直流融冰装置应用及操作管理分析.docxVIP

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直流融冰装置应用及操作管理分析

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摘要：为解决恶劣天气输电线路覆冰问题，增强电网的抗冰能力，中国南方电网在下属的地区供电局投入直流融冰装置进行直流融冰技术的研究。直流融冰装置，通过整流变将高电压的交流电变为较低电压的两组交流电，再通过可控硅整流的方式将交流电整流为直流电，再将通过直流母线将直流电引致三相短接好的输电线路，利用电流的热效应使输电线路发热的原理实现覆冰输电线路融冰的装置。

关键词：直流融冰、基本原理、操作管理、引流线搭接

0、前言

昭通市位于云南省东北部，地处云、贵、川三结合部的乌蒙山区腹地，地势西北高、东北低，属亚热带、暖温带共存的高原季风立体气候，冬季雨雪冰冻灾害严重。输电线路覆冰对电网安全稳定运行带来了巨大的挑战。如果不对输电线路覆冰采取措施，将导致输电线路不堪重负，发生断线、倒塔，给电网造成了严重的损坏造成了巨大的经济损失，造成了部分地区的电力供应中断，给居民生产、生活带来了一定的影响。为解决恶劣天气输电线路覆冰问题，增强电网的抗冰能力，中国南方电网率先在昭通供电局投入直流融冰装置进行直流融冰技术的研究应用。

1、直流融冰原理及特点

直流融冰装置，通过整流变将高电压的交流电变为较低电压的两组交流电，再通过可控硅整流的方式将交流电整流为直流电，再将通过直流母线将直流电引致三相短接好的输电线路，利用电流的热效应使输电线路发热的原理实现覆冰输电线路融冰的装置，特点：1、直流融冰装置采用可控整流方式，可实现零起升压和升流，对系统冲击小；2、通过对晶闸管阀组触发角的控制，控制直流融冰装置的输出电压、电流，可适用于不同长度、不同类型的输电线路融冰；3、根据不同的应用条件可以采用不同形式、不同容量的直流融冰装置；4、直流电在长距离的输电线路上，不必考虑杂散电感和杂散电容的影响，不需要无功补偿来提高输送效率或稳定电压；5、直流电流流过导线内的电流密度分布比较均匀，加热效率高；6、融冰装置还带有线路开路试验OLT模式，可以非常方便的测试换流阀、融冰母线在较长一段时间的停运后，或检修后的绝缘水平。

2、直流融冰装置简介（以500kV永丰变电站融冰装置为例）

阀组

500kV永丰变电站直流融冰装置于2011年12月10日正式投运，直流融冰装置主要包括整流变压器单元、整流阀室单元、阀组水冷系统单元、户外融冰管母单元、四部分组成，其中整流变单元主要设备有容量为126MW的35kV整流变压器一台，SF6罐式断路器一台，隔离开关一把.整流阀室单元主要设备由12台晶闸管阀组，12台阳极电抗器，四把极刀以及相应的控制单元组成。阀组水冷系统单元由水风换热器、纯水动力泵组、离子交换器组、高位膨胀水箱、补水泵、贮水箱、电动三通阀、纯水管路及电控箱等八部分组成。户外融冰管母单元主要由融冰管型母线及相应的融冰隔离开关和融冰引流线构成，通过临时引流线或融冰隔离开关与被融线路连接，对500kV、220kV线路及经过绝缘化改造的地线和光缆进行直流融冰，还可以通过导线串接融冰方式对其他变电站的输电线路进行直流融冰。

3、三相线路的融冰模式及方式的切换策略

融冰控制模式分为手动模式和自动模式。在条件允许时，可以在融冰后台监控电脑上进行手动和自动模式切换。手动模式下，当直流融冰装置对某种相序组别的交流线路融冰完成后，手动切入下一组，实现极的起/停及直流隔刀的倒闸操作。自动模式下，直流融冰装置会对某种相序组别的交流线路进行融冰T/n时间，然后自动实现极的自动起/停及直流隔刀倒闸操作后，对下一种相序组别的交流线路再进行融冰T/n时间，然后再自动实现极的自动起/停及直流隔刀倒闸操作，后再对下一种相序组别的交流线路进行融冰T/n时间，……，总的融冰时间达到T后自动闭锁，n为相序组别数。

融冰方式有两种，分别是：1-1融冰方式和1-2融冰方式：

1-1融冰方式：每次对三相交流线路的两相导线进行融冰，一相与融冰装置直流电压的正极相连，另一相与融冰装置直流电压的负极相连；

1-2融冰方式：每次对三相交流线路的三相导线进行融冰，一相与融冰装置直流电压的正极相连，另外两相并接，再与融冰装置直流电压的负极相连；

直流融冰装置的结构(三条直流母线，4个选相隔离开关，对应三条交流输电线)可以构成5种直流电流输出方式，形成直流融冰回路。这5种直流电流输出方式对应着两类输电线路直流电阻，如果单程的线路直流电阻为R，则1-1融冰工作方式直流电阻为2R，1-2融冰工作方式直流电阻为1.5R。所以1-2融冰工作方式所要求的直流融冰电源的功率相对较小，较长线路融冰时，可选择1-2融冰工作方式，而回路电阻的差异对输出电流的影响，可以由控制的装置输出电压来进行调整，保证输出直流电流