一种直流融冰自动切换装置及方法与流程

1.本发明涉及自动控制技术领域，特别是一种直流融冰自动切换装置及方法。

背景技术：

2.与交流融冰相比，直流融冰具有较小的阻抗，可以获得更大的电流，更强的热效应，实现快速融冰，在高压输电线路融冰获得了广泛应用。
3.由于直流电源输出为正极和负极，输电线路为a、b和c三相，在实际应用中，需要进行多次的倒线操作(是指正极和负极在a、b和c相切换，目前，多数为停电倒闸操作)，很大程度上降低了融冰的效率，增加了输电线路停电的时间。
4.因此，需要设计一种直流融冰自动切换装置及方法，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述和/或现有的直流融冰自动切换装置及方法中存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种直流融冰自动切换装置及方法。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种直流融冰自动切换装置，其包括，输电线路，其包括直流电源，所述直流电源连接第一输电线路、第二输电线路和第三输电线路；以及，
9.连接端，包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述直流电源连接，所述第二连接端设置于所述输电线路上；
10.回路，包括第一回路、第二回路、第三回路以及第四回路；
11.切换开关，包括第一断路器以及第二断路器，其中，所述第一断路器设置于所述第二回路上，所述第二断路器设置于所述第三回路上，所述第一断路器和第二断路器互锁。
12.作为本发明所述直流融冰自动切换装置的一种优选方案，其中：所述直流电源包括正极和负极，所述正极连接所述第一连接端的第一端点，所述负极连接所述第一连接端的第二端点。
13.作为本发明所述直流融冰自动切换装置的一种优选方案，其中：所述第一端点还与第一回路、第二回路、第三回路以及第四回路的输入端连接，所述第二端点还与第一回路、第二回路、第三回路以及第四回路的输入端连接。
14.作为本发明所述直流融冰自动切换装置的一种优选方案，其中：所述回路还包括隔离开关，所述隔离开关包括第一隔离开关、第二隔离开关、第三隔离开关、第四隔离开关以及第五隔离开关。
15.作为本发明所述直流融冰自动切换装置的一种优选方案，其中：所述第一回路包
括第一隔离开关和第四隔离开关，所述第二回路包括第二隔离开关、第五隔离开关以及第四隔离开关，所述第三回路包括第一隔离开关、第五隔离开关以及第三隔离开关，所述第四回路包括第一隔离开关以及第四隔离开关。
16.作为本发明所述直流融冰自动切换装置的一种优选方案，其中：所述连接端还包括第二连接端，所述第二连接端包括第三端点、第四端点以及第五端点，其中，所述第三端点能与第一输电线路连接；所述第四端点能与第二输电线路连接；所述第五端点能与第三输电线路连接。
17.作为本发明所述直流融冰自动切换装置的一种优选方案，其中：所述第二隔离开关的一端与第一端点连接，且另一端与第一断路器的一端连接，所述第五隔离开关的一端与第一断路器的另一端连接，且另一端与第四隔离开关的一端连接，所述第四隔离开关的另一端与所述第二端点连接。
18.作为本发明所述直流融冰自动切换装置的一种优选方案，其中：所述第一隔离开关的一端与所述第一端点连接，且另一端与第五隔离开关的一端连接，第五隔离开关的另一端与第二断路器的一端连接，所述第二断路器的另一端与第三隔离开关的一端连接，所述第三隔离开关的另一端与所述第二端点连接。
19.作为本发明所述一种直流融冰自动切换方法的一种优选方案，其中：利用第一回路，将直流电源的输出电流传输至输电线路，以使输电线路产生能融冰的第一回路电流；
20.利用第二回路，将直流电源的输出电流传输至输电线路，以使输电线路产生能融冰的第二回路电流；
21.利用第三回路，将直流电源的输出电流传输至输电线路，以使输电线路产生能融冰的第三回路电流；
22.利用第四回路，将直流电源的输出电流传输至输电线路，以使输电线路产生能融冰的第四回路电流；
23.利用切换开关，将直流电源的输出电流输入至第一回路和第二回路，或第三回路和第四回路。
24.作为本发明所述直流融冰自动切换方法的一种优选方案，其中：还包括利用第一连接端，将直流电源的输出电流输入至第一回路和第二回路，或第三回路和第四回路。
25.本发明有益效果为本发明提供了一种直流融冰自动切换装置及方法，具有自动切换线路，操作时间短，融冰效率高的显著优点。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
27.图1示出了根据本发明实施例的直流融冰自动切换装置的接线图。
