CN105826889A - 一种输电线路带电分段直流融冰方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力系统带负荷融冰技术领域，涉及运用分裂导线进行高压/超高压输电线路分段直流融冰的方法和装置。该方法适用于采用分裂导线架设的交流和直流输电线路，利用高压/超高压交流和直流输电线路采用分裂导线架设的特点，即每一相线路由二根、四根或六根子导线构成二分裂、四分裂或六分裂输电线路，外加两根短接棒和一台直流融冰电源构成分段直流融冰回路的原理，利用该回路的直流电流发热来加热所需融冰段的输电线路，从而达到融冰的目的。本发明可以进行单相线路单独分段带负荷融冰（或带电分段融冰），也可实现三相线路同时分段带负荷融冰；融冰距离可以任意调节，不需要建立固定的融冰站。带电融冰时，融冰段内的直流电流只会在融冰回路内流动，不会流出融冰回路外部，对整个融冰线路段的交流工作电压和电流不产生任何不利影响，可保障融冰线路的安全稳定运行。

Description

一种输电线路带电分段直流融冰方法

技术领域

本发明属于电力系统带电融冰技术领域，涉及输电线路融冰的方法和与该方法相对应的装置。

背景技术

近年来，受全球极端气候频繁的影响，电网覆冰灾害呈增多加剧的趋势。我国疆域辽阔，一旦输电线路因覆冰严重，将引起重大的电力设备故障，造成大面积的停电。输电线路在覆冰的情况下负荷加重，考虑到冬季伴随有大风，在风速的影响下超出标准载荷的输电线路出现舞动会带来一些破性的影响，例如杆塔的倒塌，输电线路的断线等恶劣的现象。如果事故发生在荒郊野外，大雪封山或者公路冰封，抢修异常困难，造成长时间的停电，对国民经济产生重大损失。而对超高压和输电线路采取有效及时的融冰是减少输电线路故障，确保电力系统稳定运行的有效途径。

目前关于输电线路融冰的方法很多，我国南方电网对输电线路的融冰方法大体上分为三类：交流三相短路融冰法，利用直流加热输电线路融冰法和过电流融冰法。这些方法都在一定程度上都有它的局限性，例如交流三相短路融冰对系统的冲击较大可能引起系统不稳定，直流加热输电线路的方法可能引入谐波电压致使电压发生畸变，会使用户端出现严重的电压偏压的现象，过电流融冰也仅仅适合短距离的输电线路融冰。传统融冰方案最大的局限性问题在于，输电线路整个融冰过程需要停电作业，无法满足重要用户的供电可靠性；而现有的带负荷融冰方案也因无法实现融冰电流的连续可调性而存在较大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前已有输电线路融冰方案的局限性，提出了一种利用高压/超高压输电线路的分裂导线，短接棒与直流融冰电源构成的输电线路带电分段直流融冰的方法，该方法进行输电线路分段带负荷融冰时，融冰段内的融冰电流由交流负荷电流和直流融冰电流两部分构成，充分利用负荷电流对融冰的影响，从而可以减少融冰装置中直流融冰电源的容量，使整个融冰装置的安装，运输更加简便；此外，与现有带负荷融冰方法相比，本方法可实现融冰电流的连续可调，保证线路快速安全融冰。该方法弥补了现有融冰方法的诸多局限性，属于目前众多融冰方法的一种有效补充，它的实施将具有十分深远的社会价值和工程实践价值。

本发明所述问题是通过以下技术方案实现的。

根据灾情确定融冰距离，确定是单相融冰还是三相同时融冰。

根据融冰距离及其分裂导线的型号计算所选融冰回路的阻值，搭建融冰回路；通过调节直流融冰电源输出功率的大小，达到输电线路快速、有效融冰。

利用ATP-EMTP软件对融冰段进线仿真，确定融冰直流设备所需的有功功率，根据功率的大小选择直流融冰电源。如果需要小功率的直流融冰电源则首选直流发电机；如果需要大功率的直流融冰电源则首选三相桥式全控整流装置，直接在融冰线路上取电，经变压器降压后送入整流设备获得直流电源。

