CN102148486A - 一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法 - Google Patents

一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法 Download PDF

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Abstract

一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法，其具体作法是：在相邻的左侧变电所和右侧变电所之间的输电线路上连接三套动态无功补偿装置，在输电线路上设置温度传感器，当温度传感器检测出的温度低于0℃时，控制器控制三套动态无功补偿装置进入防冰融冰工作状态：左侧无功补偿装置产生容性无功电流
Figure DDA0000062154430000011
右侧动态无功补偿装置产生容性无功电流
Figure DDA0000062154430000012
中间动态无功补偿装置产生电感性无功电流
Figure DDA0000062154430000013
Figure DDA0000062154430000014
该方法能够在线路不停运、不影响供电的情况下自动进行防冰融冰，保证线路上不结冰，确保在冻雨及冰雪等极端灾害天气情况下，电力供电系统的稳定、安全，提高电力系统运行的经济性。

Description

一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法
技术领域
本发明涉及一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法。
背景技术
由于我国幅原辽阔，因此是世界上输电线路覆冰最严重的国家之一。输电线路严重覆冰会导致输电线路机械和电气性能急剧下降，导致事故的发生。我国湖南、湖北、贵州、江西、云南、四川、河南和陕西等省都曾发生过输电线路覆冰事故，覆冰事故已严重威胁了电力系统的安全运行，并造成了巨大的经济损失。
导线覆冰的主要危害有：①过荷载。导线覆冰厚度的实际重量超过设计值很多，从而导致架空输电线路出现机械和电气方面的事故。②不同期脱冰或不均匀覆冰事故。相邻导线不均匀覆冰或不同期脱冰产生张力差，使导线、地线在线夹内滑动，严重时将使导线外层铝股在线夹出口处全部断裂、钢芯抽动。③绝缘子串冰闪事故。绝缘子覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度下降，泄漏距离缩短，融冰时绝缘子的局部表面电阻增加，形成闪络事故，闪络发展过程中持续电弧烧伤绝缘子，引起绝缘子绝缘强度降低。④导线覆冰舞动事故。导线因不均匀覆冰而在风的作用下产生舞动，覆冰导线的低频高幅舞动造成金属零件损坏、导线断股、相间短路、杆塔倾斜或倒塌等严重事故。
为保证输电线路的安全，目前国内外已提出多种防冰除冰方法：热力融冰、机械除冰等。现在用得较多的是加热融冰技术，它是在输电线路与变电所断开，停止供电的情况下，输电线路的三相在一端短接，另一端与无功补偿器相连，由直流电源给无功补偿器供电，通过无功补偿器将足够大的交流电注入输电线路，形成交流回路。使线路发热实现对交流线路的融冰。这种融冰方法，融冰时输电线路不工作(不对负荷输电)，影响正常供电，且操作复杂。
发明内容
本发明的目的就是提供一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法，该方法能够在线路不停运、不影响供电的情况下自动进行防冰融冰，保证线路上不结冰，确保在冻雨及冰雪等极端灾害天气情况下，电力供电系统的稳定、安全，提高电力系统运行的经济性。
本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法，其具体作法是：
A、在相邻的左侧变电所和右侧变电所之间的输电线路上连接左侧、右侧、中间动态无功补偿装置，左侧、右侧、中间动态无功补偿装置分别位于左侧变电所旁、右侧变电所旁和两变电所中间，在输电线路上设置温度传感器，温度传感器与左侧、右侧、中间动态无功补偿装置的控制器相连；
B、温度传感器监测到输电线的温度，当检测出的温度低于0℃时，控制器控制左侧、右侧、中间动态无功补偿装置由无功补偿工作状态进入防冰融冰工作状态：
左侧无功补偿装置产生容性无功电流
Figure BDA0000062154410000021
容性无功电流
Figure BDA0000062154410000022
的值与该输电线路上左侧当前流过的电流之和为
Figure BDA0000062154410000024
幅值为足以使线路上的覆冰融解的值；
右侧动态无功补偿装置产生容性无功电流
Figure BDA0000062154410000025
容性无功电流
Figure BDA0000062154410000026
的值与该输电线路上右侧当前流过的电流之和为
Figure BDA0000062154410000028
幅值为足以使线路上的覆冰融解的值；
中间动态无功补偿装置产生电感性无功电流
本发明的工作原理是：在正常情况下，动态无功补偿装置对输电线路进行无功补偿，抑制谐波，提高功率因数，提高电压稳定性。当气温降低，控制接受到的温度传感器送来的温度检测值低于0℃，线路可能结冰时，动态无功补偿装置进入防冰融冰工作状态：由控制器控制两侧的动态无功补偿装置产生容性无功电流
Figure BDA00000621544100000211
而中间的动态无功补偿装置产生电感性无功电流且感性无功电流
Figure BDA0000062154410000031
由与两容性无功电流的幅值相等的两个感性分量构成。从而左侧动态无功补偿装置和中间的动态无功补偿装置之间由左侧容性无功电流与中间无功补偿装置对应的感性分量构成左侧无功电流闭合环路。也即使这些无功电流只在输电线路与动态无功补偿装置之间的闭合环路中流动，而不会或很少流向负荷，从而不会影响输电线路向负荷的正常供电。同时，环路上的流过的无功电流与输电线上正常的输电电流之和足够大，在输电线路上将产生足够的焦耳热量，使线路不会结冰或者融化掉已有的覆冰。同理，右侧无功补偿装置对右侧的输电线路以相应的方式进行防冰融冰。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、该方法在不停电的状况下通过动态无功补偿装置与输电线路形成两个无功电流回路，使输电线路上流过的电流足够的，产生足量的焦耳热，在不影响供电的情况下高效地防冰融冰，很好的保证输电线路在冰雪严寒的天气下的安全与稳定。
二、该方法采用可控的电力电子器件，自动检测线路温度，自动地进入防冰融冰工作状态，提高了输电线路工作的可靠性，保证了电力供电系统的稳定性和安全性。无需人工操作，使用简单方便。
三、在不需要防冰融冰的季节，无功功率补偿器则正常进行电能质量补偿，以消除谐波，提高功率因数。
上述的左侧、右侧、中间动态无功补偿装置均由连接在三相电路上的降压变压器，与降压变压器次边各相连接的大功率电力电子开关，次边各相的大功率电力电子开关与直流储能电容并联构成。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例1的动态无功补偿装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
图1示出，本发明的一种具体实施方式为：一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法，其具体作法是：
A、在相邻的左侧变电所和右侧变电所SSM，SSP之间的输电线路上连接左侧、右侧、中间动态无功补偿装置SVGM、SVGP、SVGN，左侧、右侧、中间动态无功补偿装置SVGM、SVGP、SVGN分别位于左侧变电所SSM旁、右侧变电所SSP旁和两变电所SSM，SSP中间，在输电线路上设置温度传感器，温度传感器与左侧、右侧、中间动态无功补偿装置SVGM、SVGP、SVGN的控制器相连；
B、温度传感器监测到输电线的温度，当检测出的温度低于0℃时，控制器控制左侧、右侧、中间动态无功补偿装置SVGM、SVGP、SVGN由无功补偿工作状态进入防冰融冰工作状态：
左侧无功补偿装置SVGM产生容性无功电流容性无功电流
Figure BDA0000062154410000042
的值与该输电线路上左侧当前流过的电流之和为
Figure BDA0000062154410000044
幅值为足以使线路上的覆冰融解的值；
右侧动态无功补偿装置SVGP产生容性无功电流
Figure BDA0000062154410000045
容性无功电流
Figure BDA0000062154410000046
的值与该输电线路上右侧当前流过的电流之和为
Figure BDA0000062154410000048
幅值为足以使线路上的覆冰融解的值；
中间动态无功补偿装置SVGN产生电感性无功电流
Figure BDA0000062154410000049
图2示出，本例中的动态无功补偿装置SVG由连接在三相电路上的降压变压器Ts，与降压变压器Ts相连的大功率电力电子开关S，以及与大功率电力电子开关S相连的直流储能电容C构成。