28.图2示出了根据本发明实施例的直流融冰自动切换装置在输电线路的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104线路短接后，第一回路301和第二回路302的电流流向电路图。
29.图3示出了根据本发明实施例的直流融冰自动切换装置在输电线路的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104短接后，第三回路303和第四回路304电流流向电路图。
30.图4示出了根据本发明实施例的输电线路的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104未短接时，直流融冰自动切换装置的拓扑图。
具体实施方式
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
32.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
33.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
34.实施例1
35.参照图1～图4，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种直流融冰自动切换装置，直流融冰自动切换装置及方法输电线路100，其包括直流电源101，所述直流电源101连接第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104；
36.具体的，连接端200，包括第一连接端201和第二连接端202，所述第一连接端201与所述直流电源101连接，所述第二连接端202设置于所述输电线路100上，第二连接端202与直流电源101连接。
37.具体的，回路300，包括第一回路301、第二回路302、第三回路303以及第四回路304；利用第一回路301，将直流电源101的输出电流传输至输电线路100，以使输电线路100产生能融冰的第一回路301电流；利用第二回路302，将直流电源101的输出电流传输至输电线路100，以使输电线路100产生能融冰的第二回路302电流；利用第三回路303，将直流电源101的输出电流传输至输电线路100，以使输电线路100产生能融冰的第三回路303电流；利用第四回路304，将直流电源101的输出电流传输至输电线路100，以使输电线路100产生能融冰的第四回路304电流；利用切换开关400，将直流电源101的输出电流输入至第一回路301和第二回路302，或第三回路303和第四回路304。
38.具体的，切换开关400，包括第一断路器401以及第二断路器402，其中，所述第一断路器401设置于所述第二回路302上，所述第二断路器402设置于所述第三回路303上，所述第一断路器401和第二断路器402互锁，也即，第一断路器401以及第二断路器402不能同时闭合。
39.进一步的，输电线路100的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104短接后，因此，通过切换开关400，可产生第一回路301、第二回路302、第三回路303以及第四回路304。
40.实施例2
41.参照图1～图4，为本发明第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：对于第一回
路301、第二回路302、第三回路303以及第四回路304的形成，具体如下：
42.第一回路301包括第一隔离开关305a以及第四隔离开关305d，其中，第一隔离开关305a的一端与第一端点201a连接，第一隔离开关305a的另一端能与第四隔离开关305d的一端连接。
43.进一步的，第一隔离开关305a的另一端与第三端点202a连接，在输电线路100的第一回路301、第二回路302、第三回路303短接后，能依次通过第一回路301、第三回路303以及第五端点202c后与第四隔离开关305d的一端连接，第四隔离开关305d的另一端与第二端点201b连接。
44.优选的，第二回路302包括第二隔离开关305b、第五隔离开关305e以及第四隔离开关305d，其中第二隔离开关305b的一端与第一端点201a连接，第二隔离开关305b的另一端与第一断路器401的一端连接，所述第五隔离开关305e的一端与第一断路器401的另一端连接，第五隔离开关305e的另一端能与第四隔离开关305d的一端连接。
45.具体的，第五隔离开关305e的另一端与第四端点202b连接，在输电线路100的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104短接后，即能依次通过第二输电线路103、第三输电线路104以及第五端点202c与第四隔离开关305d的一端连接，第四隔离开关305d的另一端与第二端点201b连接。
