CN109449854B - 用于防冰融冰的站用无损三相分流器与设计和控制方法 - Google Patents

用于防冰融冰的站用无损三相分流器与设计和控制方法 Download PDF

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Abstract

用于防冰融冰的站用无损三相分流器与设计和控制方法。采用同轴电缆结构的自制热导线。三相分流器按照A、B、C三相分别安装在送端电源和受端负载之间。三相分流器由微处理器和三个相同结构的单向分流器构成，按不同的连接方式，有双星型，星型三角，三角星型三种结构。单相分流器含分流控制器，变电器主体。变电器主体是变压器，含两个原绕组，一个副绕组。变电器主体结构分为：升压自耦式，降压自耦式，双绕组，三绕组四种变电结构。确定变电器匝比时，首先确定内导体的电流。微处理器控制流程含主流程，单相分流器控制子程序、保温控制子程序、融冰控制子程序。本发明精确控制内导体电流，精准控制防冰融冰时对内导体的电流需求。

Description

用于防冰融冰的站用无损三相分流器与设计和控制方法
(一)技术领域
本发明涉及一种电力输电线路防冰融冰技术,特别是一种站用无损三相分流器与设计和控制方法。
(二)背景技术
随着社会经济的发展，在不断增加电力负荷应用的环境下，对裸露在外的电力线路要求愈来愈高。而在寒冷的冬季，不少地区的线路都会结冰，造成线路的损坏。当结冰超过线路的承受力时，就会发生断线等严重事故。所以，冬季的电力输电线除冰是必不可少，十分重要的。在现有技术中，融冰技术在不断提高。
申请号为CN201810370549.8《嵌入绝缘导热材料的自制热导体和制热设备及其实现方法》充分利用输电端制热设备和受电端制热设备。输电端制热设备通过防冰融冰输电装置的输出电源向自制热导体的外导体和内导体之间加上交流电或直流实现防冰融冰，受电端制热设备通过受电端钢芯连接负载实现防冰融冰工作。申请号为201811195033.0《多股绝缘自制热导线的制热控制检测设备与监测控制方法》能够精确控制内部加热结构和外导体流过电流，控制加热结构的电压差，减少绝缘层绝缘要求，自动测量自制热导线是否正常。
上述两种技术方案中，申请号为CN201810370549.8的发明通过控制内导体和外导体的电流，可以控制导线发热量。但是，没有给出电流精确控制方法。申请号为201811195033.0的发明，给出了利用分流器控制内导体电流的方法，但是所设计的分流器耗能比较大。
(三)发明内容
本发明的目的是给出一种耗能比较低的分流器及其设计控制方法，精确控制内导体电流，使得内导体电流刚好满足防冰融冰需求。本发明设计的分流器具有变电压功能，主要用于变电站。精准控制电流，以实现防冰融冰精准控制。
本发明的目的是这样达到的：用于防冰融冰的站用无损三相分流器，输电线采用同轴电缆结构的自制热导线。三相分流器按照A相、B相和C相三相分别安装在送端电源和受端负载之间。三相分流器由微处理器和三个相同结构的单向分流器构成，三个单向分流器分别为：A相分流器、B相分流器、C相分流器。三个相同结构的单相分流器按一定的方式连接，构成三种不同结构的三相分流器。三相分流器在微处理器控制下工作。
单相分流器由分流控制器，变电器主体，内导体分接开关，内导体控制电机，输出分接开关，输出控制电机，外导体温度测量仪构成，对外接口有：原边中性点，副边中性点，温度传感通信接口，分流选通控制接口，内导体电流控制接口，输出调压控制接口，三个连接端子：内导体连接端、外导体连接端、输出连接端。
三相分流器对外接口有：A相外导体连接接口，B相外导体连接接口、C相外导体连接接口，A相内导体连接接口，B相内导体连接接口，C相内导体连接接口，A相输出接口，B相输出接口，C相输出接口。
所述三种不同结构的三相分流器分别是双星型结构，星型三角结构，三角星型结构；双星型结构适用于由单相分流器分别为升压自耦式变电器、降压自耦式变电器、双绕组变电器、三绕组变电器构成的三相分流器；星型三角结构适用于由单相分流器分别为双绕组变电器、三绕组变电器构成的三相分流器；三角星型结构适合于由单相分流器分别为双绕组变电器、三绕组变电器构成的三相分流器；
所述变电器主体是变压器，含两个原绕组，一个副绕组。变电器主体结构分为：升压自耦式变电结构，降压自耦式变电结构，双绕组变电结构，三绕组变电结构；分别称为升压自耦式变电器，降压自耦式变电器，双绕组变电器，三绕组变电器。
所述分流控制器是在切换控制电机上连接转动连接杆，切换控制电机控制转动连接杆的的转动，短路电刷固定在转动连接杆一端，并与内导体输入端子短路连接。分流控制器有三个连接端子：内导体输入端子、外导体输出端子、内导体分接端子；内导体输入端子与分流器内导体连接端短路连接，外导体输出端子与变电器输入端口短路连接后，连接到外导体连接端，内导体分接端子与内导体分接开关的输出端子连接。
三相分流器按照如下方式安装在送端电源和受端负载之间：
A相自制热导线靠近送端电源一侧，A相自制热导线内导体和A相自制热导线外导体短路连接后，与送端电源A相连接；靠近三相分流器一侧，A相自制热导线内导体与三相分流器A相内导体连接接口短路连接，A相自制热导线外导体与三相分流器A相外导体连接接口短路连接；三相分流器A相输出接口与受端负载A相之间通过常规输电导线短路连接。
B相自制热导线靠近送端电源一侧，B相自制热导线内导体和B相自制热导线外导体短路连接后，与送端电源相连接；靠近三相分流器一侧，B相自制热导线内导体与三相分流器B相内导体连接接口短路连接，B相自制热导线外导体与三相分流器B相外导体连接接口短路连接；三相分流器B相输出接口与受端负载相之间通过常规输电导线短路连接。
C相自制热导线靠近送端电源一侧，C相自制热导线内导体和C相自制热导线外导体短路连接后，与送端电源相连接；靠近三相分流器一侧，C相自制热导线内导体与三相分流器C相内导体连接接口短路连接，C相自制热导线外导体与三相分流器C相外导体连接接口短路连接；三相分流器C相输出接口与受端负载C相之间通过常规输电导线短路连接。
双星型结构的三相分流器，三个单向分流器A相分流器、B相分流器、C相分流器连接关系为：
A相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的A相外导体连接接口，A相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的A相内导体连接接口，A相分流器的输出连接端连接到三相分流器的A相输出接口；A相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制A相分流器的工作方式；
B相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的B相外导体连接接口，B相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的B相内导体连接接口，B相分流器的输出连接端连接到三相分流器的B相输出接口；B相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制B相分流器的工作方式；
C相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的C相外导体连接接口，C相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的C相内导体连接接口，C相分流器的输出连接端连接到三相分流器的C相输出接口；C相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制C相分流器的工作方式。
A相分流器、B相分流器、C相分流器的原边中性点短路连接，组成原边三相中性点；原边三相中性点接地方式选择不接地、直接接地、通过电阻接地、通过消弧线圈接地方式中的一种。
A相分流器、B相分流器、C相分流器的副边中性点短路连接，组成副边三相中性点；副边三相中性点接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种。
星型三角结构的三相分流器，三个单向分流器的连接关系是：
A相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的A相外导体连接接口，A相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的A相内导体连接接口，A相分流器的输出连接端连接到三相分流器的A相输出接口；A相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制A相分流器的工作方式；
B相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的B相外导体连接接口，B相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的B相内导体连接接口，B相分流器的输出连接端连接到三相分流器的B相输出接口；B相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制B相分流器的工作方式。
