特高压输电线路直流融冰变流系统设计.pdf

第４２卷第１１期２０１４年６月１日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶＯ１．４２ＮＯ．１１Ｊｕｎ．１，２０１４特高压输电线路直流融冰变流系统设计陆佳政，朱思国，李波，方针，张红先（湖南省电力公司科学研究院，国家电网公司输变电设备防冰减灾技术实验室，湖南长沙４１０００７）摘要：随着特高压的推广，特高压输电线路的抗冰融冰正成为研究的热点特高压输电线路由于线径粗、线路长，所需融冰电流与装置容量大，其电流融冰是一个研究的难点。针对特高压输电线路的特点提出了分段直流融冰方法，其将特高压输电线路分成若干段，选取重覆冰区的线路段设置直流融冰点与融冰短路点，可以有效减小融冰装置容量。针对特高压输电线路融冰所需直流融冰装置容量大特点，为了减小融冰装置网侧电流的谐波畸变率，采用２４脉波整流变压器＋多台整流器并联方式，可以有效减小直流融冰装置对网侧电源的干扰，并可减小输出直流电压纹波因数。最后对所设计的特高压输电线路直流融冰装置进行了仿真研究，采用２４脉波整流变压器＋多台整流器并联方式后，可以有效消除整流器引起的输入侧电流中５次和７次谐波电流，整流变压器输入侧电流低次谐波总畸变率仅为０．５１％，输出直流电压脉波数为２４，电压纹波因数仅为Ｏ．６１６。仿真结果证明了所设计特高压直流融冰装置的可行性与正确性。关键词：特高压；分段直流融冰；谐波畸变率；２４脉波整流变压器；电压纹波因数—ＤＣｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｆｏｒＥＨＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅ——ＬＵＪｉａｚｈｅｎｇ，ＺＨＵＳｉ－ｇｕｏ，ＬＩＢｏ，ＦＡＮＧＺｈｅｎ，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇｘｉａｎ—（ＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔＡｎｔｉｉｃｉｎｇａｎｄＲｅｄｕｃｉｎｇｄｉｓａｓｔｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄ，ＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００７，Ｃｈｉｎａ）—Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｘｔｒａｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅ（ＥＨＶ），ｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇｏｆＥＨＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇａｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔ．—ＴｈｅｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｒｅｑｕｉｒｅｓｌａｒｇｅｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｃａｐａｃｉｔｙｆｏｒＥＨＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｂｉｇｌｉｎｅｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｌｏｎｇｌｉｎｅｓ，ＳＯ—ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇｉｓａｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＥＨＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅ，ｔｈｅｐｉｅｃｅｗｉｓｅＤＣｄｅｉｃｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒＥＨＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｗｈｉｃｈｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｓｅｖｅｒａｌｓｅｇｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｗａｙｃａｒｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆ—ｔｈｅｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｂｙｓｅＲｉｎｇＤＣｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇｐｏｉｎｔａｎｄｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｐｏｉｎｔｔｏｔｈｅｌｉｎｅｓｅｇｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｐｅａｔｉｃｅｔｈａｗｉｎｇｆｒｅｅｚｉｎｇ．—ＴｈｅｄｅｉｃｉｎｇｏｆＥＨＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｎｅｅｄｓｂｉｇＤＣｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｃａｐａｃｉｔｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｈａｒｍｏｎｉｃｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ’ｒａｔｅｏｆｍｅｌｔｉｎｇｉｃｅｄｅｖｉｃｅＳｎｅｔｓｉｄｅ，ｔｈｅｗａｙｕｓｉｎｇ２４ｐｕｌｓｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｐｌｕｓｒｅｃｔｉｆｉｅｒｓｉｓｕｓｅｄｗｈｉｃｈＣａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｎｔｈｅｇｒｉｄｓｉｄｅｐｏｗｅｒｃａｕｓｅｄｂｙＤＣｄｅ－ｉｃｉｎｇｄｅｖｉｃｅａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｏｕｔｐｕｔＤＣｖｏｌｔａｇｅｒｉｐｐｌｅｆａｃｔｏｒ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａ—ｒｃｈｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＤＣｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｆｏｒＥＨＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｉｓｔａｋｅｎ．Ｔｈｅ５ｔｈａｎｄ７ｔｈｉｎｐｕｔｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｒｅｃｔｉｆｉｅｒｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｂｅｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｕｓｉｎｇ２４ｐｕｌｓｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｐｌｕｓｍｕｌｔｉｐｌｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｓｐａｒａｌｌｅｌｍｏｄｅ．Ｔｈｅ’ｌｏｗｃｕｒｒｅｎｔｔｏｔａｌｈａｒｍｏｎｉｃｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＳｉｎｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｉｓｏｎｌｙ０．５１％．Ｔｈｅｐｕｌｓｅｎｕｍｂｅｒｉｓ２４ａｎｄｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｒｉｐｐｌｅｆａｃｔｏｒｉｓｏｎｌｙ０．