), 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