C相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的C相外导体连接接口，C相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的C相内导体连接接口，C相分流器的输出连接端连接到三相分流器的C相输出接口；C相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制C相分流器的工作方式。
A相分流器、B相分流器、C相分流器的原边中性点短路连接，组成原边三相中性点；原边三相中性点接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种。A相分流器副边中性点短路连接到C相分流器的输出连接端，B相分流器副边中性点短路连接到A相分流器的输出连接端；C相分流器副边中性点短路连接到B相分流器的输出连接端。
三角星型结构的三相分流器，三个单向分流器的连接关系是：
A相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的A相外导体连接接口，A相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的A相内导体连接接口，A相分流器的输出连接端连接到三相分流器的A相输出接口；A相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口，分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制A相分流器的工作方式。
B相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的B相外导体连接接口，B相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的B相内导体连接接口，B相分流器的输出连接端连接到三相分流器的B相输出接口；B相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制B相分流器的工作方式。
C相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的C相外导体连接接口，C相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的C相内导体连接接口，C相分流器的输出连接端连接到三相分流器的C相输出接口；C相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制C相分流器的工作方式。
A相分流器的原边中性点与C相分流器的外导体连接端短路连接，B相分流器的原边中性点与A相分流器的外导体连接端短路连接，C相分流器的原边中性点与B相分流器的外导体连接端短路连接。A相分流器、B相分流器、C相分流器的副边中性点短路连接，组成副边三相中性点；副边三相中性点接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种。
变电器的对外连接接口含输入端口，内导体调压触点，原边中性点，副边中性点，输出调压触点，n个内导体分接触点，m个输出分接触点，输入端口和原边中性点为变电器的一个原绕组的两个连接端口，输入端口连接外导体连接端。
所述升压自耦式变电器为升压自耦变压器结构，采用一个原绕组，原边中性点和副边中性点短路，并连接在绕组的一端；输入端口、内导体调压触点、输出调压触点连接在绕组的另一端；输入端口、内导体调压触点、输出调压触点为变压器同名端。输入端口、内导体分接触点、输出分接触点分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；所有输出分接触点与副边中性点之间的线圈匝数大于输入端口与原边中性点之间的线圈匝数。
所述降压自耦式变电器为降压自耦变压器结构，采用一个绕组，原边中性点和副边中性点短路，并连接在绕组的一端；输入端口、内导体调压触点、输出调压触点连接在绕组的另一端；输入端口、内导体调压触点、输出调压触点为变压器同名端；输入端口、内导体分接触点、输出分接触点分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；所有输出分接触点与副边中性点之间的线圈匝数小于输入端口与原边中性点之间的线圈匝数；
所述双绕组变电器采用双绕组变压器结构，由原绕组和副绕组两个绕组构成；输入端口、内导体调压触点、原边中性点连接到原绕组，原边中性点连接到原绕组的一端，输入端口、内导体调压触点连接到原绕组的另一端；输入端口、内导体分接触点分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输出调压触点和副边中性点连接到副绕组的两端；输出分接触点分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输入端口、内导体调压触点、输出调压触点为变压器同名端。
三绕组变电器采用三绕组变压器结构，由两个原绕组和一个副绕组共三个绕组构成；输入端口和输电中性点构成其中的一个原绕组，称为输电绕组；内导体调压触点和内导体中性点构成另一个原绕组，称为内导体绕组；输电中性点和内导体中性点电路连接，并连接到原边中性点；内导体分接触点分别从内导体绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输出调压触点和副边中性点连接到副绕组的两端；输出分接触点分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输入端口、内导体调压触点、输出调压触点为变压器同名端。
内导体调压触点由多个内导体分接触点构成，不同内导体分接触点与原边中性点之间的线圈匝数不同；每个内导体分接触点分别与内导体分接开关的分接选择触头一一连接；第一分接触点与原边中性点之间的线圈匝数小于输入端口与原边中性点之间的线圈匝数；第一分接触点与原边中性点之间的线圈匝数、第二分接触点与原边中性点之间的线圈匝数、第三分接触点与原边中性点之间的线圈匝数，……、末尾分接触点与原边中性点之间的线圈匝数依次减少。
输出调压触点由m个输出分接触点构成，不同输出分接触点与副边中性点之间的线圈匝数不同；输出分接触点与输出分接开关的分接选择触头一一连接；第一输出分接触点与副边中性点之间的线圈匝数、第二输出分接触点与副边中性点之间的线圈匝数、第三输出分接触点与副边中性点之间的线圈匝数、……末尾输出分接触点与副边中性点之间的线圈匝数依次减少。
分流控制器由分流控制器由切换控制电机、转动连接杆、短路电刷、外导体电阻、内导体分接电阻构成。分流控制器是在切换控制电机上连接转动连接杆，切换控制电机控制转动连接杆的的转动，短路电刷固定在转动连接杆一端，并与内导体输入端子短路连接。分流控制器有三个连接端子：内导体输入端子、外导体输出端子、内导体分接端子；内导体输入端子与分流器内导体连接端短路连接，外导体输出端子与变电器输入端口短路连接后，连接到外导体连接端，内导体分接端子与内导体分接开关的输出端子连接；外导体触点、外导体电阻触点、内导体分接电阻触点、输入分接触点分布在切换控制电机转轴为圆心，圆心到短路电刷之间的距离为半径的圆上，外导体触点、外导体电阻触点、内导体分接电阻触点、输入分接触点等距分布，外导体触点与外导体输出端子短路连接，外导体电阻连接在外导体电阻触点与外导体输出端子之间；输入分接触点与内导体分接端子短路连接，内导体分接电阻连接在35内导体分接电阻触点和内导体分接端子之间。
分流控制器在控制电机工作控制下，当转动连接杆按顺时针方向转动到不同角度时，依次完成短路电刷如下短路方式：
1)短路电刷与外导体触点短路；
2)短路电刷同时与外导体触点和外导体电阻触点短路；
3)短路电刷同时与外导体电阻触点和内导体分接电阻触点短路；
4)短路电刷同时与内导体分接电阻触点和输入分接触点短路；
5)短路电刷与输入分接触点短路。
当切换控制电机顺时针方向旋转时，控制内导体输入端子从与外导体触点短路连接的方式切换到与输入分接触点短路连接；当切换控制电机逆时针方向旋转时，控制内导体输入端子从与输入分接触点短路连接的方式切换到与外导体触点短路连接。
变电器各线圈匝比计算是变电器和三相分流器的设计的关键，确定匝比时，首先确定内导体的电流：
设自制热导线内导体直径为Dn，绝缘材料直径为Dj,自制热导线外导体直径为Dw；内导体电阻率为ρn，则自制热导线防冰融冰的基准电流I0为：
设通过内导体分接开关的控制，内导体流过的电流最小为基准电流的kmin倍，kmin<1，最大为基准电流的kmax倍,kmax>1，则内导体流过最小电流Imin为：
Imin＝kmin I0 (3-2)
内导体流过最大电流Imax为：
Imax＝kmax I0 (3-3)
通过内导体分接开关的控制，控制的内导体电流In(i)值如下式，式中，i＝1,2,3,……，n：
Figure GDA0002262769270000062
然后进行匝比计算：
设输电电源和用电负载之间的输电线长度为L，外导体电阻率为ρw，输送电流为Is，外导体连接端电压为Vin，输出连接端最大电压为Vmax，最小电压为Vmin，输入端口与原边中性点之间线圈匝数为N1，则：
内导体电阻Rn为,
Figure GDA0002262769270000071
外导体电阻Rw为，
N个内导体分接触点与原边中性点4之间线圈匝数为N(i),i＝1,2,3,…，n：
Figure GDA0002262769270000073
通过控制与内导体连接端(22)短路连接的内导体分接触点，控制内导体流过的电流：内导体第一分接触点(7-1)与内导体连接端(22)短路连接时，内导体流过的电流最小，内导体第二分接触点(7-2)与内导体连接端(22)短路连接、内导体第三分接触点(7-3)与内导体连接端短路连接……内导体第7-n分接触点(7-n)与内导体连接端短路连接时，内导体流过的电流依次增加，内导体第n分接触点(7-n)与内导体连接端短路连接时，内导体流过的电流最大。
N(1)表示内导体第一分接触点与原边中性点之间线圈匝数；
N(2)表示内导体第二分接触点与原边中性点之间线圈匝数；
……
N(n)表示内导体第7-n分接触点与原边中性点之间线圈匝数；
M个输出分接触点与副边中性点之间线圈匝数N2(i),i＝1,2,3,…，m分别为：
Figure GDA0002262769270000074
防冰融冰时，微处理器通过温度传感通信接口，分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口分别对A相分流器、B相分流器、C相分流器进行控制，完成防冰融冰控制过程。
微处理器控制流程包括：主流程、单相分流器控制子程序、保温控制子程序、融冰控制子程序；在主流程中，微处理器对A相分流器、B相分流器、C相分流器循环调用A相分流器控制子程序、B相分流器控制子程序、C相分流器控制子程序。
A相分流器控制子程序是指微处理器控制的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪为A相分流器的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪，控制流程为单相分流器控制子程序；
B相分流器控制子程序是指微处理器控制的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪为B相分流器的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪，控制流程为单相分流器控制子程序；
C相分流器控制子程序是指微处理器控制的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪为C相分流器的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪，控制流程为单相分流器控制子程序。
所述单相分流器控制子程序：
第一步 接收控制命令，进入第二步；
第二步 判断是否启动防冰融冰控制，是：运行第四步；否：运行第三步；
第三步分流控制器的内导体输入端子与外导体输出端子短路，进入第十步；
第四步 分流控制器的内导体输入端子与内导体分接端子短路；判断是否启动保温控制，是：进入第五步；否：进入第七步；
第五步 接收保温控制参数，进入第六步；
第六步 调用保温控制子程序，进入第十步；
第七步 判断是否启动融冰控制，是：进入第八步；否：进入第十步；
第八步 接收融冰控制参数，进入第九步；
第九步 调用融冰控制子程序，进入第十步；
第十步 返回调用程序；
所述保温控制子程序是：
第一步 设置外导体最高控制温度Tmax；设置外导体最低控制温度Tmin；设置升温初始时间ts；设置调温等待时间td；设置内导体分接触点初始位置，进入第二步；
第二步 内导体分接触点连接到内导体分接触点初始位置，进入第三步；
第三步 等待ts，进入第四步；
第四步 接收外导体温度测量仪测量温度值T，进入第五步；
第五步 判断T是否大于Tmax，是，进入第六步，否：进入第八步；
第六步 将内导体电流调低一档，进入第七步；
第七步 等待td，进入第十一步；
第八步 判断T是否小于Tmin，是，进入第九步，否，进入第十一步；
第九步 将内导体电流调高一档，进入第十步；
第十步 等待td，进入第十一步；
第十一步 返回主程序；
所述融冰控制子程序是：
第一步 设置外导体最高融冰温度TRmax；设置外导体最低融冰温度TRmin；设置融冰升温初始时间trs；设置融冰调温等待时间trd；设置内导体分接触点初始位置，进入第二步；
第二步内导体分接触点连接到内导体分接触点初始位置，进入第三步；
第三步等待trs，进入第四步；
第四步接收外导体温度测量仪测量温度值T，进入第五步；
第五步判断T是否大于TRmax，是，进入第六步，否：进入第八步；
第六步将内导体电流调低一档，进入第七步；
第七步等待trd，进入第十一步；
第八步判断T是否小于TRmin，是，进入第九步，否：进入第十一步；
第九步将内导体电流调高一档，进入第十步；
第十步等待trd，进入第十一步；
第十一步返回主程序。
本发明的积极效果是：
1、本发明提出了一种耗能低、效果好的分流器，能够精确控制内导体电流，使得内导体电流刚好满足防冰融冰需求，精准控制电流从而精准控制防冰融冰。
2、根据防冰融冰的实际需要，选择不同结构变电器，因地、因气候施材，针对性更强。3、本发明设计的分流器具有变电压功能，主要用于变电站，兼有变电功能。
四、附图说明
图1是本发明的单相分流器对外接口结构示意图。
图2是本发明的三相分流器对外接口结构示意图。
图3是三相分流器与输电线路的连接方式示意图。
图4是双星型结构三相分流器结构示意图。
图5是星型三角结构三相分流器结构示意图。
图6三角星型结构三相分流器结构示意图。
图7是变电器对外连接接口示意图。
图8是升压自耦式变电器结构示意图。
图9是降压自耦式变电器结构示意图。
图10是双绕组变电器结构示意图。
图11是三绕组变电器结构示意图。
图12是单相分流器结构示意图。
图13是分流控制器结构示意图。
图14是微处理器电路原理图。
图15是本发明采用自制热导线结构示意图。
图16是微处理器控制框图主流程图。
图17是微处理器控制中单相分流器控制子程序流程图。
图18是微处理器控制中保温控制子程序流程图。
图19是微处理器控制中融冰控制子程序流程图。
图中，1变电器主体，2输入端口，3内导体调压触点，4原边中性点，5副边中性点，6输出调压触点，7-1～7-n内导体分接触点(n>1)，8-1～8-m输出分接触点(m>1)，10原绕组，11副绕组，12输电绕组，13内导体绕组，14输电中性点，15内导体中性点，16分流控制器，17内导体分接开关，18内导体控制电机，19输出分接开关，20输出控制电机，22内导体连接端，23外导体连接端，24输出连接端，，27自制热导线内导体，28自制热导线外导体，29内导体输入端子，30切换控制电机，31转动连接杆，32短路电刷，33外导体触点，34外导体电阻触点，35内导体分接电阻触点，36输入分接触点，37外导体电阻，38内导体分接电阻，39外导体输出端子，40内导体分接端子，42绝缘材料，44外导体温度测量仪，51温度传感通信接口，52分流选通控制接口，53内导体电流控制接口，54输出调压控制接口，55A A相外导体连接接口，55B B相外导体连接接口、55C C相外导体连接接口，56A A相内导体连接接口，56B B相内导体连接接口，56C C相内导体连接接口，57A A相输出接口，57B B相输出接口，57C C相输出接口，58A A相自制热导线，58B B相自制热导线，58C C相自制热导线，59A A相自制热导线外导体，59B B相自制热导线外导体，59C C相自制热导线外导体，60A A相自制热导线内导体，60B B相自制热导线内导体，60C C相自制热导线内导体，61三相分流器，62受端负载，63送端电源，64A A相输出导线，64B B相输出导线，64C C相输出导线，65微处理器，66原边三相中性点，67副边三相中性点，68A相分流器，69B相分流器，70C相分流器。
五、具体实施方式
本发明的输电线采用同轴电缆结构的自制热导线,为本发明人申请的中国专利CN201810370549.8和CN201811195033.0公示的自制热导线。自制热导线结构如附图15所示。
参见附图1-3。三相分流器61按照A相、B相和C相三相分别安装在送端电源63和受端负载62之间。三相分流器由微处理器65和三个相同结构的单向分流器构成，三个单向分流器分别为：A相分流器、B相分流器、C相分流器。分流器61按照如下方式安装在送端电源63和受端负载62之间。
A相自制热导线58A靠近送端电源63一侧，A相自制热导线内导体60A和A相自制热导线外导体59A短路连接后，与送端电源A相连接；靠近三相分流器一侧，A相自制热导线内导体60A与三相分流器A相内导体连接接口56A短路连接，A相自制热导线外导体59A与三相分流器A相外导体连接接口55A短路连接；三相分流器A相输出接口57A与受端负载A相之间通过常规输电导线短路连接。
B相自制热导线58B靠近送端电源63一侧，B相自制热导线内导体60B和B相自制热导线外导体59B短路连接后，与送端电源63B相连接；靠近三相分流器一侧，B相自制热导线内导体60B与三相分流器B相内导体连接接口56B短路连接，B相自制热导线外导体59B与三相分流器B相外导体连接接口55B短路连接；三相分流器B相输出接口57B与受端负载62B相之间通过常规输电导线短路连接。
C相自制热导线58C靠近送端电源63一侧，C相自制热导线内导体60B和C相自制热导线外导体59C短路连接后，与送端电源63C相连接；靠近三相分流器一侧，C相自制热导线内导体60C与三相分流器C相内导体连接接口56C短路连接，C相自制热导线外导体59C与三相分流器C相外导体连接接口55C短路连接；三相分流器C相输出接口57C与受端负载C相之间通过常规输电导线短路连接。
