一种实现线路直流融冰全自动化操作的接线方法
技术领域
本发明涉及电网输电线路直流融冰技术,特别是一种用于直流融冰装置与融冰线路、融冰线路三相短接的全自动化操作方法。
背景技术
冰灾的威胁一直是电力系统工业界竭力应对的一大技术难题。近年来,随着全球气候条件变化,低温雨雪冰冻天气在我国南方、华中、华北地区频繁出现,多次导致我国各省输电线路大面积、长时间停运,给国民经济和人民生活造成巨大损失。为了防止这种情况的再次出现,2008年冰灾后,我国电力科技工作者自主进行了直流融冰技术及装置的研发,成功研发出了具有完全自主知识产权的大功率直流融冰装置,主要包括带专用整流变压器、不带专用整流变压器和车载移动式等多种型式,进而在全国进行了推广应用。2009年-2011年冰期,仅南方电网内已经安装的19套直流融冰装置均发挥了重大作用,对110kV以上线路进行直流融冰共计234次,其中500kV交流线路40余次,充分发挥了直流融冰装置的威力。
从目前直流融冰装置在电网中的应用来看,融冰装置输出管母线与融冰线路的连接(或断开)、融冰线路短接(或断开)一般通过人工方式实现,在融冰时,操作工人在融冰装置所在变电站内现场利用工具和临时短接线将融冰管母线与线路连接,然后在待融冰线路对侧变电站将线路按要求将三相线路利用临时短接线短接,连接和拆除过程中必须将线路转为检修状态才能进行,由于线路挂点往往离地面较高,特别是对于500kV线路,线路挂点高度一般在20m以上,在人工操作时,不但耗时,且作业强度和难度很大。根据目前2009-211年现场实际应用经验,人工接线时间要大于线路实际融冰时间,造成线路停运时间超过线路融冰时间两倍以上,完成一条500kV线路融冰需要的时间超过10个小时,融冰效率受到严重影响。现有直流融冰装置输出管母线与融冰线路的连接采用人工临时现场连接方式,存在线路停运时间长,危险性高,可靠性差等缺点。因此,必须有更好的解决融冰线路与直流融冰装置连接和隔离的问题,缩短连接和隔离时间。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足,提供一种能够实现直流融冰装置输出管母线与融冰线路连接及融冰线路三相短接的自动化操作的方法,本方法需要用到的设施和设备有直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关、直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关、连接导线及金具。
本发明采用的技术方案是这样的:一种实现线路直流融冰全自动化操作的接线方法,包括步骤:在融冰线路的一侧接入直流融冰装置,在融冰线路的对侧将融冰线路的A相、B相与C相短接,其特征在于,利用直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关实现融冰线路一侧与直流融冰装置的自动连接,利用直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关实现融冰线路A相、B相与C相的自动短接。
优选地,所述直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关包括均压环、动触头1、静触头1、绝缘瓷瓶1、绝缘瓷瓶2、接线端子板1、接线端子板2、垂直开启式主刀闸、主刀闸电动操作机构1与操作瓷瓶1;所述绝缘瓷瓶1的顶端与均压环的底面固定导电连接;所述绝缘瓷瓶1的顶面固定安装有接线端子板1,均压环的底面还固定安装有静触头1,且静触头1、接线端子板1及均压环之间为导电连接;
绝缘瓷瓶2旁还设置有操作瓷瓶1,且绝缘瓷瓶2与操作瓷瓶1等高、相互平行且上端相连;所述绝缘瓷瓶2顶端固定连接有所述接线端子板2垂直开启式主刀闸,接线端子板2与所述的垂直开启式主刀闸下端之间为可导电固定连接,垂直开启式主刀闸顶端与所述动触头1之间为可导电固定连接;
主刀闸电动操作机构1与垂直开启式主刀闸之间通过操作瓷瓶1传动连接;所述垂直开启式主刀闸伸展后的长度能够满足动触头1与静触头1良好接触。
优选地,所述绝缘瓷瓶1的长度满足绝缘瓷瓶1的绝缘水平与融冰线路电压等级所要求的对地绝缘水平相同;
在所述直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关中,所述绝缘瓷瓶2长度满足绝缘瓷瓶2的绝缘水平与直流融冰装置输出管母线电压等级所要求的对地绝缘水平相同;
所述垂直开启式主刀闸未伸展时动触头1与静触头1之间的距离满足动触头1与静触头1之间绝缘水平与融冰线路电压等级所要求的电力开关设备断口绝缘水平相同。