46.优选的，第一回路301上和第二回路302电流的产生过程如下：
47.第一回路301：关闭第一断路器401、断开第二断路器402，此时直流电源101分成两路，一路经过第一隔离开关305a直接流过第一输电线路102，然后再流过第三输电线路104并通过第五端点202c流过第四隔离开关305d；
48.第二回路302：另一路依次经过第二隔离开关305b、第一断路器401(第一断路器401闭合，第一断路器401断开)、第五隔离开关305e后，再依次流过第四端点202b、第二输电线路103、第三输电线路104、第五端点202c以及第四隔离开关305d，需要注意的是，第一回路301和第二回路302共用第四隔离开关305d。
49.优选的，所述第三回路303包括第一隔离开关305a、第五隔离开关305e以及第三隔离开关305c，其中，第一隔离开关305a的一端与第一端点201a连接，第一隔离开关305a的另一端能与第五隔离开关305e的一端连接。
50.具体的，第一隔离开关305a的另一端与第三端点202a连接，在输电线路100的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104短接后，能依次通过第一输电线路102、第二输电线路103、第四端点202b后与第五隔离开关305e的一端连接。第五隔离开关305e的另一端与第二断路器402的一端连接，第二断路器402的另一端与第三隔离开关305c的一端连接，所述第三隔离开关305c的另一端与第二端点201b连接。
51.优选的，第四回路304包括第一隔离开关305a以及第四隔离开关(305d)，其中，第一隔离开关305a的一端与第一端点201a连接，第一隔离开关305a的另一端能与第四隔离开关305d的一端连接。
52.具体的，第一隔离开关305a的另一端与第三端点202a连接，在输电线路100的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104短接后，能依次通过第一输电线路102、第三输电线路104以及第五端点202c后与第四隔离开关305d的一端连接。所述第四隔离开关305d的另一端与第二端点201b连接。
53.因此，第三回路303上和第四回路304电流的产生过程如下：
54.第三回路303：关闭第二断路器402，此时直流电源101分成两路，一路经过第一隔离开关305a、第三端点202a后直接流过第一输电线路102，然后流过第二输电线路103,再依次流过第四端点202b、第五隔离开关305e、第二断路器402(第二断路器402闭合，第一断路器401断开)以及第三隔离开关305c；
55.第四回路304：另一路经第一隔离开关305a直接依次流过第三端点202a、第一输电线路102、第三输电线路104、第五端点202c和第四隔离开关305d。
56.需要注意的是，第三回路303和第四回路304共用第一隔离开关305a。
57.实施例3
58.参照图1～图4，为本发明第三个实施例，其不同于前两实施例的是：另一方面，本发明还提供一种直流融冰自动切换方法，所述方法包括：
59.利用第一回路301，将直流电源101的输出电流传输至输电线路100，以使输电线路100产生能融冰的第一回路301电流；
60.利用第二回路302，将直流电源101的输出电流传输至输电线路100，以使输电线路100产生能融冰的第二回路302电流；
61.利用第三回路303，将直流电源101的输出电流传输至输电线路100，以使输电线路100产生能融冰的第三回路303电流；
62.利用第四回路304，将直流电源101的输出电流传输至输电线路100，以使输电线路100产生能融冰的第四回路304电流；
63.利用切换开关400，将直流电源101的输出电流输入至第一回路301和第二回路302，或第三回路303和第四回路304。
64.下面对本实施例中的一种直流融冰自动切换装置的工作过程进行详细的说明。
65.(1)分别连接第一端点201a和第二端点201b至直流电源101的正极101a和负极101b，分别连接第三端点202a、第四端点202b和第五端点202c至输电线路100的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104，且输电线路100末端短接，即第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104之间相互短接。
66.(2)闭合隔离开关(305)，闭合第一断路器401。
