一种分布式串联耦合型潮流控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种分布式串联耦合型潮流控制器，包括控制舱、耦合变压器舱、取能电流互感器、IGBT组件、控制盒和耦合变压器；控制舱和耦合变压器舱为一体式阶梯结构，由上壳体和下壳体组成且可开启与闭合，取能电流互感器、IGBT组件和控制盒安装在控制舱内，耦合变压器安装在所述耦合变压器舱内。本实用新型通过变压器耦合的方式进行电抗或容抗的插入，耦合变压器的一次侧绕组为单匝输电线路，副边有多匝，通过固态复合开关进行快速控制，无需断开输电线路，无需改变原有线路结构，无占地需要，就地控制，简单灵活，易于安装且可以在不同线路重复使用，造价和运行成本较集中式FACTS装置大大降低。
【专利说明】一种分布式串联耦合型潮流控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制器，具体涉及一种分布式串联耦合型潮流控制器。
【背景技术】
[0002]灵活交流输电系统(FACTS)是现代电力电子技术与传统潮流控制技术相结合的产物，是传统电网向智能电网迈进的强有力的技术支撑。它利用大功率电力电子设备替换各种传统的机械式调节装置和高压开关，使电力系统中影响潮流分布的三个主要电气参数(电压、线路阻抗及功角)可按照系统调度人员的指令进行调整，实现输送功率在电网中的合理分配和各节点电压的合理控制，降低功率损耗和发电成本，大幅度提高系统的稳定性和可靠性。
[0003]国家电网已广泛应用FACTS技术的相关电力设备，包括晶闸管控制串联补偿电容器(TCSC)、静止无功补偿器(SVC)、可控并联电抗器(CSR)及静止同步补偿器(STATCOM)等，这些FCATS装置对电网的安全、稳定运行发挥了极其重要的作用。但FACTS设备功能繁多、结构复杂、占地面积较大，一次性投资成本高，对日常运行管理与维护检修的专业技术人员要求也较高，而且FACTS装置中控制保护系统、电力电子器件和冷却系统等部件目前的可靠性还不十分理想。
实用新型内容
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种分布式串联耦合型潮流控制器，通过变压器耦合的方式进行电抗或容抗的插入，耦合变压器的一次侧绕组为单匝输电线路，副边有多匝，通过固态复合开关进行快速控制，无需断开输电线路，无需改变原有线路结构，无占地需要，就地控制，简单灵活，易于安装且可以在不同线路重复使用，造价和运行成本较集中式FACTS装置大大降低。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采取如下方案:
[0006]本实用新型提供了一种分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述控制器包括控制舱、耦合变压器舱、取能电流互感器、IGBT组件、控制盒和耦合变压器；所述控制舱和耦合变压器舱为一体式阶梯结构，由上壳体和下壳体组成且可开启与闭合，所述取能电流互感器、IGBT组件和控制盒安装在所述控制舱内，所述耦合变压器安装在所述耦合变压器舱内。
[0007]所述耦合变压器通过绝缘支撑件安装在耦合变压器舱的下壳体上。
[0008]所述取能电流互感器通过绝缘支座固定在控制舱的下壳体上。
[0009]所述IGBT组件包括金属氧化物限压器、接触器、晶闸管、第一晶闸管铜排、第二晶闸管铜排、第三晶闸管铜排、电容压板、吸收电容、吸收电阻和安装板；所述金属氧化物限压器、接触器和晶闸管通过第一晶闸管铜排、第二晶闸管铜排以及第三晶闸管铜排并联固定，并通过组合螺钉固定在安装板上，所述吸收电阻和吸收电容并联在所述晶闸管两端，经所述电容压板固定后，通过组合螺栓固定在安装板上，所述安装板通过组合螺栓固定在控制舱的下壳体上。
[0010]所述控制盒安装在控制舱的下壳体上，其内部设电源电路和控制电路，所述控制电路包括晶闸管驱动电路和接触器驱动电路。
[0011]所述耦合变压器的一次侧绕组为单匝输电导线，二次侧并联金属氧化物限压器、接触器和晶闸管。
[0012]根据输电导线的参数和单台分布式串联耦合型潮流控制器的补偿容量确定耦合变压器的参数和材料；输电导线的参数包括电压等级、导线型号、额定输送容量和过载电流。
[0013]所述耦合变压器的铁芯为圆筒状，其包括第一铁芯块和第二铁芯块，输电导线置于第一铁芯块和第二铁芯块中间，作为耦合变压器的一次绕组，且第一铁芯块和第二铁芯块紧密卡合使磁路闭合；所述第一铁芯块和第二铁芯块采用环形非晶合金材质制成。
[0014]所述取能电流互感器的铁芯包括第三铁芯块和第四铁芯块，输电导线置于第三铁芯块和第四铁芯块中间，作为取能电流互感器的一次绕组，铁芯上绕制的漆包线作为取能电流互感器的二次绕组，电源电路并接在二次绕组上。
