500kv變電站直流融冰技術研究

李攀

[摘 要]輸電線路覆冰一直都是困擾電力正常運行的重要問題，目前的直流融冰技術可以較好的解決輸電線路覆冰問題，并且能夠最大程度上保證輸電線路的正常運行。

[關鍵詞]變電站 直流融冰技術 輸電線路覆冰

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）43-0016-01

一、輸電線路覆冰的影響與危害

隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們的生活越來越離不開各式各樣的電子設備，由此也產(chǎn)生了人們對電力的極大依賴。一旦輸電線路出現(xiàn)一點事故，將會極大的影響到人們的日常生活以及工廠生產(chǎn)，嚴重時還會造成極大的損失。[1]

在目前的輸電線路可能出現(xiàn)的故障中，輸電線路覆冰對于其正常的工作與輸送電力而言都是難以克服的一個問題。

一旦輸電線路覆冰，那么線路的重量不僅有自身的重量，還會包含有冰的重量，。如果冰的重點在設計時預留的覆冰厚度內(nèi)時，輸電線路相對而言是比較安全的，一旦超過設計的覆冰厚度，不僅會對輸電線路機械和電氣性能產(chǎn)生非常嚴重的影響，而且也非常容易使得輸電線路過載，產(chǎn)生線路晃動、舞動的現(xiàn)象。[2]輕微的晃動對于輸電線路的影響不是很大，但是如果晃動的幅度較大，很有可能會造成輸電線路斷裂，甚至是拉倒桿塔，使桿塔倒塌，這樣的事故往往會造成大范圍的停電事故或者限電事故，對于人們的生活影響很大，而且需要耗費一定的時間才能夠恢復正常。如果電路出現(xiàn)問題的范圍中有工廠生產(chǎn)，那么對于工廠的正常生產(chǎn)而言，也是很大的影響，可能會對工廠造成極大的損失，無論是上述的哪一種情況，都是對國民生產(chǎn)的嚴重影響，嚴重影響到社會穩(wěn)定與經(jīng)濟發(fā)展。

而且就我國而言，相對于世界上的其他國家，我國輸電線路覆冰的情況最為嚴重。以我國2008年的特大雪災為例，當時由于南北方兩股性質(zhì)完全不同的氣流在我國南部地區(qū)交鋒，使得我國南部十二個省份出現(xiàn)了長時間的低溫雨雪天氣，由此造成了冰災災害天氣。[3]在此次冰災災害天氣中，對于輸電線路覆冰十分嚴重，覆冰厚度大大超出了最初輸電線路設計時預定的覆冰厚度，由此造成大部分受災地區(qū)不能夠正常的使用電力，影響十分嚴重。

因此為了最大程度上避免這種情況的出現(xiàn)，減少對國民生活的影響，目前來說最好的解決方法就是通過進行輸電線路的直流融冰，來降低輸電線路覆冰的幾率，大大提高輸電線路的安全與穩(wěn)定。

根據(jù)目前國內(nèi)外相關的專家學者對輸電線路融冰所進行的研究，直流融冰技術是相對而言綜合效益最為突出的用以解決線路覆冰的一種方案。[4]

二、直流融冰技術的原理與作用機制

直流融冰技術簡單來說，從其字面意思上進行理解就是通過直流電流的作用，來使得輸電線進行發(fā)熱，進而使線路上的覆冰融化，以達到化解輸電線路覆冰的一種重要解決方案。直流融冰技術的原理就是通過直流融冰裝置，來實現(xiàn)對交流電的轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為直流電能，并將這些直流電能輸入到覆冰輸電線路的導線之中，這樣通過電流經(jīng)過使導線發(fā)熱，就能夠較快的融化線路上的覆冰，保持線路的正常運行。

從上述的原理介紹中，我們也不難發(fā)現(xiàn)，直流融冰技術的核心及重點在與直流融冰裝置的研發(fā)與應用。就我國目前的研制現(xiàn)狀而言，多采用可控整流方式的直流融冰裝置，其中還可以分為帶整流變式和不帶整流變式兩種直流融冰裝置，下面將針對這兩種直流融冰裝置進行簡單的比較：