参见附图4-6。
所述三种不同结构的三相分流器分别是双星型结构，星型三角结构，三角星型结构；双星型结构适用于由单相分流器分别为升压自耦式变电器、降压自耦式变电器、双绕组变电器、三绕组变电器构成的三相分流器；星型三角结构适用于由单相分流器分别为双绕组变电器、三绕组变电器构成的三相分流器；三角星型结构适合于由单相分流器分别为双绕组变电器、三绕组变电器构成的三相分流器。
双星型结构的三相分流器，三个单向分流器A相分流器68、B相分流器69、C相分流器70连接关系为：
A相分流器68的外导体连接端连接到三相分流器的A相外导体连接接口55A，A相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的A相内导体连接接口56A，A相分流器的输出连接端连接到三相分流器的A相输出接口57A；A相分流器的温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54均连接到微处理器65，微处理器65通过温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54控制A相分流器的工作方式。
B相分流器69的外导体连接端连接到三相分流器的B相外导体连接接口55B，B相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的B相内导体连接接口56B，B相分流器的输出连接端连接到三相分流器的B相输出接口57B；B相分流器的温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54均连接到微处理器65，微处理器65通过温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54控制B相分流器的工作方式。
C相分流器70的外导体连接端连接到三相分流器的C相外导体连接接口55C，C相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的C相内导体连接接口56C，C相分流器的输出连接端连接到三相分流器的C相输出接口57C；C相分流器的温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54均连接到微处理器65，微处理器65通过温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54控制C相分流器的工作方式。
A相分流器68、B相分流器69、C相分流器70的原边中性点短路连接，组成原边三相中性点66；原边三相中性点接地方式选择不接地、直接接地、通过电阻接地、通过消弧线圈接地方式中的一种。
A相分流器、B相分流器、C相分流器的副边中性点短路连接，组成副边三相中性点；副边三相中性点接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种。
星型三角结构的三相分流器，三个单向分流器的连接关系是：
A相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的A相外导体连接接口，A相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的A相内导体连接接口，A相分流器的输出连接端连接到三相分流器的A相输出接口；A相分流器的温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制A相分流器的工作方式；
B相分流器69的外导体连接端连接到三相分流器的B相外导体连接接口55B，B相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的B相内导体连接接口56B，B相分流器的输出连接端连接到三相分流器的B相输出接口57B；B相分流器的温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54均连接到微处理器65，微处理器65通过温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54控制B相分流器的工作方式；
C相分流器70的外导体连接端连接到三相分流器的C相外导体连接接口55C，C相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的C相内导体连接接口56C，C相分流器的输出连接端连接到三相分流器的C相输出接口57C；C相分流器的温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54均连接到微处理器65，微处理器65通过温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54控制C相分流器的工作方式。
A相分流器68、B相分流器69、C相分流器70的原边中性点短路连接，组成原边中性点66；原边三相中性点66接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种；
A相分流器副边中性点短路连接到C相分流器的输出连接端，B相分流器副边中性点短路连接到A相分流器的输出连接端；C相分流器副边中性点短路连接到B相分流器的输出连接端。
所述三角星型结构的三相分流器，三个单向分流器的连接关系是：
A相分流器68的外导体连接端连接到三相分流器的A相外导体连接接口55A，A相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的A相内导体连接接口56A，A相分流器的输出连接端连接到三相分流器的A相输出接口57A；A相分流器的温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54均连接到微处理器65，微处理器65通过温度传感通信接口51，分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54控制A相分流器的工作方式；
B相分流器69的外导体连接端连接到三相分流器的B相外导体连接接口55B，B相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的B相内导体连接接口56B，B相分流器的输出连接端连接到三相分流器的B相输出接口57B；B相分流器的温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54均连接到微处理器65，微处理器65通过温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54控制B相分流器的工作方式；
C相分流器70的外导体连接端连接到三相分流器的C相外导体连接接口55C，C相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的C相内导体连接接口56C，C相分流器的输出连接端连接到三相分流器的C相输出接口57C；C相分流器的温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54均连接到微处理器65，微处理器65通过温度传感通信接口51、分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54控制C相分流器的工作方式；
A相分流器68的原边中性点与C相分流器的外导体连接端短路连接，B相分流器的原边中性点与A相分流器的外导体连接端短路连接，C相分流器的原边中性点与B相分流器的外导体连接端短路连接；A相分流器68、B相分流器69、C相分流器70的副边中性点短路连接，组成副边三相中性点66；副边三相中性点接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种。
参见附图7-11.
变电器主体1是变压器，含两个原绕组10，一个副绕组11；变电器主体结构分为：升压自耦式变电结构，降压自耦式变电结构，双绕组变电结构，三绕组变电结构，不同结构的变电器分别称为升压自耦式变电器，降压自耦式变电器，双绕组变电器，三绕组变电器。
分流控制器16是在切换控制电机30上连接转动连接杆31，切换控制电机30控制转动连接杆的31的转动，短路电刷32固定在转动连接杆一端，并与内导体输入端子短路连接；分流控制器有三个连接端子：内导体输入端子29、外导体输出端子39、内导体分接端子40；内导体输入端子29与分流器内导体连接端短路连接，外导体输出端子39与变电器输入端口短路连接后，连接到外导体连接端，内导体分接端子40与内导体分接开关17的输出端子连接。
变电器的对外连接接口含，输入端口2，内导体调压触点3，原边中性点4，副边中性点5，输出调压触点6，内导体分接触点7-1～7-n(n>1)，输出分接触点8-1～8-m(m>1)，输入端口2和原边中性点4为变电器的一个原绕组的两个连接端口，输入端口连接输入电源导线。
