一種輸電線路帶電分段直流融冰方法技術

本發明專利技術屬于電力系統帶負荷融冰技術領域，涉及運用分裂導線進行高壓/超高壓輸電線路分段直流融冰的方法和裝置。該方法適用于采用分裂導線架設的交流和直流輸電線路，利用高壓/超高壓交流和直流輸電線路采用分裂導線架設的特點，即每一相線路由二根、四根或六根子導線構成二分裂、四分裂或六分裂輸電線路，外加兩根短接棒和一臺直流融冰電源構成分段直流融冰回路的原理，利用該回路的直流電流發熱來加熱所需融冰段的輸電線路，從而達到融冰的目的。本發明專利技術可以進行單相線路單獨分段帶負荷融冰（或帶電分段融冰），也可實現三相線路同時分段帶負荷融冰；融冰距離可以任意調節，不需要建立固定的融冰站。帶電融冰時，融冰段內的直流電流只會在融冰回路內流動，不會流出融冰回路外部，對整個融冰線路段的交流工作電壓和電流不產生任何不利影響，可保障融冰線路的安全穩定運行。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術屬于電力系統帶負荷融冰
，涉及運用分裂導線進行高壓/超高壓輸電線路分段直流融冰的方法和裝置。該方法適用于采用分裂導線架設的交流和直流輸電線路，利用高壓/超高壓交流和直流輸電線路采用分裂導線架設的特點，即每一相線路由二根、四根或六根子導線構成二分裂、四分裂或六分裂輸電線路，外加兩根短接棒和一臺直流融冰電源構成分段直流融冰回路的原理，利用該回路的直流電流發熱來加熱所需融冰段的輸電線路，從而達到融冰的目的。本專利技術可以進行單相線路單獨分段帶負荷融冰（或帶電分段融冰），也可實現三相線路同時分段帶負荷融冰；融冰距離可以任意調節，不需要建立固定的融冰站。帶電融冰時，融冰段內的直流電流只會在融冰回路內流動，不會流出融冰回路外部，對整個融冰線路段的交流工作電壓和電流不產生任何不利影響，可保障融冰線路的安全穩定運行?！緦＠f明】
本專利技術屬于電力系統帶電融冰
，涉及輸電線路融冰的方法和與該方法相對應的裝置。
技術介紹
近年來，受全球極端氣候頻繁的影響，電網覆冰災害呈增多加劇的趨勢。我國疆域遼闊，一旦輸電線路因覆冰嚴重，將引起重大的電力設備故障，造成大面積的停電。輸電線路在覆冰的情況下負荷加重，考慮到冬季伴隨有大風，在風速的影響下超出標準載荷的輸電線路出現舞動會帶來一些破性的影響，例如桿塔的倒塌，輸電線路的斷線等惡劣的現象。如果事故發生在荒郊野外，大雪封山或者公路冰封，搶修異常困難，造成長時間的停電，對國民經濟產生重大損失。而對超高壓和輸電線路采取有效及時的融冰是減少輸電線路故障，確保電力系統穩定運行的有效途徑。目前關于輸電線路融冰的方法很多，我國南方電網對輸電線路的融冰方法大體上分為三類:交流三相短路融冰法，利用直流加熱輸電線路融冰法和過電流融冰法。這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對系統的沖擊較大可能引起系統不穩定，直流加熱輸電線路的方法可能引入諧波電壓致使電壓發生畸變，會使用戶端出現嚴重的電壓偏壓的現象，過電流融冰也僅僅適合短距離的輸電線路融冰。傳統融冰方案最大的局限性問題在于，輸電線路整個融冰過程需要停電作業，無法滿足重要用戶的供電可靠性；而現有的帶負荷融冰方案也因無法實現融冰電流的連續可調性而存在較大的局限性。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，針對目前已有輸電線路融冰方案的局限性，提出了一種利用高壓/超高壓輸電線路的分裂導線，短接棒與直流融冰電源構成的輸電線路帶電分段直流融冰的方法，該方法進行輸電線路分段帶負荷融冰時，融冰段內的融冰電流由交流負荷電流和直流融冰電流兩部分構成，充分利用負荷電流對融冰的影響，從而可以減少融冰裝置中直流融冰電源的容量，使整個融冰裝置的安裝，運輸更加簡便；此外，與現有帶負荷融冰方法相比，本方法可實現融冰電流的連續可調，保證線路快速安全融冰。該方法彌補了現有融冰方法的諸多局限性，屬于目前眾多融冰方法的一種有效補充，它的實施將具有十分深遠的社會價值和工程實踐價值。本專利技術所述問題是通過以下技術方案實現的。根據災情確定融冰距離，確定是單相融冰還是三相同時融冰。根據融冰距離及其分裂導線的型號計算所選融冰回路的阻值，搭建融冰回路；通過調節直流融冰電源輸出功率的大小，達到輸電線路快速、有效融冰。利用ATP-EMTP軟件對融冰段進線仿真，確定融冰直流設備所需的有功功率，根據功率的大小選擇直流融冰電源。如果需要小功率的直流融冰電源則首選直流發電機；如果需要大功率的直流融冰電源則首選三相橋式全控整流裝置，直接在融冰線路上取電，經變壓器降壓后送入整流設備獲得直流電源。下面結合附圖對本專利技術進一步說明。圖1為本專利技術的融冰回路構成原理圖。