优选地,所述直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关包括三个成“一”字型顺序排列的绝缘瓷瓶3、绝缘瓷瓶4与绝缘瓷瓶5,在绝缘瓷瓶3旁还设置有操作瓷瓶2,且绝缘瓷瓶3与操作瓷瓶2等高、相互平行且上端相连;绝缘瓷瓶5旁还设置有操作瓷瓶3,绝缘瓷瓶5与操作瓷瓶3等高、相互平行且上端相连;其中绝缘瓷瓶3、绝缘瓷瓶5顶部分别设置有水平伸缩式主刀闸1、水平伸缩式主刀闸2,所述水平伸缩式的两个主刀闸分别通过操作瓷瓶2、操作瓷瓶3与主刀闸电动操作机构2、主刀闸电动操作机构3传动连接,且所述水平伸缩式主刀闸1的顶部设置有动触头2与接线端子板3,水平伸缩式主刀闸2的顶部设置有动触头3与接线端子板5;所述两个动触头分别与接线端子板3、接线端子板5对应电气连接;
位于中间的绝缘瓷瓶顶部设置有静触头2、静触头3与接线端子板4,两个静触头之间电气连通,且静触头与接线端子板4电气连通;
所述两个水平伸缩式主刀闸的长度满足当其均伸展开时,动触头2与静触头2、动触头3与静触头3均能够良好接触。
优选地,在所述的直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关中,所述三个绝缘瓷瓶的高度满足所述动触头2、动触头3、静触头2、静触头3的对地绝缘水平与融冰线路对地绝缘水平相同;
所述左右两个绝缘瓷瓶与中间绝缘瓷瓶相间的距离满足主刀闸缩回时动触头2与静触头2之间,动触头3与静触头3之间的绝缘水平与融冰线路相间绝缘水平相同。
优选地,包括以下步骤:
步骤1:在融冰线路A相、B相和C相下方分别布置一台直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关,将直流融冰装置输出管母线与所述三台直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关的接线端子板2分别相连,将待融冰线路的每相线路与其下方的直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关接线端子板1相连;
步骤2:在融冰线路对侧变电站处,在融冰线路下方设置一台直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关,且所述直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关的接线端子板4布置于融冰线路B相下方,接线端子板3、接线端子板5分别布置于融冰线路A、C相下方;将直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关的接线端子板4与融冰线路B相用载流量大于线路所需最大融冰电流的软导线连接,接线端子板3、接线端子板5用载流量大于线路所需最大融冰电流的软导线分别与在需要进行融冰的线路A相、C相连接;
步骤3:通过操作变电站内断路器和隔离开关,将融冰线路与电网断开,将需要融冰线路转为停运态;
步骤4:使直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关闭合,实现直流融冰装置输出管母线与融冰线路连接;
步骤5:使直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关闭合,实现对侧融冰线路的A相、B相和C相三相短接,使融冰线路处于融冰状态,启动直流融冰装置对线路进行融冰;
步骤6:融冰完成后,将直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关及直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关断开,将融冰线路恢复到停运状态,随即可恢复线路运行。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1) 操作方便,无需人工现场接线,无需使用工具,节省人力物力,同时避免了人工接线时可能带来的人身伤害。
2) 大大缩短融冰时的线路停运时间,本发明中的方法可将一条500kV线路总融冰时间控制在4小时内。通过隔离开关动作完成融冰装置的接入和断开,线路不存在转检修时间,大大提供融冰效率。
3) 可靠性高。人工临时接线,可能由于不合理操作导致接入可靠性得不到保证,使得融冰无法顺利进行,采用本方案实现自动接入,可靠性大大提高。
4) 本方法使用的主要设备为一组直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关,一台直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关,占地较小,在已建好的变电站实施改造工程时,一般无需进行新的征地,具备较好的实施可行性。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关结构示意图。