Claims (2)

1.一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法，其具体作法是：
A、在相邻的左侧变电所和右侧变电所(SSM，SSP)之间的输电线路上连接左侧、右侧、中间动态无功补偿装置(SVGM、SVGP、SVGN)，左侧、右侧、中间动态无功补偿装置(SVGM、SVGP、SVGN)分别位于左侧变电所(SSM)旁、右侧变电所(SSP)旁和两变电所(SSM，SSP)中间，在输电线路上设置温度传感器，温度传感器与左侧、右侧、中间动态无功补偿装置(SVGM、SVGP、SVGN)的控制器相连；
B、温度传感器监测到输电线的温度，当检测出的温度低于0℃时，控制器控制左侧、右侧、中间动态无功补偿装置(SVGM、SVGP、SVGN)由无功补偿工作状态进入防冰融冰工作状态：
左侧无功补偿装置(SVGM)产生容性无功电流
Figure FDA0000062154400000011
容性无功电流
Figure FDA0000062154400000012
的值与该输电线路上左侧当前流过的电流之和为
Figure FDA0000062154400000014
幅值为足以使线路上的覆冰融解的值；
右侧动态无功补偿装置(SVGP)产生容性无功电流
Figure FDA0000062154400000015
容性无功电流的值与该输电线路上右侧当前流过的电流之和为
Figure FDA0000062154400000019
幅值为足以使线路上的覆冰融解的值；
中间动态无功补偿装置(SVGN)产生电感性无功电流
Figure FDA00000621544000000110
Figure FDA00000621544000000111
2.如权利要求1所述的一种电力输电线路工频在线防冰融冰方法，其特征在于：所述的左侧、右侧、中间动态无功补偿装置(SVGM、SVGP、SVGN)均由连接在三相电路上的降压变压器(Ts)，与降压变压器(Ts)次边各相连接的大功率电力电子开关(S)，次边各相的大功率电力电子开关(S)与直流储能电容(C)并联构成。
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