67.(3)启动直流电源101，直流电源101输出的输出电流为in，此时，第一输电线路102、第二输电线路103流过的电流为0.5in，第三输电线路104流过的电流为in(第一输电线路102和第二输电线路103并联，电流为in，由于输电线路100的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104末端短接，所以，第三输电线路104的电流大小也为in)，此时，第三输电线路104电流最大，所以第三输电线路104融冰快。
68.(4)当监测到第三输电线路104的覆冰大面积脱落时，降低直流电源101的输出电流。
69.(5)断开第一断路器401，延时闭合第二断路器402。
70.(6)先将电流直流电源101的输出断流降低至0，然后再增加到in，这样第一断路器401和第二断路器402的切断电流要求降低，此时第一输电线路102流过的电流为in，第二输电线路103和第三输电线路104流过的电流为0.5in。此时，第一输电线路102的电流最大，所以，第一输电线路102的融冰也最快。
71.(7)当监测到第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104的覆冰全面脱落时，降低直流电源101的输出电流，并停机。
72.(8)断开第二断路器402，并断开隔离开关305，结束融冰。
73.通过本发明的装置和方法，只需要切换切换开关400，即第一断路器401或者第二断路器402，使得第二输电线路(103)在第一端点201a、第二端点201b之间切换，从而平均化流过三条线路的电流，即第一输电线路102和第三输电线路104平均流过的电流为0.75in(即切换第一断路器401或者第二断路器402，流过第一输电线路102的电流为in和0.5in，则第一输电线路102平均流过的电流为(in+0.5in)/2，同理，第三输电线路104平均流过的电流为也为(in+0.5in)/2，而第三输电线路104的平均流过的电流为(0.5in+0.5in)/2)，第三输电线路104的平均流过的电流为0.5in，从而提高融冰的效率。另外，采用了本装置(主要是控制第一断路器401和第二断路器402)，代替原来的人工切换隔离刀闸，提高了融冰的换相效率，从而提高了融冰的整体效率。
74.由于采用了降低输出电流，然后再切换第一断路器401和第二断路器402的控制方法，断路器的切断电流可以很小，降低了本装置的成本。
75.另外，在本实施例中，上述的回路(300)是在输电线路100的第一输电线路102、第二输电线路103和第三输电线路104短接的情况下产生，在未短接时，本装置的拓扑图如附图4所示的，此时，具体的：
76.本装置包括的隔离开关305、切换开关400以及连接端200中，第一隔离开关305a的一端与第一端点201a连接，另一端与第三端点202a连接；第二隔离开关305b的一端与第一隔离开关305a的一端连接，另一端与第一断路器401的一端连接；第一断路器401的另一端与第五隔离开关305e的一端连接；第五隔离开关305e的另一端与第四端点202b连接；第四隔离开关305d的一端与第二端点201b连接，另一端与第五端点202c连接；第三隔离开关305c的一端与第四隔离开关305d的一端连接，另一端与第二断路器402的一端连接；第二断路器402的另一端与第五隔离开关305e的一端连接。
77.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其他方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
78.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的那些特征)。
79.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
80.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种直流融冰自动切换装置，其特征在于：包括，输电线路(100)，其包括直流电源(101)，所述直流电源(101)连接第一输电线路(102)、第二输电线路(103)和第三输电线路(104)；以及，连接端(200)，包括第一连接端(201)和第二连接端(202)，所述第一连接端(201)与所述直流电源(101)连接，所述第二连接端(202)设置于所述输电线路(100)上；回路(300)，包括第一回路(301)、第二回路(302)、第三回路(303)以及第四回路(304)；切换开关(400)，包括第一断路器(401)以及第二断路器(402)，其中，所述第一断路器(401)设置于所述第二回路(302)上，所述第二断路器(402)设置于所述第三回路(303)上，所述第一断路器(401)和第二断路器(402)互锁。