在帶整流變直流融冰裝置中，通常取電源電壓的位置是在變壓器的35KV側(cè)，而不帶整流變直流融冰裝置通常在電壓更小的位置，也即變壓器10KV側(cè)取電源電壓。正是由于兩者取電源電壓的位置不同，因此前者通常是使用整流變壓器帶12脈動融冰整流裝置，而后者則是通過220KV或者220KV的6脈動整流交流線路來提供直線融冰電源，無需進行整流變。兩者先比而言，前者融冰裝置的容量相對而言較大，這樣一來其輸出的電路也較大，能夠輕松的實現(xiàn)對500KV線路或者是大截面導線的融冰，而且適應性較好，能夠適用于不同長度與不同類型的線路，并根據(jù)實際需要來提供融冰電流與融冰電壓[5]；后者相對前者而言體積偏小，容量也較小，雖然不能夠?qū)嵭拇笠?guī)模路段的融冰，但是具有前者無法比擬的靈活性，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)在架空線路中，任意路段輸電線路的融冰需求。[6]

三、500KV變電站直流融冰技術方案的設計原則與設計思路

（一）500KV變電站直流融冰技術方案的設計原則

由于輸電線路覆冰事件往往是在特定的天氣情況下出現(xiàn)的，而且出現(xiàn)的一般也較為突然，因此在設計500KV變電站能夠使用的直流融冰技術方案中，需要遵循兩大原則：

1.對于融冰技術而言，首先要強調(diào)的就是技術的可行性。如果技術是不可行的，或者是在理論上可行但并不能完全的滿足現(xiàn)實情況與現(xiàn)實需求的，那么這樣設計出來的直流融冰技術方案是沒有任何實際意義的。因此要保證系統(tǒng)融冰容量較為充足，而且融冰的電壓能夠滿足條件，并且在這兩者的條件之下，直流融冰是可行的。[7]

2.當滿足了直流融冰技術的可行性原則之后，下面所需要強調(diào)的原則就是有效原則。融冰在進行時，往往會有這各種各樣的地形地貌以及天氣狀況，這些因素不是一成不變的，也不是所有地方都是相同的，因此在面對各種情況下，首先就要滿足直流融冰技術的有效性。在進行線路融冰的時候，會優(yōu)先選擇能夠有效進行融冰的方式，同時還要考慮這種融冰技術的使用會不會影響到線路的正常運行，如果影響到了線路的正常運行，可以考慮換成另外的，對輸電線路正常運行影響較小的方式。[8]在滿足以上兩個條件以后，還需要考慮的就是該技術投入使用的資金需求以及操作方法，優(yōu)先選擇投資較少且操作簡單的直流融冰技術。

（二）500KV變電站直流融冰技術方案的設計思路

在對500KV變電站直流融冰技術進行設計時，也需要有一個較為規(guī)范科學的設計流程與嚴謹?shù)脑O計思路。目前綜合國內(nèi)外進行變電站直流融冰技術方案的設計流程，我們可以歸納總結(jié)出如下的較為科學且普遍的方案制定流程：

首先需要根據(jù)所需融冰的輸電線路符號，利用融冰電流軟劍計算確定一個小時內(nèi)的融冰電流。然后需要根據(jù)線路實際情況，包括線路的長度以及使用的導線類型，來計算出線路的直流電阻。接下來就需要根據(jù)不同的融冰方式進行計算，在融冰一小時內(nèi)直流融冰裝置需要提供多大的電壓以及容量的大小。[9]在計算結(jié)束后，再針對裝置的額定電業(yè)與容量真金核對，避免出現(xiàn)錯誤，[10]經(jīng)過以上四個流程以后，就形成了最終的直流融冰方案。

四、小結(jié)

不可否認的是，對于輸電線路覆冰這一問題，仍然是一個亟待解決的重點也是難點問題，這個問題具有極高的現(xiàn)實意義與研究價值。本文所提到的直流融冰法，在融冰過程中，能夠不受到線路感抗的影響，而且更加適合在高電壓、長距離的架空線路中進行使用，這一技術還在不斷的發(fā)展完善之中，而且也已經(jīng)在實際中投入了使用，以桂林的500KV變電站為例，已經(jīng)將直流融冰技術加以運用，而且運用效果良好。我們對于直流融冰技術未來的發(fā)展，也是充滿了信心與期望。

參考文獻

[1] 仲海波，季斌，黃小成.500kV官山變電站直流融冰兼SVC裝置的研究及應用[J].電力電容器與無功補償，2015，（06）：32-36.

[2] 陳鑫.直流融冰裝置在500kV變電站的應用[J].云南電力技術，2015，（S2）：20-21.

[3] 郭飛，鄧元實，劉益岑，藍彬桓.某500kV變電站直流融冰裝置35kV管母故障分析[J].四川電力技術，2014，（05）：24-26+31.

[4] 樊艷.直流融冰技術在500kV變電站中的應用研究[J].低碳世界，2014，（03）：70-72.endprint