６１６ｆｏｒｔｈｅｏｕｔｐｕｔＤＣｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅ—’ＤＣｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅＳｄｅｓｉｇｎｆｏｒＥＨＶ．—Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｔｒａｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅ（ＥＨＶ）；ｐｉｅｃｅｗｉｓｅＤＣｄｅ－ｉｃｉｎｇ；ｈａｒｍｏｎｉｃｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｒａｔｅ；２４ｐｕｌｓｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｖｏｌｔａｇｅｒｉｐｐｌｅｆａｃｔｏｒ中图分类号：ＴＭ９２１文献标识码：Ａ——文章编号：１６７４３４１５（２０１４）１１－０１２４０６０引言５００ｋＶ输电系统有力支撑了我国近３０年的经济社会发展，但我国能源资源与需求呈逆向分布，７０％以上的能源需求集中在中东部，可用能源资源却远离需求中心，７６％的煤炭集中在北部和西北部、８０％的水能资源集中在西南部，陆地风能和太阳能等新能源也大量分布在西北部，供需相距８００～３０００ｋｍ。现有５００ｋＶ输电系统面临着远距离、大容量输送能力不足，走廊资源紧缺等瓶颈制约，亟待升陆佳政，等特高压输电线路直流融冰变流系统设计．１２５．级至１０００ｋＶ等级。２０１０年７月８日，向家坝一上海￣８００ｋＶ特高压直流输电示范工程正式投入运行；２０１１年１２月１６日，晋东南一南阳一荆门特高压交流试验示范工程在建成投运近３年之后，其扩建工程正式投产。特高压输电线路在我国电网逐渐得到越来越多的应用。特高压输电线路具有电压等级高，输送容量大，传输距离远等特点，经过的地方具有复杂的气象地理条件，如海拔高度跨度大、气温差别大、跨越不同覆冰区等特点，冰灾、雷电、洪涝等潜在自然灾害给特高压输电线路安全稳定运行带来了严重安全挑战。而其中以冰灾的危害最为严重，２００８年１月，我国南方的冰雪灾害给国民经济和社会生活带来了巨大损失，受灾人口１亿多，直接经济损失超过１１００亿元，电网的损害尤其严重。因此提前研究和预防特高压线路防冰除冰技术对我国电力部门防止和控制冰灾、提高特高压电网的运行可靠性具有重要实际意义】。经过多年的研究总结，对覆冰线路进行直流融冰是电网应对冰冻灾害最直接、最有效、最安全、最经济的重要手段之一。直流融冰技术由于线路上电抗分量不起作用，加上同样大小的融冰电流，采用直流融冰所施加的电压比交流小得多，大大提高了融冰过程的安全性和经济性。本文对特高压输电——线路直流融冰技术进行了研究，尤其核心部件大功率直流融冰装置变流系统设计与装置试验等进行了深入研究。１特高压输电线路直流融冰系统组成１．１分段直流融冰原理特高压输电线路所用导线型号有：６ｘＪＬ／Ｇ３Ａ．９００／４０，８×ＬＧＪ一６３０，６￣ＡＣＳＲ－－７２０／５０等，其具有线径粗、线路长、融冰电流大与所需融冰容量大等特点。以８×ＬＧＪ．６３０导线１０００ｋｍ为例，其所需融冰电流为１２０００Ａ左右，导线单位长度直流电阻：０．００５７５ＤＹｋｒｎ，若采用两相串联方式融冰，所需低压电源提供融冰容量为：１６５６Ｍｗ，若采用两并一串方式融冰，所需低压电源提供融冰容量为：１２４２ＭＷ，所以融冰时，变电站低压电源无法提供如此大的融冰容量，而在线路实际覆冰时也只是处在重覆冰区的数个档距线路覆冰，只需对覆冰的这段线路进行融冰，而不需要对整条线路融冰。所以特高压输电线路可以采取分段融冰的方式，即将一条特高压线路分成数段，每段的长度根据融冰装置具体容量来确定，但确保待融冰线路在某一分段线路中。每段待融冰分段线路起始端接融冰装置直流输出，分段线路终端接入高压短路隔离开关，融冰时利用高压短路隔离开关实现待融冰线路段的短接。如将上述１０００ｋｍ长，导线型号为８×ＬＧＪ．６３０的特高压线路分成１０段，每段１００ｋｍ，则采用两相串联方式融冰，所需低压电源提供融冰容量为：１６５．６ＭＷ，若采用两并一串方式融冰，所需低压电源提供融冰容量为：１２４．２ＭＷ，低压融冰电源可以满足融冰要求。