升压自耦式变电器为升压自耦变压器结构，采用一个原绕组9，原边中性点和副边中性点短路，并连接在绕组的一端；输入端口2、内导体调压触点3、输出调压触点6连接在绕组的另一端；输入端口、内导体调压触点、输出调压触点为变压器同名端；输入端口2、n个内导体分接触点7-1～7-n、m个输出分接触点8-1～8-m分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输出分接触点8-1～8-m中，所有与副边中性点之间的线圈匝数大于输入端口与原边中性点之间的线圈匝数。
降压自耦式变电器为降压自耦变压器结构，采用一个绕组9，原边中性点4和副边中性点5短路，并连接在绕组的一端；输入端口2、内导体调压触点3、输出调压触点6连接在绕组的另一端；输入端口2、内导体调压触点3、输出调压触点6为变压器同名端；输入端口、内导体分接触点7-1～7-n、输出分接触点8-1～8-m分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；所有输出分接触点8-1～8-m与副边中性点之间的线圈匝数小于输入端口与原边中性点之间的线圈匝数。
双绕组变电器采用双绕组，由原绕组10和副绕组11两个绕组构成；输入端口2、内导体调压触点3、原边中性点4连接到原绕组10，原边中性点4连接到原绕组的一端，输入端口2、内导体调压触点3连接到原绕组10的另一端；输入端口、内导体分接触点7-1～7-n分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输出调压触点6和副边中性点5连接到副绕组11的两端；输出分接触点8-1～8-m分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输入端口2、内导体调压触点3、输出调压触点6为变压器同名端。三绕组变电器采用三绕组变压器，由两个原绕组和一个副绕组共三个绕组构成；输入端口2和输电中性点14构成其中的一个原绕组，称为输电绕组12；内导体调压触点3和内导体中性点15构成另一个原绕组，称为内导体绕组13；输电中性点14和内导体中性点15电路连接，并连接到原边中性点4；内导体分接触点7-1～7-n分别从内导体绕组13中引出不同的绕组匝数连接端口；输出调压触点6和副边中性点5连接到副绕组11的两端；输出分接触点8-1～8-m分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输入端口2、内导体调压触点3、输出调压触点6为变压器同名端。
内导体调压触点3由n个内导体分接触点7-1～7-n构成，n〉1，不同内导体分接触点与原边中性点之间的线圈匝数不同；每个内导体分接触点7-1～7-n分别与内导体分接开关17的分接选择触头一一连接连接；第一分接触点7-1与原边中性点之间的线圈匝数小于输入端口与原边中性点之间的线圈匝数；第一分接触点7-1与原边中性点之间的线圈匝数、第二分接触点7-2与原边中性点之间的线圈匝数、第三分接触点7-3与原边中性点之间的线圈匝数，……、末尾分接触点7-n与原边中性点之间的线圈匝数依次减少。
输出调压触点,6由m个输出分接触点8-1～8-m构成，m〉1，不同输出分接触点与副边中性点之间的线圈匝数不同；输出分接触点8-1～8-m与输出分接开关19的分接选择触头一一连接。m个分接触点与内导体分接开关连接；第一输出分接触点8-1与副边中性点5之间的线圈匝数、第二输出分接点8-2与副边中性点5之间的线圈匝数、第三输出分接触点8-3与副边中性点之间的线圈匝数、……末尾输出分接触点8-m与副边中性点之间的线圈匝数依次减少。内导体调压触点3带有n个内导体分接触点(n>1)，每个分接触点与内导体分接开关17连接。
参见附图12-14。单相分流器由分流控制器16，变电器主体1，内导体分接开关17，内导体控制电机18，输出分接开关19，输出控制电机20，外导体温度测量仪44构成，对外接口有：原边中性点4，副边中性点5，温度传感通信接口51，分流选通控制接口52，内导体电流控制接口53，输出调压控制接口54，三个连接端子：内导体连接端22、外导体连接端23、输出连接端24。
三相分流器对外接口有：A相外导体连接接口55A，B相外导体连接接口55B、C相外导体连接接口55C，A相内导体连接接口56A，B相内导体连接接口56B，C相内导体连接接口56C，A相输出接口57A，B相输出接口57B，C相输出接口57C。
所述分流控制器16由切换控制电机30、转动连接杆31、短路电刷32、外导体电阻37、内导体分接电阻38构成；分流控制器16是在切换控制电机30上连接转动连接杆31，切换控制电机30控制转动连接杆的31的转动，短路电刷32固定在转动连接杆一端，并与内导体输入端子29短路连接；分流控制器有三个连接端子：内导体输入端子29、外导体输出端子39、内导体分接端子40；内导体输入端子29与分流器内导体连接端22短路连接，外导体输出端子39与变电器输入端口2短路连接后，连接到外导体连接端23，内导体分接端子40与内导体分接开关17的输出端子连接。外导体触点33、外导体电阻触点34、内导体分接电阻触点35、输入分接触点36分布在切换控制电机30转轴为圆心，圆心到短路电刷32之间的距离为半径的圆上，外导体触点33、外导体电阻触点34、内导体分接电阻触点35、输入分接触点36等距分布，外导体触点33与外导体输出端子39短路连接，外导体电阻37连接在外导体电阻触点34与外导体输出端子39之间；输入分接触点36与内导体分接端子40短路连接，内导体分接电阻38连接在35内导体分接电阻触点35和内导体分接端子40之间；
分流控制器16在控制电机工作控制下；工作时，当转动连接杆按顺时针方向转动到不同角度时，依次完成短路电刷32如下短路方式：
1)短路电刷与外导体触点33短路；
2)短路电刷同时与外导体触点33和外导体电阻触点34短路；
3)短路电刷同时与外导体电阻触点34和内导体分接电阻触点35短路；
4)短路电刷同时与内导体分接电阻触点35和输入分接触点36短路；
5)短路电刷与输入分接触点36短路。
当切换控制电机顺时针方向旋转时，控制内导体输入端子29从与外导体触点33短路连接的方式切换到与输入分接触点36短路连接；当切换控制电机逆时针方向旋转时，控制内导体输入端子29从与输入分接触点36短路连接的方式切换到与外导体触点33短路连接。
本实施例中，外导体温度测量仪台湾衡欣AZ8857红外线测温仪。外导体温度测量仪通过温度传感通信接口与微处理器连接。输出分接开关、内导体分接开关采用贵州长征电气有限公司生产的ZVND有载分接开关。输出控制电机、内导体控制电机采用贵州长征电气有限公司生产的ZVND有载分接开关配套电动机构。微处理器选择美国德州仪器生产的集成电路TMS320F2812。
变电器各线圈匝比计算是变电器和三相分流器的设计的关键，确定匝比时，首先确定内导体的电流：
参见附图15.设自制热导线内导体直径为Dn，绝缘材料直径为Dj,自制热导线外导体直径为Dw；内导体电阻率为ρn，则自制热导线防冰融冰的基准电流I0为：
Figure GDA0002262769270000151
设通过内导体分接开关的控制，内导体流过的电流最小为基准电流的kmin倍，kmin<1，最大为基准电流的kmax倍,kmax>1，则内导体流过最小电流Imin为：
Imin＝kmin I0 (3-2)
内导体流过最大电流Imax为：
Imax＝kmax I0 (3-3)
通过内导体分接开关的控制，控制的内导体电流In(i)值如下式，式中，i＝1,2,3,……，n：
Figure GDA0002262769270000152
然后进行匝比计算：
设输电电源和用电负载之间的输电线长度为L，外导体电阻率为ρw，输送电流为Is，外导体连接端电压为Vin，输出连接端最大电压为Vmax，最小电压为Vmin，输入端口与原边中性点之间线圈匝数为N1，则：
内导体电阻Rn为,
Figure GDA0002262769270000161
外导体电阻为，
Figure GDA0002262769270000162
内导体分接触点(7-1～7-n)与原边中性点4之间线圈匝数为N(i),i＝1,2,3,…，n：
Figure GDA0002262769270000163
N(1)表示内导体第一分接触点(7-1)与原边中性点之间线圈匝数；
N(2)表示内导体第二分接触点(7-2)与原边中性点之间线圈匝数；
……
N(n)表示内导体第7-n分接触点(7-n)与原边中性点之间线圈匝数；
输出分接触点(8-1～8-m)与副边中性点之间线圈匝数N2(i),i＝1,2,3,…，m分别为：
Figure GDA0002262769270000164
参见附图16-19。防冰融冰时，微处理器65通过温度传感通信接口51，分流选通控制接口52、内导体电流控制接口53、输出调压控制接口54分别对A相分流器68、B相分流器69、C相分流器70进行控制，完成防冰融冰控制过程；
微处理器控制流程包括：主流程、单相分流器控制子程序、保温控制子程序、融冰控制子程序；在主流程中，微处理器对A相分流器68、B相分流器69、C相分流器70调用A相分流器控制子程序、B相分流器控制子程序、C相分流器控制子程序实施循环控制。
A相分流器控制子程序是指微处理器控制的分流控制器16、内导体分接开关17、外导体温度测量仪为A相分流器的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪44，控制流程为单相分流器控制子程序。
B相分流器控制子程序是指微处理器控制的分流控制器16、内导体分接开关17、外导体温度测量仪为B相分流器的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪44，控制流程为单相分流器控制子程序。