图2是直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关结构示意图。
图3为直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关与融冰线路断开示意图。
图4为直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关与融冰线路连接示意图。
图5为直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关断开示意图。
图6为直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关短接示意图。
图中标记:1 均压环,2 接线端子板1,3 静触头1,4 垂直开启式主刀闸,5 接线端子板2,6 绝缘瓷瓶2,7 主刀闸电动操作机构1,8 绝缘瓷瓶1, 9为水平伸缩式主刀闸1, 10为动触头2, 11为接线端子板3, 12为绝缘瓷瓶3, 13为主刀闸电动操作机构2, 14为接线端子板4, 15为静触头2, 16为静触头3, 17为绝缘瓷瓶4, 18为水平伸缩式主刀闸2, 19为动触头3, 20为接线端子板5, 21为绝缘瓷瓶5, 22为主刀闸电动操作机构3,23为操作瓷瓶1, 24为操作瓷瓶2, 25为操作瓷瓶3, 26为动触头1。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1,直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关包括均压环、动触头1、静触头1、绝缘瓷瓶1、绝缘瓷瓶2、接线端子板1、接线端子板2、垂直开启式主刀闸、主刀闸电动操作机构1、支撑柱与支撑台;为了驱动主刀闸伸展或折叠,在绝缘瓷瓶2旁还设置有操作瓷瓶1,且绝缘瓷瓶2与操作瓷瓶1等高、相互平行且上端相连;支撑柱的一端固定于地面,另一端上固定安装有支撑台,所述支撑台上固定安装有所述绝缘瓷瓶1、绝缘瓷瓶2与操作瓷瓶1;所述绝缘瓷瓶1的顶端与均压环的底面固定连接;所述绝缘瓷瓶1的顶面固定安装有接线端子板1,均压环的底面还固定安装有静触头1,且静触头1、接线端子板1及均压环之间为导电连接。
所述绝缘瓷瓶2顶端固定连接有所述接线端子板2,接线端子2与所述的垂直开启式主刀闸下端之间为可导电固定连接,垂直开启式主刀闸顶端与所述动触头1之间为可导电固定连接。
所述主刀闸电动操作机构1固定安装于支撑台下底面上,且主刀闸电动操作机构1与垂直开启式主刀闸之间通过操作瓷瓶1传动连接;所述垂直开启式主刀闸伸展后的长度能够满足动触头与静触头良好接触。
为了保证安全,防止因间隔距离不够,动、静触点之间、动触点与地之间以及静触点与地之间放电造成短路,本隔离开关的绝缘水平需要满足一定的要求。其中,绝缘瓷瓶1的长度应当根据融冰线路电压等级(110kV、220kV、330kV、500kV、750kV或1000kV)与过电压水平进行设计,以保证对绝缘瓷瓶1对地绝缘水平与融冰线路对地绝缘水平相同。绝缘瓷瓶2的长度应满足其对地绝缘水平与直流融冰装置输出管母线对地绝缘水平相同(小于35kV),需要根据直流融冰装置输出融冰管母线电压等级、过电压水平进行设计。当所述垂直开启式主刀闸未伸展时动触头与静触头之间的距离,亦即绝缘瓷瓶1的顶端与绝缘瓷瓶2顶端之间的距离,应满足动触头与静触头之间绝缘水平与融冰线路电压等级所要求的电力开关设备断口绝缘水平相同。
具体而言,当融冰线路上的电压为110kV,绝缘瓷瓶1的高度为1150~2500mm,优选为1650mm。
当融冰线路上的电压为220kV,绝缘瓷瓶1的高度为2300~3500mm,优选为2850mm。
当融冰线路上的电压为500kV,绝缘瓷瓶1的高度为4700~6500mm,优选为5800。
一般绝缘瓷瓶2的高度为100~600mm,优选为550mm。
如图2,直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关包括绝缘瓷瓶3、绝缘瓷瓶4与绝缘瓷瓶5,且这三个绝缘瓷瓶依次成“一”字型排列。
其中绝缘瓷瓶3的顶端与水平伸缩式的主刀闸1的底端固定连接,且主刀闸1的底端与接线端子板3电气固定连接,主刀闸1的顶端固定安装有动触头2,主刀闸与动触头2也为电气连接,从而动触头2与接线端子板3之间具有电气连接。
绝缘瓷瓶4顶部设置有接线端子板4、静触头2与静触头3。静触头2与静触头3之间电气连通,且接线端子板4与两个静触头也为电气连通。