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明的融冰回路构成原理图。

图2为本发明中直流融冰电源原理图，其中图2（a）为三相桥式全控整流装置获取直流电源，图2（b）为利用直流发电机获取直流电源。

图3为本发明中运用分裂导线的输电线路分段直流融冰的仿真图。

图4为带负荷融冰时变电站龙门架出线端的三相电压波形,该处的电压没有发生偏移说明融冰回路内部的直流融冰电流对母线上的电能没有影响。

图5为带负荷融冰时融冰段内的电压波形。

图6为带负荷融冰时融冰段内的电流波形。

图7为带负荷融冰时融冰段外（此处取负载端）的电流波形。

图8为带负荷融冰时融冰电源出线上的电流波形与短路棒1上的电流波形对比图。

图8说明融冰回路内部的直流融冰电流不会流出融冰回路以外，如图4和图5说明融冰回路内部的直流融冰电流只会使融冰回路内部的电压电流抬高，图8说明带负荷融冰过程对用户的电能质量内有影响，综上所述，本发明可以保证输电线路在融冰过程中安全稳定运行。

具体实施方式

图3为运用分裂导线的高压和超高压输电线路的分段直流融冰的仿真图，仿真图是以运用二分裂的220kV输电线路为模型建立的。

进行融冰时，首先根据线路覆冰情况确定融冰距离，如图1所示，AF=BE它代表融冰距离，其中AB和CD为两根短路棒，它是用良导体制成的金属棒，它和输电线路及其直流融冰电源一起构成D-A-B-C-D和D-F-E-C-D两个直流回路，图1中所示的是以C相为例进行单相线路的融冰原理图，也可以根据三相输电线路的覆冰情况不同，实现三相输电线路的同时融冰，其实现方法是利用三套直流融冰装置，其实施过程与上述单相融冰类似，利用三套融冰装置分别对输电线路A、B、C三相线路同时进行融冰。

]其次，根据融冰线路的型号和融冰线路的长度，通过调节融冰电源输出的功率，实现融冰电流的调节，以满足线路融冰的需要。对直流发电机可采取调节其输出功率实现，对三相整流桥，可以通过改变可控硅的触发角调节融冰电源的输出功率，实现融冰电流的调节。

Claims (6)

1.对于运用分裂导线的高压/超高压输电线路分段带负荷直流融冰方法包括以下步骤：

1）对运用分裂导线的高压/超高压交、直流输电线路，根据线路覆冰情况，确定融冰距离，融冰距离通过调节二根短接棒的安装位置实现；

2）根据融冰距离及其分裂导线的型号计算出所选融冰回路的阻值，搭建融冰电路进行线路融冰；融冰电流的大小可通过调节直流电源的输出功率达到快速融冰的目的；

3）直流融冰电源为车载式直流发电机或三相桥式半控（或全控）硅整流装置；如果融冰所需功率不大，融冰电源采用适当功率的直流发电机；如果融冰所需功率较大，则直流融冰电源首选三相半控（或全控）桥式硅整流装置，三相半控（或全控）桥式硅整流装置由降压变压器、对地绝缘的升压变压器和三相半控（或全控）桥式硅整流电路共同构成，装置的供电可直接在融冰回路短接棒以外的输电线路上取电，经两台变压器变压和隔离后送入整流设备，获得直流电源进行融冰。

2.根据权利要求1所述的运用分裂导线的高压/超高压输电线路分段融冰方法和装置，其特征在于：所述步骤1）可以根据线路覆冰的严重程度进行分段融冰，对所选的融冰段而言又可以根据覆冰情况，优先对灾情较重的某一相进行优先融冰，也可以三相同时融冰。

3.根据权利要求1所述的运用分裂导线的高压/超高压输电线路分段融冰方法和装置，其特征在于：所述步骤2）确定临界电流和最大融冰电流，不仅能满足线路快速、有效的融冰的融冰电源的功率需求，也能确保融冰电流不影响输电线路的正常运行。

4.根据权利要求1所述的运用分裂导线的高压/超高压输电线路分段融冰方法和装置，其特征在于：所述步骤2）搭建融冰回路是本发明的核心之处，就是利用采用分裂导线的输电线路某一相的子导线不止一根且等电位的原理，利用分裂子导线，短接棒及融冰电源构成直流融冰回路。

5.根据权利要求1所述的运用分裂导线的高压/超高压输电线路分段融冰方法和装置，其特征在于：所述步骤3）利用ATP-EMTP软件对本发明提出的融冰方法进行了仿真分析，仿真结果表明：本发明所提出的融冰方法原理可行、实施方便，不会改变融冰段以外线路的电压、电流，对整个融冰线路的正常运行不产生负面影响。

6.根据权利要求1所述的运用分裂导线的高压/超高压输电线路分段融冰方法和装置，其特征在于：带负荷融冰时，融冰段内的融冰电流由负荷电流和直流电流两部叠加而成，这样不仅可以减小融冰过程中的电能损失而且对融冰过程没有任何影响。