C相分流器控制子程序是指微处理器控制的分流控制器16、内导体分接开关17、外导体温度测量仪为C相分流器的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪44，控制流程为单相分流器控制子程序。
所述单相分流器控制子程序：
第一步 接收控制命令，进入第二步；
第二步 判断是否启动防冰融冰控制，是：运行第四步；否：运行第三步；
第三步分流控制器的内导体输入端子与外导体输出端子短路，进入第十步；
第四步 分流控制器的内导体输入端子与内导体分接端子短路；判断是否启动保温控制，是：进入第五步；否：进入第七步；
第五步 接收保温控制参数，进入第六步；
第六步 调用保温控制子程序，进入第十步；
第七步 判断是否启动融冰控制，是：进入第八步；否：进入第十步；
第八步 接收融冰控制参数，进入第九步；
第九步 调用融冰控制子程序，进入第十步；
第十步 返回调用程序；
所述保温控制子程序是：
第一步 设置外导体最高控制温度Tmax；设置外导体最低控制温度Tmin；设置升温初始时间ts；设置调温等待时间td；设置内导体分接触点初始位置，进入第二步；
第二步 内导体分接触点连接到内导体分接触点初始位置，进入第三步；
第三步 等待ts，进入第四步；
第四步 接收外导体温度测量仪测量温度值T，进入第五步；
第五步 判断T是否大于Tmax，是，进入第六步，否：进入第八步；
第六步 将内导体电流调低一档，进入第七步；
第七步 等待td，进入第十一步；
第八步 判断T是否小于Tmin，是，进入第九步，否，进入第十一步；
第九步 将内导体电流调高一档，进入第十步；
第十步 等待td，进入第十一步；
第十一步 返回主程序；
所述融冰控制子程序是：
第一步 设置外导体最高融冰温度TRmax；设置外导体最低融冰温度TRmin；设置融冰升温初始时间trs；设置融冰调温等待时间trd；设置内导体分接触点初始位置，进入第二步；
第二步 内导体分接触点连接到内导体分接触点初始位置，进入第三步；
第三步 等待trs，进入第四步；
第四步 接收外导体温度测量仪测量温度值T，进入第五步；
第五步 判断T是否大于TRmax，是，进入第六步，否：进入第八步；
第六步 将内导体电流调低一档，进入第七步；
第七步 等待trd，进入第十一步；
第八步 判断T是否小于TRmin，是，进入第九步，否：进入第十一步；
第九步 将内导体电流调高一档，进入第十步；
第十步 等待trd，进入第十一步；
第十一步 返回主程序。

Claims (9)

1.一种用于防冰融冰的站用无损三相分流器，输电线采用同轴电缆结构的自制热导线，其特征在于：三相分流器(61)按照A相、B相和C相三相分别安装在送端电源(63)和受端负载(62)之间；三相分流器由微处理器(65)和三个相同结构的单向分流器构成，三个单向分流器分别为：A相分流器、B相分流器、C相分流器；三个相同结构的单相分流器按一定的方式连接，构成三种不同结构的三相分流器；三相分流器在微处理器控制下工作；
单相分流器由分流控制器(16)，变电器主体(1)，内导体分接开关(17)，内导体控制电机(18)，输出分接开关(19)，输出控制电机(20)，外导体温度测量仪(44)构成，对外接口有：原边中性点(4)，副边中性点(5)，温度传感通信接口(51)，分流选通控制接口(52)，内导体电流控制接口(53)，输出调压控制接口(54)，以及三个连接端子：内导体连接端(22)、外导体连接端(23)、输出连接端(24)；
三相分流器对外接口有：A相外导体连接接口(55A)，B相外导体连接接口(55B)、C相外导体连接接口(55C)，A相内导体连接接口(56A)，B相内导体连接接口(56B)，C相内导体连接接口(56C)，A相输出接口(57A)，B相输出接口(57B)，C相输出接口(57C)；
所述三种不同结构的三相分流器分别是双星型结构，星型三角结构，三角星型结构；双星型结构适用于由单相分流器分别为升压自耦式变电器主体、降压自耦式变电器主体、双绕组变电器主体、三绕组变电器主体构成的三相分流器；星型三角结构适用于由单相分流器分别为双绕组变电器主体、三绕组变电器主体构成的三相分流器；三角星型结构适合于由单相分流器分别为双绕组变电器主体、三绕组变电器主体构成的三相分流器；
所述变电器主体(1)是变压器，含两个原绕组(10)，一个副绕组(11)；变电器主体(1)结构分为：升压自耦式变电结构，降压自耦式变电结构，双绕组变电结构，三绕组变电结构，不同结构的变电器主体(1)分别称为升压自耦式变电器主体，降压自耦式变电器主体，双绕组变电器主体，三绕组变电器主体；
所述分流控制器(16)是在切换控制电机(30)上连接转动连接杆(31)，切换控制电机(30)控制转动连接杆(31)的转动，短路电刷(32)固定在转动连接杆一端，并与内导体输入端子短路连接；分流控制器有三个连接端子：内导体输入端子(29)、外导体输出端子(39)、内导体分接端子(40)；内导体输入端子(29)与分流器内导体连接端(22)短路连接，外导体输出端子(39)与变电器主体(1)输入端口(2)短路连接后，连接到外导体连接端(23)，内导体分接端子(40)与内导体分接开关(17)的输出端子连接。
2.如权利要求1所述的用于防冰融冰的站用无损三相分流器，其特征在于：三相分流器(61)按照如下方式安装在送端电源(63)和受端负载(62)之间：
A相自制热导线(58A)靠近送端电源(63)一侧，A相自制热导线内导体(60A)和A相自制热导线外导体(59A)短路连接后，与送端电源A相连接；靠近三相分流器一侧，A相自制热导线内导体(60A)与三相分流器A相内导体连接接口(56A)短路连接，A相自制热导线外导体(59A)与三相分流器A相外导体连接接口(55A)短路连接；三相分流器A相输出接口(57A)与受端负载A相之间通过常规输电导线短路连接；
B相自制热导线(58B)靠近送端电源(63)一侧，B相自制热导线内导体(60B)和B相自制热导线外导体(59B)短路连接后，与送端电源(63)B相连接；靠近三相分流器一侧，B相自制热导线内导体(60B)与三相分流器B相内导体连接接口(56B)短路连接，B相自制热导线外导体(59B)与三相分流器B相外导体连接接口(55B)短路连接；三相分流器B相输出接口(57B)与受端负载(62)B相之间通过常规输电导线短路连接；
C相自制热导线(58C)靠近送端电源(63)一侧，C相自制热导线内导体(60C)和C相自制热导线外导体(59C)短路连接后，与送端电源(63)C相连接；靠近三相分流器一侧，C相自制热导线内导体(60C)与三相分流器C相内导体连接接口(56C)短路连接，C相自制热导线外导体(59C)与三相分流器C相外导体连接接口(55C)短路连接；三相分流器C相输出接口(57C)与受端负载C相之间通过常规输电导线短路连接。
3.如权利要求1所述的用于防冰融冰的站用无损三相分流器，其特征在于：所述双星型结构的三相分流器，三个单向分流器A相分流器(68)、B相分流器(69)、C相分流器(70)连接关系为：
A相分流器(68)的外导体连接端(23)连接到三相分流器的A相外导体连接接口(55A)，A相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的A相内导体连接接口(56A)，A相分流器的输出连接端(24)连接到三相分流器的A相输出接口(57A)；A相分流器的温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)均连接到微处理器(65)，微处理器(65)通过温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)控制A相分流器的工作方式；
B相分流器(69)的外导体连接端连接到三相分流器的B相外导体连接接口(55B)，B相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的B相内导体连接接口(56B)，B相分流器的输出连接端连接到三相分流器的B相输出接口(57B)；B相分流器的温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)均连接到微处理器(65)，微处理器(65)通过温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)控制B相分流器的工作方式；
C相分流器(70)的外导体连接端连接到三相分流器的C相外导体连接接口(55C)，C相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的C相内导体连接接口(56C)，C相分流器的输出连接端连接到三相分流器的C相输出接口(57C)；C相分流器的温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)均连接到微处理器(65)，微处理器(65)通过温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)控制C相分流器的工作方式；
A相分流器(68)、B相分流器(69)、C相分流器(70)的原边中性点(4)短路连接，组成原边三相中性点(66)；原边三相中性点(66)接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种；