由于融冰装置容量大，根据国家电网公司企业标准一一《输电线路电流融冰技术导则》，特高压输电线路宜采用固定式直流融冰装置。融冰装置的建设地点为靠近待融冰特高压线路的２２０ｋＶ及以上变电站内，以方便融冰电源的接取。分段直流融冰原理图如图１所示，其将特高压输电线路分成ｎ等分，在融冰期间仅对处在重覆冰区的一段或数段进行直流融冰，而直流融冰电源点在分段线路附近选取。在融冰时将需要直流融冰线路段一端三相短接，另一端接入直流电源进行三相线路两并一串或两串直流融冰。…一———●—一Ａ・ｂ一１一一一一————●——一ＢＣ一１一一一一————●——一Ｃｒ联分段赢流融冰—ａｎｌ…一一———●—一Ａｂ１…一一————●—一Ｂ—Ｃｌ‘ｆｂ）两并串分段直流融冰图１分段直流融冰原理图—Ｆｉｇ．１ＤｉａｇｒａｍｏｆｐｉｅｃｅｗｉｓｅＤＣｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ１．２直流融冰系统结构对８×ＬＧＪ．６３０导线，其所需融冰电流为１２ｋＡ，由于输出直流电流大，其用单台六脉波整流器很难实现如此大直流电流输出，且容易引起网侧输入电流较大的谐波畸变。输出电流大，融冰整流器一般采用水冷冷却方式，但水冷冷却方式具有：造价高，占用面积大，结构、控制复杂，维护复杂，安装调试复杂等特点，为了提高直流融冰系统的可靠性，减小直流融冰系统的体积，本文采用风冷冷却方式。但风冷冷却方式适用于装置２ｋＡ左右的额定电流输出，为此本文采用多台整流器并联来实现多脉波大电流输出，可以有效减小融冰系统输入侧电流谐波畸变率，且可以实现单台整流器２ｋＡ左右的直流电流输出。本文所设计特高压输电线路分段直流融冰变流部分结构图如图２所示，变流部分为２４脉波整流结蓑囊．１２６．电力系统保护与控制构，采用整流变压器＋整流器组成。其整流部分由２套１２脉波整流器并联运行组成，每套整流器利用整流变压器提供输入电源。图２中，整流变压器、’Ｔ为轴向分列双低压输出整流变压器，两变压器的联结组别为Ｄｙｌ１／Ｄｄ０和Ｄｙｌ／Ｄｄ２，变压器原边均采用延边三角形接法，使变压器的原边绕组分别移相＋７．５。和一７．５。。由于两台变压器一次侧并联接在同一电网中，两变压器４个二次绕组电压相同，相位分别相移１５。。变压器Ｔ１和Ｔ２二次侧分别连接两组三相全波桥式整流电路，分别构成一套１２脉波整流系统，并联输出就构成等效２４脉波整流电路。㈠霾㈦Ｉ｝．＿］一Ｉ．。一ｎ一二：Ｉ．．一ｎ１ｌ一：：ｌ：ｌｊｌ：：’：＿ｌ：…………－！●Ｉ图２２４脉波直流融冰结构图—Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆ２４ｐｕｌｓｅＤＣｉｃｅｍｅｌｔｉｎｇ对ｍ脉波整流器，其输出直流电压如式（１）。＿ｄ＝髓：ｓｉｎｃａＭ（ｃａ）＝兀—（１）一ｍ４／ｓｉｎ７ｔｍ式（１）中：ｍ为整流器输出直流电压脉波数；为整流器输入交流电压有效值。√＝（１／）压ＣＯＳｏｘｄ（ｏｘ）＝（２）对于２４脉波整流器其输出直流电压如式（２）所示，ｕ，为整流器输入交流电压有效值。对式（２）进行傅里叶级数分解得ｄ０＝（／ｄ。＋Ｅｃｏｓｎｒ＿ｚ￣：ｎ＝ｍｋ（３）一ｃｏｓ删式（３）中，ｋ＝１，２３～＝皿ｍｓｉｎ＿＿￣冗ｍ（４）ｉ一㈦电压纹波因数为输出直流电压们中谐波分量有效值ＵＲ与整流电压平均值。之比，即㈦式（６）中，＝√＝㈩式ｆ７）中．＝厨根据式（３）～式（８）可以得出：（８）’［＿一ｓｍ’‘＋（、ｙｓｉｎ（９）Ｉ一一～————＋《一一１…２４ｎｍ７【ｍ由式（９）可得不同脉波数整流器输出电压纹波因数值如表１所示［７－１０］。表１不同脉波数时的电压纹波因数值Ｔａｂｌｅ１Ｖｏｌｔａｇｅｒｉｐｐｌｅｆａｃｔｏｒｖａｌｕｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｕｌｓｅｎｕｍｂｅｒｍ由表１可得，整流器脉波数越多，输出电压纹波因数值越小，２４脉波整流器相比６脉波与１２脉波整流器将会有更加平滑的直流电压波形输出，可以有效减小输出直流电流的波动。本文所设计额定电流为１２ｋＡ特高压输电线路分段直流融冰系统结构图如图３所示，其由两套２４脉波变流系统并联而成，每套２４脉波变流系统由两套１２脉波整流器并联而成，而每套１２脉波整流器由两套６脉波整流器并联组成，所以每套６脉波整流器输出额定电流仅为１５００Ａ，可以大大简化整流器的设计，有效减小融冰系统的故障率。陆佳政，等特高压输电线路直流融冰变流系统设计电源图３特高压直流融冰系统图Ｆｉｇ．３ＴｈｅＥＨＶＤＣｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｒａｍ２十二脉波整流器设计２４脉波整流器中１２脉波融冰整流器拓扑结构如图４所示，其由两个６脉波三相整流全桥组成。每个三相整流全桥输入三相交流电源，输出直流电压，如图４中三相整流全桥１输出直流电压ＤＣ１，三相整流全桥２输出直流电压ＤＣ２。在每个三相整流桥的直流回路中串入直流电流传感器，用于实现每个６脉波三相整流桥输出直流电流的测量，如图４，直流电流传感器１和２分别实现两个三相整流桥输出电流的测量。两个三相整流全桥通过输出侧的串联或并联可以实现两个三相整流桥输出６脉波直流电压叠加后形成１２脉波直流电压输出。直流电压传感器两端分别并接在两个三相整流桥的正负极之间，实现１２脉波整流器输出直流电压的测量。图４十二脉波整流器拓扑结构Ｆｉｇ．４Ｔｗｅｌｖｅｐｕｌｓｅｓｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｏｐｏｌｏｇｙ图５为１２脉波整流器中单个三相整流全桥电气原理图，其整流器件选用不可控器件二极管或可控器件晶闸管（本文以二极管为例），其实现三相交流电压向６脉波直流电压的转变［１１－１３】。ＡＢＣ一———＿＿——＿－一ＤＣｌ●Ｉ（●Ｌ１ｒ—Ｕ＾ｃ一一＿－一一ＤＣ图５六脉波整流全桥原理图Ｆｉｇ．５Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｓｉｘｐｕｌｓｅｓｒｅｃｔｉｆｉｅｒｂｒｉｄｇｅ３仿真验证基于本文设计方案设计一台特高压输电线路分段直流融冰２４脉波融冰整流装置。２４脉波整流变压器额定输入电压１１０ｋＶ，额定输出电压１０３００Ｖ，额定容量８６．８ＭＶＡ；每台１２脉波整流器额定输入电压１０５００Ｖ，额定输出直流电流３０００Ａ，额定容量４１．４ＭＷ。设整流器试验负载为８×ＬＧＪ．６３０的钢芯铝合金绞线，其单位长度阻抗为０．００５６４２５＋ｊ０．０７３７５，长度１００ｋｍ，则其直流电阻为０．５６４２５Ｑ，电抗为７．３７５Ｑ，融冰电流为８８００～１１２００Ａ，仿真时采用两相串联，融冰电流按１２０００Ａ考虑。特高压输电线路直流融冰整流系统，利用Ｍａｔｌａｂ仿真可得整流系统各部件与整体输入与输出侧电压、电流波形如图６～图９所示。０１０２０３０４０５０６０７０８０９０ｔ／ｍｓ（ａ）整流器输入电流波形卜ｌ０２４６８１Ｏ１２１４１６ｙｎｚ（ｂ）整流器输入电流低次谐波分析图６整流器输入电流波形与低次谐波分析Ｆｉｇ．６Ｉｎｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｍａｎｄｉｔｓｌｏｗｈａｒｍｏｎｉｃａｎａｂｒｓｉｓ．１２８．电力系统保护与控制图６（ａ）为整流器输入侧电流波形，图６（ｂ）为其低次谐波分析，从整流器输入电流频谱图可看出整流器输入侧除基波电流外以５次和７次谐波电流为主。输入侧基波电流有效值为２３５４Ａ，５次电流有效值为７５８Ａ，７次电流有效值为２２８．９Ａ，整流器输入侧电流低次谐波总畸变率为３５．４％，从仿真结果可以看出，整流器易造成输入侧较大的谐波畸变。４００３００≤２００１０００ｔ／ｍｓｆａ２４脉波整流变压器输入电流波形Ｕ２４６ｌＵｌ２Ｉ４ｌ６ｙＨｚ（ｂ）２４脉波整流变压器输入电流低次谐波分析图７２４脉波整流变压器输入电流与低次谐波分析Ｆｉｇ．７Ｉｎｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｍａｎｄｉｔｓｌｏｗｈａｒｍｏｎｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆ２４ｐｕｌｓｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｒａｎｓｆｏＩＴＩｌｅｒ图７（ａ）为２４脉波整流变压器输入侧电流波形，图７（ｂ）为其低次谐波分析，从２４脉波整流变压器输入侧电流频谱图可看出，其５次和７次谐波被有效消除。输入侧基波电流有效值为４３６Ａ，５次电流有效值为１．９１Ａ，７次电流有效值为０．７９Ａ，整流变压器输入侧电流低次谐波总畸变率为０．５１％，从仿真结果可以看出，直流融冰系统整流器前加入整流变压器后可以有效消除整流器整流引起的输入侧电流中５次和７次谐波。