试析输电线路架空地线直流融冰方法

试析输电线路架空地线直流融冰方法

发表时间：2018-06-08T10:38:01.743Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：唐鑫

[导读] 摘要：有效解决输电线路架空地线覆冰问题成为输电线路安全运行的关键。地线融冰方法有所不同，有交流短路融冰和直流融冰。

摘要：有效解决输电线路架空地线覆冰问题成为输电线路安全运行的关键。地线融冰方法有所不同，有交流短路融冰和直流融冰。云南电网线路长、电压等级高，地线型号多样、微气象、地理环境多样等客观条件造成输电线路覆冰情况复杂，解决架空地线覆冰问题更有挑战性，直流融冰对于覆冰架空线路是最直接、有效、可靠的融冰方式之一。那怎样实现架空地线直流融冰，怎样保证架空地线融冰的可行性、安全性和经济性。

关键词：输电线路；架空地线；直流融冰方法

一、最小融冰电流

1.1最小融冰电流考虑的因素

从架空地线最小融冰电流的计算公式可知，架空地线最小融冰电流的影响因素包括地线的电阻率、环境温度、风速、覆冰厚度、覆冰的类型、融冰时间，对架空地线的最小融冰电流进行了灵敏度分析，分析了在不同的覆冰厚度情况下，不同架空地线型号的最小融冰电流大小与融冰时间的对应关系；在不同的地线型号情况下，不同架空地线覆冰厚度的最小融冰电流大小与融冰时间的对应关系。

1.2最小融冰电流的确定

输电线路跨越地域较广，地线型号多样、微气象、地理环境多样，并且，一条地线采用GJX型或者LBGJ型架空地线，另一条架空地线采用内嵌OPGW光缆，这给架空地线融冰带来较大的困难，要满足整条线路架空地线融冰要求，最小融冰电流值必须大于线路所处的所有气象条件所有区段型号的最小融冰电流值。

二、最大允许载流量

2.1架空地线载流量的计算

在融冰的短时间内（最长几小时）允许导线达到最高温度所通过的电流，除考虑辐射散热和对流散热外，由于白天有日照，会增加导线的表面温度，故还得考虑架空地线的日照吸热，其计算公式如下：

2.2OPGW光缆的载流量的试验校核

试验样品选取三种OPGW光缆和两种特殊的光缆。校核OPGW光缆最大载流量，试验材料为未使用过的新材料，计算时设定的参数值辐射系数0.95。通过计算结果可知，计算得到中天、特发、通光的相对误差在3%以内。通过最大载流量计算公式计算得到的电流值，与实际值相比存在差距，存在差距的主要原因是风速设定值跟实际情况有所偏差，还有环境因素是时常变化值，OPGW通流后，测量导线温度时可能为暂态温度。对光缆OPGW-100、OPGW-140B最大载流量的校核，误差在±8%，规律不明确，存在误差的原因主要有两个，一是最高温度的选取，选取的最高温度为七支温度计测量的最高值，不能确切的确定该温度值为最大载流量值时的热稳定电流值，二是电阻值转换时电阻温度系数跟实际值有误，在这里统一取值为0.00366（铝包钢线），此误差在可接受的范围之内。通过以上分析，证明计算导线最大载流量公式的正确性。此外，还可知影响架空地线及OPGW光缆最大载流量的因素包括允许的最高温度、地线电阻值、风速、日照强

度、地线的新旧程度。

2.3架空地线最大载流量的确定

确定整条架空地线的最大载流量的原则是，整条线路的最大载流量是所处的所有气象条件下所有型号架空地线最大载流量的最小值。

三、架空地线的融冰方式选择

3.1架空地线直流融冰方式

①两根架空地线串联“一进一出”接线方式，该种融冰方式适合于两根架空地线最小融冰电流与最大载流量相差不大的情况下，并且能够实现不停电融冰和减少融冰时间；②两根并联架空地线与一根输电导线串联接线方式；两根并联架空地线与两根并联输电导线串联接线方式；两根并联架空地线与三根并联输电导线串联接线方式，这三种融冰方式适合于分流情况下不会造成部分线段过载其满足融冰要求，降低融冰时间；③一根架空地线与一根输电导线串联接线方式；一根架空地线与两根并联输电导线串联接线方式；一根架空地线与三根并联输电导线串联接线方式，这三种融冰方式适合于两根架空地线最小融冰电流和允许最大载流量相差较大的情况下；④单根架空地线大地回线接线方式，该种融冰方式适合于两根架空地线最小融冰电流和允许最大载流量相差较大，并且停电融冰不行的情况下。

3.2两根并联架空地线大地回线

一根架空地线分成两部分，近端与大地回线，远端与一根输电导线串联后与大地回线接线方式；一根架空地线分成两部分，近端与大地回线，远端与两根并联输电导线串联后与大地回线接线方式，这两种融冰方式适合于一条线路两端差异较大，采取分段融冰，或者所选择的直流融冰装置技术参数不能满足整条线路的融冰直流压降；总共11中融冰方式。在选择架空地线直流融冰方式时，要考虑直流融冰技术参数、输电线路的运维方式、覆冰区段、架空输电线路布局等因素。

四、直流融冰装置参数选择

4.1参数选择原则

确定直流融冰装置的技术参数，要使直流融冰装置即能够满足变电站所有出线输电导线的融冰，也要能够满足架空地线及OPGW光缆的融冰，同时，也要考虑其选择的经济性。通过计算分析，得到可控整流装置交流侧输入线电压一定的情况下，直流输出电压越低，则触发角越大，整流装置产生的谐波和所需无功功率越大。

4.2参数的计算

对500kV变电站出线直流融冰，考虑采用专用整流变压器供电的12脉动三相桥式全控整流融冰装置，对220kV变电站出线直流融冰，考虑采用专用整流变压器供电的6脉动三相桥式全控整流融冰装置，其技术参数计算如下：

结语

①计算各种架空地线和OPGW光缆型号的最小融冰电流和最大允许载流量是实现架空地线融冰和OPGW光缆融冰的前提，准确评估融冰线路的最小融冰电流值是基础，为了实现融冰的安全性，在评估融冰线路的临界载流量时，应尽可能的考虑安裕度，应对融冰过程中的突变的气象因素，保证线路的可靠运行。②输电导线融冰需要较大的融冰电流，但由于其电阻值较小，融冰直流电压较小，而架空地线融冰恰恰相反，对直流融冰装置的技术参数进行选择时，应综合考了其选择的技术性和经济性，技术性应能够同时满足输电导线和架空地线的融冰要求，但是技术参数选择的不合理，对电力网产生大量的谐波和消耗大量的无功功率，因此，直流融冰装置技术参数的选择是一项系统性的工程，在无法综合考虑输电导线和架空地线融冰时，建议采用专用和输电导线融冰装置和专用的架空地线融冰装置。③架空地线直流融冰方式的选择，是一项精细化的作业过程，要充分考虑所有的融冰方式，进行经济技术比较，选择最经济、最可靠的融冰方式。④