[發(fā)明專利]直流融冰三相交流線路自動切換的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910025722.1
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101505043A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田杰;張翔;傅闖;陳松林;鄭玉平;李九虎;趙立進(jìn);許樹楷;馬小紅
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)技術(shù)研究中心;南京南瑞繼保電氣有限公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 湯志武;王鵬翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流融冰三相交流線路自動切換的方法和及應(yīng)用該方法的裝置。

背景技術(shù)

輸電線路在冬季覆冰嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。由于導(dǎo)線上增加了冰載荷，對導(dǎo)線、鐵塔和金具都會帶來一定的機(jī)械損壞，覆冰嚴(yán)重時會斷線、倒桿塔，導(dǎo)致大面積停電事故，對國民經(jīng)濟(jì)造成重大損失。

國內(nèi)外研究融冰的幾種思路為：將電能轉(zhuǎn)化為熱能融冰；將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能以破壞輸電線上的覆冰的物理結(jié)構(gòu)，達(dá)到使覆冰脫落的目的；直接破壞物理結(jié)構(gòu)的機(jī)械法除冰。1998年美加冰災(zāi)后，國際上非常重視防冰、抗冰和融冰技術(shù)的研究，但都沒有進(jìn)入實(shí)用階段。

我國自上世紀(jì)70年代以來就一直在220kV以下線路上采用交流短路方法對嚴(yán)重覆冰線路進(jìn)行融冰，對防止冰災(zāi)起到了較好的作用。由于交流融冰需要很高的熱量，且交流線路存在電抗，致使220kV及以下線路融冰時要求的融冰電源容量是線路實(shí)際融冰功率的5～10倍；對于500kV以上超高壓和特高壓交流輸電線路融冰時要求的融冰電源容量是線路實(shí)際融冰功率的10～20倍。在實(shí)施交流電流短路融冰時往往存在融冰電源容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足的問題。因此，對于500kV或更高電壓等級輸電線來說，由于難以找到滿足要求的融冰電源，采用交流短路融冰方案不可行。

直流融冰裝置采用可控硅(晶閘管)整流方式，將交流電流轉(zhuǎn)化為直流電流，注入交流導(dǎo)線，利用直流電流在導(dǎo)線電阻中產(chǎn)生熱量使覆冰融化。直流融冰是廣泛適應(yīng)于大型電網(wǎng)各個電壓等級的高壓輸電線路的最為有效和可行的融冰手段。

由于交流短路融冰法的局限，國際上自上世紀(jì)80年代開始就一直在探討直流融冰的可能和開發(fā)直流融冰裝置。與傳統(tǒng)的三相交流短路融冰方法相比，直流融冰技術(shù)也是利用短路電流融冰方法，但融冰電流為直流，其電源由系統(tǒng)主變低壓側(cè)提供。該方法下線路等效阻抗主要取決于線路電阻參數(shù)，遠(yuǎn)小于交流短路融冰時線路阻抗，對融冰電源容量要求低。通過大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)采用直流融冰是一種切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)有效的防止冰災(zāi)事故發(fā)生的技術(shù)方法和措施。國外已經(jīng)開始進(jìn)行相關(guān)裝置的研制。

對交流線路實(shí)施融冰時，直流融冰裝置輸出的兩相直流母線(正、負(fù)極)分別需要連接到三相交流線路。無論是連接三相交流線路的兩相導(dǎo)線進(jìn)行融冰，還是交流一相導(dǎo)線連接正極(或負(fù)極)，另外二相導(dǎo)線并聯(lián)連接負(fù)極(或正極)，由于融冰過程中，流過三相導(dǎo)線的電流不一致，可造成三相導(dǎo)線融冰程度不均衡并引起桿塔損壞及故障；同時如果融冰過程中需要人工改接線對交流線路的其他相導(dǎo)線進(jìn)行融冰，現(xiàn)場工作量很大。

此外融冰過程中，三相線路需要進(jìn)行均衡融冰。當(dāng)交流線路三相導(dǎo)線不均衡融冰，會產(chǎn)生張力差，使塔橫擔(dān)扭轉(zhuǎn)和變形，還會導(dǎo)致線間電氣間隙減小，嚴(yán)重時可造成桿塔倒桿的機(jī)械及電氣事故。

1998年的北美冰風(fēng)暴災(zāi)難后，魁北克水電公司考和AREVA公司合作，投入2500萬歐元開發(fā)了一套高壓直流融冰裝置，該裝置裝設(shè)于魁北克的Lévis變電站。但是到目前為止，該裝置還沒有完成現(xiàn)場調(diào)試。參考文獻(xiàn)[1]和[2]公開的AREVA的融冰方案中，只給出主回路接線圖，并沒有給出未見采用直流融冰三相交流線路自動切換方法。另外參考文獻(xiàn)[3]，雖然公開了兩種直流融冰進(jìn)行均衡融冰的兩種方法，但是并沒有公開自動控制裝置實(shí)現(xiàn)自動切換時的具體操作步驟及切換條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]Granger?M，Dutil?A，Nantel?A.Performance?aspects?of?Levis?substationde-icing?project?using?DC?technology[C].Presented?at?the?11th?Int.Workshop?onAtmospheric?Icing?of?Structures.Montreal，Canada，June?2005.

[2]Horwill?C，Davidson?C?C，Granger?M，et?al.An?application?of?HVDC?to?thede-icing?of?transmission?lines.Transmission?and?Distribution?Conference?andExhibition[c].2005/2006?IEEE?PES?Dallas，USA.

[3]饒宏，李立浧等.南方電網(wǎng)直流融冰技術(shù)研究.南方電網(wǎng)技術(shù)，2008年04月，第2卷第2期：7～12頁.

發(fā)明內(nèi)容