所以特高压输电线路直流融冰整流系统利用２４脉波整流变压器可以有效消除融冰系统运行时造成的网侧各次谐波电流污染。图８为特高压输电线路直流融冰整流系统四台１２脉波整流器并联运行后输出直流电流波形，其有效值为１１９２０Ａ，每台１２脉波整流器输出直流电流有效值为２９８０Ａ，则１２脉波整流中两６脉波整流器输出直流电流有效值为１４９０Ａ，电流值较小易于整流器散热系统风冷设计。１４０００１２０００１００００一，一’／／／，ｌ／图９（ａ）为特高压输电线路直流融冰整流系统四台ｌ２脉波整流器并联运行后输出直流电压整体波形，其有效值约为１３ｋＶ，图９（ｂ）为其局部放大电压波形，从其可以看出输出为２４脉波直流电压波形。２００ＯＯ１５０００１００００专５０００００¨‘｝ＩｌＪｌＩ｝ＩⅢＩｌ｝＾ｌ¨２０００Ｏ１５Ｏ００１００００专５０００ＯＯ１０２０３０４０５０６０７０８０ｔ／ｍｓ（ａ）整流器输出直流电压整体波形＋＾＾＾＾＾ｈ＾Ｊ＾＾＾＾（ｂ）整流器输出直流电压局部波形图９整流器输出直流电压整体与局部波形Ｆｉｇ．９ＯｕｔｐｕｔＤＣｖｏｌｔａｇｅｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅａｎｄｌｏｃａｌｗａｖｅｏｆｒｅｃｔｉｆｉｅｒ４结论本文所研究的特高压输电线路直流融冰变流系①统具有以下特点：对特高压输电线路采用分段直流融冰方法，可以有效减小直流融冰装置的容量与②体积。变流系统采用２４脉波整流变压器降压后给整流器供电，可以消除网侧电流中的５次和７次谐③波。变流系统整流部分采用多台整流器并联输出，减小单台整流器额定电流至１５００Ａ，简化了整流器④设计并实现整流器风冷冷却方式。变流系统引入陆佳政，等特高压输电线路直流融冰变流系统设计．１２９．２４脉波整流方式后，可以有效减小输出直流电压的纹波因数，减小输出直流电压的脉动。最后对设计的特高压输电线路直流融冰变流装置进行了仿真研究，仿真结果证明了本文设计方法的正确性。参考文献［１］黄强，王家红，欧名勇．２００５年湖南电网冰灾事故分析及其应对措施【Ｊ］．电网技术，２００５，２９（２４）：１６－１９．ＨＵＡＮＧＱｉａｎｇ，ＷＡＮＧＪｉａ－ｈ０ｎｇ，ＯＵＭｉｎｇ－ｙｏｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎａｃｃｉｄｅｎｔｓｃａｕｓｅｄｂｕｉｃｉｎｇｄａｍａｇｅｉｎｈｕｎａｎｐｏｗｅｒｇｒｉｄｉｎ２００５ａｎｄｉｔｓｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ—ＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，２９（２４）：１６１９．［２］胡毅．输电线路大范围冰害事故分析及对策［Ｊ］．高电压技术，２００５，３１（４）：１４．１５．ＨＵＹｉ．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｌａｒｇｅａｒｅａａｃｃｉｄｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｉｃｉｎｇｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅ［Ｊ］．Ｈｉｇｈ—ＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，３１（４）：１４１５．［３］刘春城，刘佼．输电线路导线覆冰机理及雨凇覆冰模—型【Ｊ］．高电压技术，２０１１，３７（１）：２４１２４９．ＬＩＵＣｈｕｎ－ｃｈｅｎｇ，ＬＩＵＪｉａｏ．Ｉｃｅａｃｃｒｅｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｇｌａｚｅｌｏａｄｓｍｏｄｅｌｏｎｗｉｒｅｓｏｆｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，３７（１）：２４１－２４９．［４］郭吴，刘沛清，屈秋林，等．输电线雾凇覆冰的工程估—算方法［Ｊ］．高电压技术，２０１１，３７（４）：１０４１１０４９．—ＧＵＯＨａｏ，ＬＩＵＰｅｉｑｉｎｇ，ＱＵＱｉｕ－ｌｉｎ，ｅｔａ１．Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｒｉｍｅａｃｃｒｅｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓ］Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，３７（４）：１０４１－１０４９．［５］黄新波，欧阳丽莎，王娅娜，等．输电线路覆冰关键影响因素分析［Ｊ】．高电压技术，２０１１，３７（７）：１６７７－１６８２．—ＨＵＡＮＧＸｉｎ－ｂｏ，ＯＵＹＡＮＧＬｉｓｈａ，ＷＡＮＧＹａ－ｎａ，ｅｔａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｋｅｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｉｃｉｎｇ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，３７（７）：１６７７．１６８２．［６］张红先，陆佳政，方针，等．２００８．２００９年湖南电网覆冰统计分析［Ｊ】．湖南电力，２００９，２９（５）：３２－３５．ＺＨＡＮＧＨｏｎｇ－ｘｉａｎ，ＬＵＪｉａ－ｚｈｅｎｇ，ＦＡＮＧＺｈｅｎ，ｅｔａ１．—ＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆＨｕｎａｎｐｏｗｅｒｇｒｉｄｉｃｅｃｏｖｅｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎ２００８－２００９Ｗｉｎｔｅｒ［Ｊ］．ＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２００９，２９（５）：３２－３５．［７］单庆晓，李永东，潘盂春．级联型逆变器的新进展［Ｊ］．电工技术学报，２０１０，１９（２）：１－９．—ＳＨＡＮＱｉｎｇ－ｘｉａｏ，ＬＩＹｏｎｇｄｏｎｇ，ＰＡＮＭｅｎｇ・ｃｈｕｎ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｃａｓｃａｄｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１０，１９（２）：１－９．［８］Ｅｇ］郑春芳，张波．基于Ｗａｌｓｈ变换的逆变器ＳＨＥＰＷＭ技术【Ｊ】．电工技术学报，２００９，２Ｏ（５）：６５－７１．—ＺＨＥＮＧＣｈｕｎｆａｎｇ，ＺＨＡＮＧＢｏ．ＩｎｖｅｒｔｅｒＳＨＥＰＷＭｔｅｃｈｎｉｑｕｅｂａｓｅｄｏｎＷａｌｓｈｔｒａｎｓｆｏｒｍ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２００９，２０（５）：６５－７１．万健如，宫成，李昆鹏．电压型ＰＷＭ整流器预测直接电容功率控制研究［Ｊ］＿电力系统保护与控制，２０１３，４１（３）：９６－１０１．—ＷＡＮＪｉａｎｒｕ，ＧＯＮＧＣｈｅｎｇ，ＬＩＫｕｎ－ｐｅｎｇ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｒｅｄｉｃｔｄｉｒｅｃｔｃａｐａｃｉｔｏｒｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｏｆｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅＰＷＭｒｅｃｔｉｆｉｅｒ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１（３）：９６－ｌＯ１．［１０］沈玲菲，危韧勇，徐保友，等．一种新型的有源电力滤波器直接功率控制方法［Ｊ】．电力系统保护与控制，２０１３，４１（４）：９１・９６．—ＳＨＥＮＬｉｎｇｆｅｉ，ＷＥＩＲｅｎ－ｙｏｎｇ，ＸＵＢａｏ・ｙｏｕ，ｅｔａ１．ＡｎｏｖｅｌＡＰＦｄｉｒｅｃｔｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌａｐｐｒｏａｃｈ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ—ＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１（４）：９１９６．［１１］陶兴华，李永东，宋义超，等．Ｈ桥级联型整流器直流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