[0015]所述控制器通过线路夹紧压板和线路夹紧座固定在输电导线上，且其两端设有密封件；所述密封件采用橡胶材质，其内侧设有凹槽。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0017]1.本实用新型提供的分布式串联耦合型潮流控制器，其体积小、重量轻、可移动和分布安装、成本低廉；
[0018]2.适用于500kV以下输电网的潮流控制，特别对于220kV、110kV环网供电网络的潮流调节具有非常显著的效果；
[0019]3.该分布式串联耦合型潮流控制器易于安装，无需断开输电线路，无需改变原有线路结构，无占地需要，就地控制，结构紧凑。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型实施例中分布式串联耦合型潮流控制器结构图；
[0021]图2是本实用新型实施例中IGBT组件主视图；
[0022]图3是本实用新型实施例中IGBT组件左视图；
[0023]图4是本实用新型实施例中晶闸管驱动电路图；
[0024]图5是本实用新型实施例中接触器驱动电路图；
[0025]图6是本实用新型实施例中耦合变压器铁芯结构图；
[0026]其中，1-取能电流互感器，2 -绝缘支座，3 -上壳体，4 -耦合变压器，5 -线路夹紧压板，6 -密封件，7 -线路夹紧座，8 -绝缘支撑件，9 -下壳体，10 -控制盒，11 -1GBT组件，12 -控制舱，13 -金属氧化物限压器，14 -第一晶闸管铜排，15 -第二晶闸管铜排，16 -第三晶闸管铜排，17 -电容压板，18 -吸收电容，19 -吸收电阻，20 -安装板，21 -接触器，22 -晶闸管，23 -第一铁芯块，24 -第二铁芯块，25 -耦合变压器舱。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0028]如图1，本实用新型提供一种分布式串联耦合型潮流控制器，所述控制器包括控制舱12、耦合变压器舱25、取能电流互感器1、IGBT组件11、控制盒10和耦合变压器4 ;所述控制舱12和耦合变压器舱25为一体式阶梯结构，由上壳体3和下壳体9组成且可开启与闭合，所述取能电流互感器1、IGBT组件11和控制盒10安装在所述控制舱12内，所述耦合变压器4安装在所述耦合变压器舱25内。
[0029]所述控制舱12和耦合变压器舱25采用铝合金材料制成。
[0030]所述耦合变压器4通过绝缘支撑件8安装在耦合变压器舱25的下壳体9上。
[0031]所述取能电流互感器I通过绝缘支座2固定在控制舱12的下壳体9上。
[0032]如图3和图4，所述IGBT组件11包括金属氧化物限压器13、接触器21、晶闸管22、第一晶闸管铜排14、第二晶闸管铜排15、第三晶闸管铜排16、电容压板17、吸收电容18、吸收电阻19和安装板20 ;所述金属氧化物限压器13、接触器21和晶闸管22通过第一晶闸管铜排14、第二晶闸管铜排15以及第三晶闸管铜排16并联固定，并通过组合螺钉固定在安装板20上，所述吸收电阻19和吸收电容18并联在所述晶闸管22两端，经所述电容压板17固定后，通过组合螺栓固定在安装板20上，所述安装板20通过组合螺栓固定在控制舱12的下壳体9上。
[0033]所述控制盒10安装在控制舱12的下壳体9上，其内部设电源电路和控制电路，控制电路包括晶闸管驱动电路(如图4)和接触器驱动电路(如图5)。
[0034]需要投入电抗时，在正半周波内给正向并联晶闸管触发电路发正触发脉冲，晶闸管正向导通，负半周波内给反向并联晶闸管触发电路发负触发脉冲，晶闸管反向导通，晶闸管双向导通后，通过控制接触器线圈LI将接触器断开，晶闸管停止导通，投入电抗。不需要投入电抗时，在正半周波内给正向并联晶闸管触发电路发正触发脉冲，晶闸管正向导通，负半周波内给反向并联晶闸管触发电路发负触发脉冲，晶闸管反向导通，晶闸管双向导通后，通过控制接触器线圈L2将接触器闭合，晶闸管停止导通，退出电抗。
[0035]根据输电导线的参数和单台分布式串联耦合型潮流控制器的补偿容量确定耦合变压器4的参数和材料；输电导线的参数包括电压等级、导线型号、额定输送容量和过载电流。
[0036]如图6，所述耦合变压器4的铁芯为圆筒状，其包括第一铁芯块23和第二铁芯块24，输电导线置于第一铁芯块23和第二铁芯块24中间，作为耦合变压器4的一次绕组，且第一铁芯块23和第二铁芯块24紧密卡合使磁路闭合；第一铁芯块23与第二铁芯块24的卡合面尽可能平整，在铁芯闭合的情况下，气隙尽可能小，则铁芯的整体漏抗小，在分布式串联耦合型潮流控制器退出时，对线路的电抗没有影响。所述第一铁芯块23和第二铁芯块24采用环形非晶合金材质制成，采用非晶合金该材质制作的铁芯比采用传统硅钢片制作的铁心重量轻、长度短，更能适于单导线以及分裂导线结构的输电导线。