圖2為本專利技術中直流融冰電源原理圖，其中圖2 Ca)為三相橋式全控整流裝置獲取直流電源，圖2 (b)為利用直流發電機獲取直流電源。圖3為本專利技術中運用分裂導線的輸電線路分段直流融冰的仿真圖。圖4為帶負荷融冰時變電站龍門架出線端的三相電壓波形，該處的電壓沒有發生偏移說明融冰回路內部的直流融冰電流對母線上的電能沒有影響。圖5為帶負荷融冰時融冰段內的電壓波形。圖6為帶負荷融冰時融冰段內的電流波形。圖7為帶負荷融冰時融冰段外(此處取負載端)的電流波形。圖8為帶負荷融冰時融冰電源出線上的電流波形與短路棒I上的電流波形對比圖。圖8說明融冰回路內部的直流融冰電流不會流出融冰回路以外，如圖4和圖5說明融冰回路內部的直流融冰電流只會使融冰回路內部的電壓電流抬高，圖8說明帶負荷融冰過程對用戶的電能質量內有影響，綜上所述，本專利技術可以保證輸電線路在融冰過程中安全穩定運行?！揪唧w實施方式】圖3為運用分裂導線的高壓和超高壓輸電線路的分段直流融冰的仿真圖，仿真圖是以運用二分裂的220kV輸電線路為模型建立的。進行融冰時，首先根據線路覆冰情況確定融冰距離，如圖1所示，AF=BE它代表融冰距離，其中AB和CD為兩根短路棒，它是用良導體制成的金屬棒，它和輸電線路及其直流融冰電源一起構成D-A-B-C-D和D-F-E-C-D兩個直流回路，圖1中所不的是以C相為例進行單相線路的融冰原理圖，也可以根據三相輸電線路的覆冰情況不同，實現三相輸電線路的同時融冰，其實現方法是利用三套直流融冰裝置，其實施過程與上述單相融冰類似，利用三套融冰裝置分別對輸電線路A、B、C三相線路同時進行融冰。其次，根據融冰線路的型號和融冰線路的長度，通過調節融冰電源輸出的功率，實現融冰電流的調節，以滿足線路融冰的需要。對直流發電機可采取調節其輸出功率實現，對三相整流橋，可以通過改變可控硅的觸發角調節融冰電源的輸出功率，實現融冰電流的調節?！局鳈囗棥?.對于運用分裂導線的高壓/超高壓輸電線路分段帶負荷直流融冰方法包括以下步驟: 1)對運用分裂導線的高壓/超高壓交、直流輸電線路，根據線路覆冰情況，確定融冰距離，融冰距離通過調節二根短接棒的安裝位置實現； 2)根據融冰距離及其分裂導線的型號計算出所選融冰回路的阻值，搭建融冰電路進行線路融冰；融冰電流的大小可通過調節直流電源的輸出功率達到快速融冰的目的； 3)直流融冰電源為車載式直流發電機或三相橋式半控(或全控)硅整流裝置；如果融冰所需功率不大，融冰電源采用適當功率的直流發電機；如果融冰所需功率較大，則直流融冰電源首選三相半控(或全控)橋式硅整流裝置，三相半控(或全控)橋式硅整流裝置由降壓變壓器、對地絕緣的升壓變壓器和三相半控(或全控)橋式硅整流電路共同構成，裝置的供電可直接在融冰回路短接棒以外的輸電線路上取電，經兩臺變壓器變壓和隔離后送入整流設備，獲得直流電源進行融冰。2.根據權利要求1所述的運用分裂導線的高壓/超高壓輸電線路分段融冰方法和裝置，其特征在于:所述步驟I)可以根據線路覆冰的嚴重程度進行分段融冰，對所選的融冰段而言又可以根據覆冰情況，優先對災情較重的某一相進行優先融冰，也可以三相同時融冰。3.根據權利要求1所述的運用分裂導線的高壓/超高壓輸電線路分段融冰方法和裝置，其特征在于:所述步驟2)確定臨界電流和最大融冰電流，不僅能滿足線路快速、有效的融冰的融冰電源的功率需求，也能確保融冰電流不影響輸電線路的正常運行。4.根據權利要求1所述的運用分裂導線的高壓/超高壓輸電線路分段融冰方法和裝置，其特征在于:所述步驟2)搭建融冰回路是本發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
對于運用分裂導線的高壓/超高壓輸電線路分段帶負荷直流融冰方法包括以下步驟：1）對運用分裂導線的高壓/超高壓交、直流輸電線路，根據線路覆冰情況，確定融冰距離，融冰距離通過調節二根短接棒的安裝位置實現；2）根據融冰距離及其分裂導線的型號計算出所選融冰回路的阻值，搭建融冰電路進行線路融冰；融冰電流的大小可通過調節直流電源的輸出功率達到快速融冰的目的；3）直流融冰電源為車載式直流發電機或三相橋式半控（或全控）硅整流裝置；如果融冰所需功率不大，融冰電源采用適當功率的直流發電機；如果融冰所需功率較大，則直流融冰電源首選三相半控（或全控）橋式硅整流裝置，三相半控（或全控）橋式硅整流裝置由降壓變壓器、對地絕緣的升壓變壓器和三相半控（或全控）橋式硅整流電路共同構成，裝置的供電可直接在融冰回路短接棒以外的輸電線路上取電，經兩臺變壓器變壓和隔離后送入整流設備，獲得直流電源進行融冰。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅日成，鄒德華，劉化交，
申請(專利權)人：羅日成，
類型：發明
國別省市：湖南;43