A相分流器、B相分流器、C相分流器的副边中性点(5)短路连接，组成副边三相中性点(67)；副边三相中性点(67)接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种；
所述星型三角结构的三相分流器，三个单向分流器的连接关系是：
A相分流器的外导体连接端连接到三相分流器的A相外导体连接接口(55A)，A相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的A相内导体连接接口(56A)，A相分流器的输出连接端连接到三相分流器的A相输出接口(57A)；A相分流器的温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)均连接到微处理器，微处理器通过温度传感通信接口、分流选通控制接口、内导体电流控制接口、输出调压控制接口控制A相分流器的工作方式；
B相分流器(69)的外导体连接端连接到三相分流器的B相外导体连接接口(55B)，B相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的B相内导体连接接口(56B)，B相分流器的输出连接端连接到三相分流器的B相输出接口(57B)；B相分流器的温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)均连接到微处理器(65)，微处理器(65)通过温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)控制B相分流器的工作方式；
C相分流器(70)的外导体连接端连接到三相分流器的C相外导体连接接口(55C)，C相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的C相内导体连接接口(56C)，C相分流器的输出连接端连接到三相分流器的C相输出接口(57C)；C相分流器的温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)均连接到微处理器(65)，微处理器(65)通过温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)控制C相分流器的工作方式；
A相分流器(68)、B相分流器(69)、C相分流器(70)的原边中性点(4)短路连接，组成原边三相中性点(66)；原边三相中性点(66)接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种；
A相分流器副边中性点(5)短路连接到C相分流器的输出连接端，B相分流器副边中性点(5)短路连接到A相分流器的输出连接端；C相分流器副边中性点(5)短路连接到B相分流器的输出连接端。
4.如权利要求1所述的用于防冰融冰的站用无损三相分流器，其特征在于：所述三角星型结构的三相分流器，三个单向分流器的连接关系是：
A相分流器(68)的外导体连接端连接到三相分流器的A相外导体连接接口(55A)，A相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的A相内导体连接接口(56A)，A相分流器的输出连接端连接到三相分流器的A相输出接口(57A)；A相分流器的温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)均连接到微处理器(65)，微处理器(65)通过温度传感通信接口(51)，分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)控制A相分流器的工作方式；
B相分流器(69)的外导体连接端连接到三相分流器的B相外导体连接接口(55B)，B相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的B相内导体连接接口(56B)，B相分流器的输出连接端连接到三相分流器的B相输出接口(57B)；B相分流器的温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)均连接到微处理器(65)，微处理器(65)通过温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)控制B相分流器的工作方式；
C相分流器(70)的外导体连接端连接到三相分流器的C相外导体连接接口(55C)，C相分流器的内导体连接端连接到三相分流器的C相内导体连接接口(56C)，C相分流器的输出连接端连接到三相分流器的C相输出接口(57C)；C相分流器的温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)均连接到微处理器(65)，微处理器(65)通过温度传感通信接口(51)、分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)控制C相分流器的工作方式；
A相分流器(68)的原边中性点(4)与C相分流器的外导体连接端短路连接，B相分流器的原边中性点(4)与A相分流器的外导体连接端短路连接，C相分流器的原边中性点(4)与B相分流器的外导体连接端短路连接；
A相分流器(68)、B相分流器(69)、C相分流器(70)的副边中性点(5)短路连接，组成副边三相中性点(67)；副边三相中性点(67)接地方式选择不接地或直接接地或通过电阻接地或通过消弧线圈接地方式中的一种。
5.如权利要求1所述的用于防冰融冰的站用无损三相分流器，其特征在于：所述变电器主体(1)的对外连接接口含输入端口(2)，内导体调压触点(3)，原边中性点(4)，副边中性点(5)，输出调压触点(6)，内导体分接触点(7-1～7-n)(n>1)，输出分接触点(8-1～8-m)(m>1)，输入端口(2)和原边中性点(4)为变电器主体(1)的一个原绕组(10)的两个连接端口，输入端口(2)连接到外导体连接端(23)；
所述升压自耦式变电器主体为升压自耦变压器结构，采用一个原绕组(10)，原边中性点(4)和副边中性点(5)短路，并连接在绕组的一端；输入端口(2)、内导体调压触点(3)、输出调压触点(6)连接在绕组的另一端；输入端口(2)、内导体调压触点(3)、输出调压触点(6)为变压器同名端；输入端口(2)、内导体分接触点(7-1～7-n)、输出分接触点(8-1～8-m)分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；所有输出分接触点(8-1～8-m)与副边中性点(5)之间的线圈匝数大于输入端口(2)与原边中性点(4)之间的线圈匝数；
所述降压自耦式变电器主体为降压自耦变压器结构，采用一个原绕组(10)，原边中性点(4)和副边中性点(5)短路，并连接在绕组的一端；输入端口(2)、内导体调压触点(3)、输出调压触点(6)连接在绕组的另一端；输入端口(2)、内导体调压触点(3)、输出调压触点(6)为变压器同名端；输入端口(2)、内导体分接触点(7-1～7-n)、输出分接触点(8-1～8-m)分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；所有输出分接触点(8-1～8-m)与副边中性点(5)之间的线圈匝数小于输入端口(2)与原边中性点(4)之间的线圈匝数；
所述双绕组变电器主体采用双绕组变压器结构，由原绕组(10)和副绕组(11)两个绕组构成；输入端口(2)、内导体调压触点(3)、原边中性点(4)连接到原绕组(10)，原边中性点(4)连接到原绕组的一端，输入端口(2)、内导体调压触点(3)连接到原绕组(10)的另一端；输入端口(2)、内导体分接触点(7-1～7-n)分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输出调压触点(6)和副边中性点(5)连接到副绕组(11)的两端；输出分接触点(8-1～8-m)分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输入端口(2)、内导体调压触点(3)、输出调压触点(6)为变压器同名端；
所述三绕组变电器主体采用三绕组变压器结构，由两个原绕组和一个副绕组共三个绕组构成；输入端口(2)和输电中性点(14)构成其中的一个原绕组，称为输电绕组(12)；内导体调压触点(3)和内导体中性点(15)构成另一个原绕组，称为内导体绕组(13)；输电中性点(14)和内导体中性点(15)电路连接，并连接到原边中性点(4)；内导体分接触点(7-1～7-n)分别从内导体绕组(13)中引出不同的绕组匝数连接端口；输出调压触点(6)和副边中性点(5)连接到副绕组(11)的两端；输出分接触点(8-1～8-m)分别从绕组中引出不同的绕组匝数连接端口；输入端口(2)、内导体调压触点(3)、输出调压触点(6)为变压器同名端。
6.如权利要求5所述的用于防冰融冰的站用无损三相分流器，其特征在于：所述内导体调压触点(3)由多个内导体分接触点(7-1～7-n)构成，不同内导体分接触点与原边中性点(4)之间的线圈匝数不同；每个内导体分接触点(7-1～7-n)分别与内导体分接开关(17)的分接选择触头一一连接；第一分接触点(7-1)与原边中性点(4)之间的线圈匝数小于输入端口(2)与原边中性点(4)之间的线圈匝数；第一分接触点(7-1)与原边中性点(4)之间的线圈匝数、第二分接触点(7-2)与原边中性点(4)之间的线圈匝数、第三分接触点(7-3)与原边中性点(4)之间的线圈匝数，……、末尾分接触点(7-n)与原边中性点(4)之间的线圈匝数依次减少；