2.如权利要求1所述的直流融冰自动切换装置，其特征在于：所述直流电源(101)包括正极(101a)和负极(101b)，所述正极(101a)连接所述第一连接端(201)的第一端点(201a)，所述负极(101b)连接所述第一连接端(201)的第二端点(201b)。3.如权利要求2所述的直流融冰自动切换装置，其特征在于：所述第一端点(201a)还与第一回路(301)、第二回路(302)、第三回路(303)以及第四回路(304)的输入端连接，所述第二端点(201b)还与第一回路(301)、第二回路(302)、第三回路(303)以及第四回路(304)的输入端连接。4.如权利要求3所述的直流融冰自动切换装置，其特征在于：所述回路(300)还包括隔离开关(305)，所述隔离开关(305)包括第一隔离开关(305a)、第二隔离开关(305b)、第三隔离开关(305c)、第四隔离开关(305d)以及第五隔离开关(305e)。5.如权利要求4所述的直流融冰自动切换装置，其特征在于：所述第一回路(301)包括第一隔离开关(305a)和第四隔离开关(305d)，所述第二回路(302)包括第二隔离开关(305b)、第五隔离开关(305e)以及第四隔离开关(305d)，所述第三回路(303)包括第一隔离开关(305a)、第五隔离开关(305e)以及第三隔离开关(305c)，所述第四回路(304)包括第一隔离开关(305a)以及第四隔离开关(305d)。6.如权利要求1或5所述的直流融冰自动切换装置，其特征在于：所述连接端(200)还包括第二连接端(202)，所述第二连接端(202)包括第三端点(202a)、第四端点(202b)以及第五端点(202c)，其中，所述第三端点(202a)能与第一输电线路(102)连接；所述第四端点(202b)能与第二输电线路(103)连接；所述第五端点(202c)能与第三输电线路(104)连接。7.如权利要求4或5所述的直流融冰自动切换装置，其特征在于：所述第二隔离开关(305b)的一端与第一端点(201a)连接，且另一端与第一断路器(401)的一端连接，所述第五隔离开关(305e)的一端与第一断路器(401)的另一端连接，且另一端与第四隔离开关(305d)的一端连接，所述第四隔离开关(305d)的另一端与所述第二端点(201b)连接。8.如权利要求7所述的直流融冰自动切换装置，其特征在于：所述第一隔离开关(305a)的一端与所述第一端点(201a)连接，且另一端与第五隔离开关(305e)的一端连接，第五隔离开关(305e)的另一端与第二断路器(402)的一端连接，所述第二断路器(402)的另一端与第三隔离开关(305c)的一端连接，所述第三隔离开关(305c)的另一端与所述第二端点(201b)连接。9.一种直流融冰自动切换方法，其特征在于：包括以下步骤，利用第一回路(301)，将直流电源(101)的输出电流传输至输电线路(100)，以使输电线
路(100)产生能融冰的第一回路(301)电流；利用第二回路(302)，将直流电源(101)的输出电流传输至输电线路(100)，以使输电线路(100)产生能融冰的第二回路(302)电流；利用第三回路(303)，将直流电源(101)的输出电流传输至输电线路(100)，以使输电线路(100)产生能融冰的第三回路(303)电流；利用第四回路(304)，将直流电源(101)的输出电流传输至输电线路(100)，以使输电线路(100)产生能融冰的第四回路(304)电流；利用切换开关(400)，将直流电源(101)的输出电流输入至第一回路(301)和第二回路(302)，或第三回路(303)和第四回路(304)。10.如权利要求1、2、3、4、5、8或9任一所述的直流融冰自动切换方法，其特征在于：还包括利用第一连接端(201)，将直流电源(101)的输出电流输入至第一回路(301)和第二回路(302)，或第三回路(303)和第四回路(304)。

技术总结

本发明公开了一种直流融冰自动切换装置及方法，包括输电线路，其包括直流电源，所述直流电源连接第一输电线路、第二输电线路和第三输电线路；以及连接端，包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述直流电源连接，所述第二连接端设置于所述输电线路上；回路，包括第一回路、第二回路、第三回路以及第四回路；切换开关，包括第一断路器以及第二断路器，其中，所述第一断路器设置于所述第二回路上，所述第二断路器设置于所述第三回路上，所述第一断路器和第二断路器互锁。本发明的有益效果为：本发明有益效果为本发明提供了一种直流融冰自动切换装置及方法，具有自动切换线路，操作时间短，融冰效率高的显著优点。融冰效率高的显著优点。融冰效率高的显著优点。