浅谈直流融冰技术在超高压输电线路中的相关应用分析

一
在南方 电网， 直流融冰装置现 已在多条覆冰线路成功使用 ， 对 冬季 电网 的安 全稳定运 行做 出 了巨大贡献 。如 南方 电网公 司超高压输 电公 司在覆冰 区对其管辖 的 ５ ０ ０ ｋ Ｖ及 其 以上 电压 等 级 的线 路分别 安装有 １ １ ５ ＭＷ 和 ２ ２ ５ ＭＷ 直 流融冰 装置 ， 每 年 冬 季 覆 冰 时期 ， 当相 关 区 域 线 路 覆 冰 达 到 设 计 值 的 ％ 时 就 会 立刻开启融冰工作 ， 启动直流融冰装置进行 融冰 。以 ５ ０ ０ ｋ Ｖ 贵广三 回 ／ 贵广 四回交流输 电线路桂林 至贤 令 山段为例 ， 设计 冰厚 １ ５ ｍ ｍ， 当覆冰达到 ６ ｍ ｍ （ 设计值 的４ ０ ％． ７ ０ ％）时 ， 采 用 ±２ ５ ｋ Ｖ直流融冰 装置开始 融冰 。 融 冰 电流 按 现 场 覆 冰 增 速 控制在 ３ ５ ０ ０ Ａ￣４ ５ ０ ０ Ａ之 间 ， 融冰 时间一般按现场情况 控制在 ３ ０ ｍｉ ｎ ￣ １ ２ ０ ｍｉ ｎ（ 线 路 融 冰 工 作 时 间 规 定 不超 过 １ ５ ０ ｍｉ ｎ ）。 另 外 在 国 家 电 网 。２ ０ ０ ８年 初 ，湖 南 中试 所 联 合 有关 单位 研 发 了小容量直流 融冰装 置，直流融冰 电流为 ８ ０ ０ Ａ，在 １ １ ０ ｋ Ｖ 矿 山一段输 电线 路覆冰厚度约 ２ ０ ｍｍ 的变冷矿线进行现场直流 融冰试验。２ ０ ａｉ ｒ ｎ后，线路上 的覆冰融化脱落。２ ０ １ ２年 １月份 四川 电网分别在普提 站和 东坡站加装 了 ２套直流融冰装 置，均 达到 了预期的融冰效果。 事实证 明直流融冰技术在输 电线路融冰工作中的运 用是切 实 可行 的。综合考 虑直流融 冰技 术的特 点、应 用范 围 以及 已 有工程应用经验 ，并考虑到变 电站的实际情 况，可 以对 ５ ０ ０ ｋ Ｖ 架空输 电线路利用直流融冰技术进行融冰 。 ４ 应用 中可能出现的问题分析 ４ ． １ 导 、地 线 损 耗 。 过 高的温度 可能会造成用材损耗 ，严重者可能造成断股断 线 。 问题 的关 键 在 于 控 制 融 冰 电流 ， 以控 制 融 冰 过 程 中导 、 地 线的温度 。 地线 由于规格相对导线要更脆弱 ， 其融冰 电流要小、 融冰 时间应短 。通 过 ５ ０ ０ ｋ Ｖ 桂 山甲乙线路融冰 后对杆 塔、导 地线的检查 ， 目前未 曾发现导地线因融冰受损 。 ４ ． ２ 融 冰冰 闪 问题 。 融冰过程中的冰闪问题主要是由于融冰顺序不合理可能造 成导地 线之 间冰 闪跳跃 。当导 、地线覆冰后，弧垂急剧 降低 ， 有时地线会 降低得 比导线更厉害 ，也就是说导、地线在融冰前 的间隙 已经很短 。如果融冰时先融导线 ，导线脱冰上升 ，造成 与覆冰地线间的间隙小于放 电临界值时 ，发生融冰冰 闪放 电，
般５ ０ ０ ｋ Ｖ变 电站 内电压 具有 ５个 等级 电压 ，５ ０ ０ ｋ Ｖ， ２ ２ ０ ｋ Ｖ，１ ０ ｋ Ｖ，３ ５ ｋ Ｖ 以及 １ ０ ｋ Ｖ。输 电线 回路 多，满足直流融 冰技术应用 的条件 ，所 以可 以使用固定式和站 问移动式两套直 流融冰装置 去除覆冰 。对 于 ５ ０ ０ ｋ Ｖ输 电线路应用交流 ３ ５ ｋ Ｖ供 电的６ ０ ｋ Ｗ 大 容 量 固 定 直 流 融 冰 装 置 。对 于 ２ ２ ０ ｋ Ｖ和 ｌ ｌ ０ ｋ Ｖ 输 电线路应用交流 １ ０ ｋ Ｖ供 电的容量为 ２ ５ ＭＷ 站间移动式直流 融 冰装置 ；对 于 ３ ５ ｋ Ｖ及 以下 电压等级 输 电线路 应用 ４ ０ ０ Ｖ供 电的容量 为 ５ ０ ０ ｋ Ｗ 小容量移动式直流 融冰装置 。 ２ ． １ 固定 式融冰装 置 ５ ０ ０ ｋ Ｖ 线 路 直 流 融 冰 电源 设 备容 量 、 工作 电流 都 比 较 大 ， 因此只 考虑将 融冰设 备 固定布 置在 ５ ｏ ０ ｋ ｖ变 电站 内， 同时满 足多条线路融冰 需求；５ ０ ０ ｋ Ｖ交流线路固定式直流融冰 装置是 由５ ０ ０ ｋ Ｖ主变 ３ ５ ｋ Ｖ侧系统提供电源，经整流变压器连接整流 装置 。对 ５ ０ ０ ｋ Ｖ交 流输 电线 路 的融冰可 以在 辐射面 积较大 的 中心变 电站安装 由 ３ ５ ｋ Ｖ供 电的容量 为 ６ ０ ＭＷ 的大容量固定式 直流融冰装置。 ２ ． ２ 可移动式直流融冰装置 可移动式直流融冰装置在融冰时的接线原理，就是在输电 线路的某一点装设三相融冰短接线 （ 但不接地 ），将直流融冰 装置当作直流 电源，造成 线路 的直流 电阻比较大 ，输 电线路开 始发热 。经过输入热量后，输 电线路逐渐发热 ，从而将输 电线 路上 的覆冰融化 。其中，融冰装置 电源可 以是发 电车发 电的移 动式 ，也可 以是 固定在变压器 母线 附近 。直流融冰技术的关键 就 是 融 冰 装 置 。直 流 融 冰 装 置 的容 量 由可 控 整 流 设 备 控 制 ，通 过 串联融冰装置就能得到 比较 大的容量 。直流融冰装置的 电源 容量接入不 同的短路方式要求就会有所不 同，把三相线路短路 时 ，若 两 相 线 路 并 联 ，则 导 线 电阻变 小 ，对 并 联 的两 相 线 路 融 冰效果就会减弱 ，但这种方式要求融冰装置 的容量就很低 ，可
关 键 词 ：直 流 融 冰 ； 输 电线路 ；应 用分 析 中 图分 类 号 ：Ｔ Ｍ７ ５ ２ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １ ６ ７ １ — ５ ５ ８ ６（ ２ ０ １ ５ ）１ ９ — ０ １ ２ １ — ０ １ １ 直 流 融 冰 技 术 介 绍 １ ． １ 直流 融冰 原 理 直流融冰 法就是通 过直流融冰装 置把 电力系统 或交流 电动 机获得的交流 电能转化 为直流 电能 ，再把直流 电能传输 到待 融 冰线路导线中，利用直流短路 电流 的作用在导线 电阻中产生热 量令导线发热 、从而使覆冰融化 的方法 。 １ ＿ ２ 直流融冰装置 直流融冰技术研究 的关键在于按照输 电线路 电压等级采用 不 同的融冰装置。直流融冰装置利用 自动切换技术 ，自动切换 三相线路连接到整流装置，接入充分利用原有条件 ，从而保证 了三相线路的均衡融冰，融冰操 作简单 ，控制灵活 ，安全性和 可靠性高 。 ２在 ５ ０ ０ ｋ Ｖ架 空输 电线路融冰工作中直流融冰装 置的选用
工程 技术
水 电工程
２ ０ １ ５ 年 ５月 ・ １ ２ １ ・
浅谈直流融冰技术在超高压输电线路中的相关应用分析
田 中
Hale Waihona Puke （ 中国南方 电网有限责任公 司超 高压输 电公 司柳 州局 广西柳州 ５ ４ ５ ０ ０ ６ ）
摘 要 ：我国超高压输 电网中架空线路导线和铁塔 长期 处于户外 ，在冬季极 易受到寒冷气候 的影响 ，引起输 电线路覆冰 ，严 重 时会造成输 电线路倒 塔等后 果。因此研究直流融冰技 术在超 高压输 电线路 中的应用对于电 网抗击冰 灾具有重 大的意义。本文就 ５ ０ ０ ｋ Ｖ交流输 电线路 中运用 的直流融冰装置展 开相 关应 用分析 。