输出调压触点(6)由m个输出分接触点(8-1～8-m)构成，不同输出分接触点与副边中性点(5)之间的线圈匝数不同；输出分接触点(8-1～8-m)与输出分接开关(19)的分接选择触头一一连接；第一输出分接触点(8-1)与副边中性点(5)之间的线圈匝数、第二输出分接触点(8-2)与副边中性点(5)之间的线圈匝数、第三输出分接触点(8-3)与副边中性点(5)之间的线圈匝数、……末尾输出分接触点(8-m)与副边中性点(5)之间的线圈匝数依次减少。
7.如权利要求1所述的用于防冰融冰的站用无损三相分流器，其特征在于：所述分流控制器(16)由切换控制电机(30)、转动连接杆(31)、短路电刷(32)、外导体电阻(37)、内导体分接电阻(38)构成；分流控制器(16)是在切换控制电机(30)上连接转动连接杆(31)，切换控制电机(30)控制转动连接杆的(31)的转动，短路电刷(32)固定在转动连接杆一端，并与内导体输入端子(29)短路连接；分流控制器有三个连接端子：内导体输入端子(29)、外导体输出端子(39)、内导体分接端子(40)；内导体输入端子(29)与分流器内导体连接端(22)短路连接，外导体输出端子(39)与变电器主体(1)输入端口(2)短路连接后，连接到外导体连接端(23)，内导体分接端子(40)与内导体分接开关(17)的输出端子连接；外导体触点(33)、外导体电阻触点(34)、内导体分接电阻触点(35)、输入分接触点(36)分布在切换控制电机(30)转轴为圆心，圆心到短路电刷(32)之间的距离为半径的圆上，外导体触点(33)、外导体电阻触点(34)、内导体分接电阻触点(35)、输入分接触点(36)等距分布，外导体触点(33)与外导体输出端子(39)短路连接，外导体电阻(37)连接在外导体电阻触点(34)与外导体输出端子(39)之间；输入分接触点(36)与内导体分接端子(40)短路连接，内导体分接电阻(38)连接在35内导体分接电阻触点(35)和内导体分接端子(40)之间；
分流控制器(16)在控制电机工作控制下，当转动连接杆按顺时针方向转动到不同角度时，依次完成短路电刷(32)如下短路方式：
1)短路电刷与外导体触点(33)短路；
2)短路电刷同时与外导体触点(33)和外导体电阻触点(34)短路；
3)短路电刷同时与外导体电阻触点(34)和内导体分接电阻触点(35)短路；
4)短路电刷同时与内导体分接电阻触点(35)和输入分接触点(36)短路；
5)短路电刷与输入分接触点(36)短路；
当切换控制电机顺时针方向旋转时，控制内导体输入端子(29)从与外导体触点(33)短路连接的方式切换到与输入分接触点(36)短路连接；当切换控制电机逆时针方向旋转时，控制内导体输入端子(29)从与输入分接触点(36)短路连接的方式切换到与外导体触点(33)短路连接。
8.一种采用如权利要求1所述的用于防冰融冰的站用无损三相分流器的设计和控制方法，其特征在于：变电器主体(1)各线圈匝比计算是变电器主体(1)和三相分流器的设计的关键，确定匝比时，首先确定内导体的电流：
设自制热导线内导体直径为Dn，绝缘材料直径为Dj,自制热导线外导体直径为Dw；内导体电阻率为ρn，则自制热导线防冰融冰的基准电流I0为：
Figure FDA0002262769260000081
设通过内导体分接开关的控制，内导体流过的电流最小为基准电流的kmin倍，kmin<1，最大为基准电流的kmax倍,kmax>1，则内导体流过最小电流Imin为：
Imin＝kmin I0 (3-2)
内导体流过最大电流Imax为：
Imax＝kmax I0 (3-3)
通过内导体分接开关的控制，控制的内导体电流In(i)值如下式，式中，i＝1,2,3,……，n：
Figure FDA0002262769260000091
然后进行匝比计算：
设输电电源和用电负载之间的输电线长度为L，外导体电阻率为ρw，输送电流为Is，外导体连接端电压为Vin，输出连接端最大电压为Vmax，最小电压为Vmin，输入端口与原边中性点(4)之间线圈匝数为N1，则：
内导体电阻Rn为,
外导体电阻Rw为，
Figure FDA0002262769260000093
内导体分接触点(7-1～7-n)与原边中性点(4)4之间线圈匝数为N(i),i＝1,2,3,…，n：
Figure FDA0002262769260000094
N(1)表示内导体第一分接触点(7-1)与原边中性点(4)之间线圈匝数；
N(2)表示内导体第二分接触点(7-2)与原边中性点(4)之间线圈匝数；
……
N(n)表示内导体第7-n分接触点(7-n)与原边中性点(4)之间线圈匝数；
通过控制与内导体连接端(22)短路连接的内导体分接触点(7-1～7-n)，控制内导体流过的电流：内导体第一分接触点(7-1)与内导体连接端(22)短路连接时，内导体流过的电流最小，内导体第二分接触点(7-2)与内导体连接端(22)短路连接、内导体第三分接触点(7-3)与内导体连接端短路连接……内导体第7-n分接触点(7-n)与内导体连接端短路连接时，内导体流过的电流依次增加，内导体第n分接触点(7-n)与内导体连接端短路连接时，内导体流过的电流最大；
输出分接触点(8-1～8-m)与副边中性点(5)之间线圈匝数N2(i),i＝1,2,3,…，m分别为：
Figure FDA0002262769260000101
9.如权利要求8所述的用于防冰融冰的站用无损三相分流器的设计和控制方法，其特征在于：防冰融冰时，微处理器(65)通过温度传感通信接口(51)，分流选通控制接口(52)、内导体电流控制接口(53)、输出调压控制接口(54)分别对A相分流器(68)、B相分流器(69)、C相分流器(70)进行控制，完成防冰融冰控制过程；
微处理器控制流程包括：主流程、单相分流器控制子程序、保温控制子程序、融冰控制子程序；在主流程中，微处理器对A相分流器(68)、B相分流器(69)、C相分流器(70)循环调用A相分流器控制子程序、B相分流器控制子程序、C相分流器控制子程序；
A相分流器控制子程序是指微处理器控制的分流控制器(16)、内导体分接开关(17)、外导体温度测量仪为A相分流器的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪，控制流程为单相分流器控制子程序；
B相分流器控制子程序是指微处理器控制的分流控制器(16)、内导体分接开关(17)、外导体温度测量仪为B相分流器的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪，控制流程为单相分流器控制子程序；
C相分流器控制子程序是指微处理器控制的分流控制器(16)、内导体分接开关(17)、外导体温度测量仪为C相分流器的分流控制器、内导体分接开关、外导体温度测量仪，控制流程为单相分流器控制子程序；
所述单相分流器控制子程序：
第一步 接收控制命令，进入第二步；
第二步 判断是否启动防冰融冰控制，是：运行第四步；否：运行第三步；
第三步分流控制器的内导体输入端子与外导体输出端子短路，进入第十步；
第四步 分流控制器的内导体输入端子与内导体分接端子短路；判断是否启动保温控制，是：进入第五步；否：进入第七步；
第五步 接收保温控制参数，进入第六步；
第六步 调用保温控制子程序，进入第十步；
第七步 判断是否启动融冰控制，是：进入第八步；否：进入第十步；
第八步 接收融冰控制参数，进入第九步；
第九步 调用融冰控制子程序，进入第十步；
第十步 返回调用程序；
所述保温控制子程序是：
第一步 设置外导体最高控制温度Tmax；设置外导体最低控制温度Tmin；设置升温初始时间ts；设置调温等待时间td；设置内导体分接触点(7-1～7-n)初始位置，进入第二步；
第二步 内导体分接触点(7-1～7-n)连接到内导体分接触点(7-1～7-n)初始位置，进入第三步；
第三步 等待ts，进入第四步；
第四步 接收外导体温度测量仪测量温度值T，进入第五步；
第五步 判断T是否大于Tmax，是，进入第六步，否：进入第八步；
第六步 将内导体电流调低一档，进入第七步；
第七步 等待td，进入第十一步；
第八步 判断T是否小于Tmin，是，进入第九步，否，进入第十一步；
第九步 将内导体电流调高一档，进入第十步；
第十步 等待td，进入第十一步；
第十一步 返回主程序；
所述融冰控制子程序是：
第一步 设置外导体最高融冰温度TRmax；设置外导体最低融冰温度TRmin；设置融冰升温初始时间trs；设置融冰调温等待时间trd；设置内导体分接触点初始位置，进入第二步；
第二步 内导体分接触点连接到内导体分接触点初始位置，进入第三步；
第三步 等待trs，进入第四步；
第四步 接收外导体温度测量仪测量温度值T，进入第五步；
第五步 判断T是否大于TRmax，是，进入第六步，否：进入第八步；
第六步 将内导体电流调低一档，进入第七步；
第七步 等待trd，进入第十一步；
第八步 判断T是否小于TRmin，是，进入第九步，否：进入第十一步；
第九步 将内导体电流调高一档，进入第十步；
第十步 等待trd，进入第十一步；
第十一步 返回主程序。
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