绝缘瓷瓶5的顶端与水平伸缩式的主刀闸2的底端固定连接,且主刀闸2的底端与接线端子板5电气固定连接,主刀闸2的顶端固定安装有动触头3,主刀闸2与动触头3也为电气连接,从而动触头3与接线端子板5之间具有电气连接。
为了驱动主刀闸1与主刀闸2在绝缘瓷瓶顶部伸展或折叠,在绝缘瓷瓶3旁还设置有操作瓷瓶2,且绝缘瓷瓶3与操作瓷瓶2等高、相互平行且上端相连;绝缘瓷瓶5旁还设置有操作瓷瓶3,绝缘瓷瓶5与操作瓷瓶3等高、相互平行且上端相连。
主刀闸电动操作机构2与主刀闸1通过操作瓷瓶2传动连接,主刀闸电动操作机构3与主刀闸2通过操作瓷瓶3传动连接。
为了保证安全,防止因间隔距离不够,动、静触点之间、动触点与地之间以及静触点与地之间的放电造成短路,本直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关的绝缘水平需要满足一定的要求。三个绝缘瓷瓶的长度应当根据融冰线路电压等级(110kV、220kV、330kV、500kV、750kV或1000kV)与过电压水平进行设计,以保证对动触头2、动触头3、静触头2与静触头3四者的对地绝缘水平与融冰线路对地的绝缘水平相同。当主刀闸1、主刀闸2未伸展时动触头与静触头之间,亦即绝缘瓷瓶3与绝缘瓷瓶4间距、绝缘瓷瓶4与绝缘瓷瓶5间距,应当满足动触头与静触头之间绝缘水平与融冰线路相间绝缘水平相同。
举例说明,当融冰线路上的电压为110kV时,绝缘瓷瓶3、2、3的高度为为1200mm。两边的绝缘瓷瓶3、3相对于中间绝缘瓷瓶4的间距是2500。
当融冰线路上的电压为220kV时,绝缘瓷瓶3、2、3的高度为2400mm。两边的绝缘瓷瓶3、3相对于中间绝缘瓷瓶4的间距是3500。
当融冰线路上的电压为500kV时,绝缘瓷瓶3、2、3的高度为4700。两边的绝缘瓷瓶3、3相对于中间绝缘瓷瓶4的间距是7500。
本发明中的短路侧融冰专用隔离与直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关采用的主刀闸与其电动操作机构为本领域常用的驱动设备。当主刀闸折叠时,隔离开关为断开状态,当主刀闸伸展时,隔离开关为闭合状态。主刀闸电动操作机构使用220V或380V交流电源驱动,通过在控制室操作控制开关或输入操作指令,实现主刀闸电动操作机构驱动主刀闸运动,从而实现主刀闸的伸展或折叠,进而控制隔离开关的闭合或断开。
利用两种隔离开关融冰的方法包括以下步骤:
步骤1:在融冰线路A相、B相和C相下方分别布置一台直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关,将直流融冰装置输出管母线与所述三台直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关的接线端子板2分别相连,将待融冰线路的每相线路与其下方的直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关接线端子板1通过金具相连;
步骤2:在融冰线路对侧变电站处,在融冰线路下方设置一台直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关,且所述直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关的接线端子板4布置于融冰线路B相下方,接线端子板3、接线端子板5分别布置于融冰线路A、C相下方;将直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关的接线端子板4与融冰线路B相用载流量大于线路所需最大融冰电流的软导线连接,接线端子板3、接线端子板5用载流量大于线路所需最大融冰电流的软导线分别与在需要进行融冰的线路A相、C相连接;
步骤3:通过操作变电站内断路器和隔离开关,将融冰线路与电网断开,将需要融冰线路转为停运状态;
步骤4:使直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关闭合,实现直流融冰装置输出管母线与融冰线路连接;
步骤5:使直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关闭合,实现对侧融冰线路的A相、B相和C相三相短接状态。至此,融冰线路处于融冰状态,启动直流融冰装置即可对线路进行融冰。
步骤6:融冰完成后,将直流融冰装置与融冰线路连接专用隔离开关及直流融冰线路短接专用共静触头隔离开关断开,将融冰线路恢复到停运状态,随即可恢复线路运行。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。