[0037]所述取能电流互感器I的铁芯包括第三铁芯块和第四铁芯块，输电导线置于第三铁芯块和第四铁芯块中间，作为取能电流互感器I的一次绕组，铁芯上绕制的漆包线作为取能电流互感器I的二次绕组，电源电路并接在二次绕组上，电源电路给控制电路、接触器21供电。
[0038]所述控制器通过线路夹紧压板5和线路夹紧座7固定在输电导线上，且其两端设有密封件6 ;所述密封件6采用橡胶材质，其内侧设有凹槽，如果有杂物或雨水侵蚀，杂物及雨水可滞留在第一个凹槽内，每一个凹槽均形成一层防护。对于钢芯铝绞线架设而成的输电线路，导线表面存在缝隙，采用多层密封能满足在恶劣的户外环境下保证DSR装置内部不受环境影响。
[0039]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述控制器包括控制舱、耦合变压器舱、取能电流互感器、IGBT组件、控制盒和耦合变压器；所述控制舱和耦合变压器舱为一体式阶梯结构，由上壳体和下壳体组成且可开启与闭合，所述取能电流互感器、IGBT组件和控制盒安装在所述控制舱内，所述耦合变压器安装在所述耦合变压器舱内。
2.根据权利要求1所述的分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述耦合变压器通过绝缘支撑件安装在耦合变压器舱的下壳体上。
3.根据权利要求1所述的分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述取能电流互感器通过绝缘支座固定在控制舱的下壳体上。
4.根据权利要求1所述的分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述IGBT组件包括金属氧化物限压器、接触器、晶闸管、第一晶闸管铜排、第二晶闸管铜排、第三晶闸管铜排、电容压板、吸收电容、吸收电阻和安装板；所述金属氧化物限压器、接触器和晶闸管通过第一晶闸管铜排、第二晶闸管铜排以及第三晶闸管铜排并联固定，并通过组合螺钉固定在安装板上，所述吸收电阻和吸收电容并联在所述晶闸管两端，经所述电容压板固定后，通过组合螺栓固定在安装板上，所述安装板通过组合螺栓固定在控制舱的下壳体上。
5.根据权利要求1所述的分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述控制盒安装在控制舱的下壳体上，其内部设电源电路和控制电路，所述控制电路包括晶闸管驱动电路和接触器驱动电路。
6.根据权利要求1所述的分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述耦合变压器的一次侧绕组为单匝输电导线，二次侧并联金属氧化物限压器、接触器和晶闸管。
7.根据权利要求1所述的分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:根据输电导线的参数和单台分布式串联耦合型潮流控制器的补偿容量确定耦合变压器的参数和材料；输电导线的参数包括电压等级、导线型号、额定输送容量和过载电流。
8.根据权利要求1或6所述的分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述耦合变压器的铁芯为圆筒状，其包括第一铁芯块和第二铁芯块，输电导线置于第一铁芯块和第二铁芯块中间，作为耦合变压器的一次绕组，且第一铁芯块和第二铁芯块紧密卡合使磁路闭合；所述第一铁芯块和第二铁芯块采用环形非晶合金材质制成。
9.根据权利要求8所述的分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述取能电流互感器的铁芯包括第三铁芯块和第四铁芯块，输电导线置于第三铁芯块和第四铁芯块中间，作为取能电流互感器的一次绕组，铁芯上绕制的漆包线作为取能电流互感器的二次绕组，电源电路并接在二次绕组上。
10.根据权利要求1所述的分布式串联耦合型潮流控制器，其特征在于:所述控制器通过线路夹紧压板和线路夹紧座固定在输电导线上，且其两端设有密封件；所述密封件采用橡胶材质，其内侧设有凹槽。
【文档编号】H02J3/00GK204230897SQ201420724736
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】周亚娟, 赵刚, 段全新, 宋云东 申请人:国家电网公司, 国网智能电网研究院, 中电普瑞科技有限公司, 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院