交流输电系统直流融冰装置简介及其应用

大容量直流融冰兼SVC装置应用研究【摘要】500kV桂林变电站直流融冰兼SVC装置是目前国内融冰电压最高、容量最大的直流融冰兼SVC装置，本文介绍了桂林变电站直流融冰兼SVC装置应用过程中存在的问题及解决方法，为电力系统中直流融冰兼SVC装置工程设计和施工提供借鉴。

【关键词】直流融冰;SVC;桂林变电站1.引言输电线路在冬季覆冰严重威胁电力系统的安全运行。

2008年1-2月，长时间、大范围雨雪冰冻天气袭击我国南方，造成电网设备严重破坏、大面积停电事故，给社会经济带来巨大损失。

研制性能优良可靠的大功率融冰装置成为电网安全稳定运行的迫切需要。

2.桂林变电站直流融冰兼SVC装置介绍桂林变电站直流融冰兼SVC装置2010年7月投入运行，采用两台换流变压器带12脉动换流器方式，融冰方式接线图如图1所示，变压器电压为220/35/20.5kV，变压器35kV侧分别接3组滤波电容器组，用于补偿阀组在SVC 运行或整流运行时产生的无功和谐波，主要考虑滤除5、7、11次及以上谐波。

每台变压器20.5kV侧接120MVar（感性）TCR电抗器或接115MW整流负荷（方式可以切换），SVC模式容量为-60Mvar（感性）～+180Mvar（容性），最大融冰电流4500A，最长融冰距离300km。

图1 桂林变电站直流融冰兼SVC装置融冰方式接线图3.应用过程中存在问题分析3.1 方案选定变电站出线比较复杂，变电站需要融冰的交流线路长度相差远在50%以上，最长出线达300km，这就要求融冰装置容量超过200MW，换流器运行角度相差60度以上。

本工程采用了超大容量直流融冰装置的主回路结构设计方案，采用两台三相三绕组整流变压器，每台整流变压器高压侧连接交流220kV母线，中压侧连接交流滤波器，低压侧连接12脉动换流阀。

可以满足对超过300km的500kV交流线路进行融冰的要求，且能够长期大角度大电流运行，利用角度调节直流电压，满足不同线路的融冰需要。

低碳技术LOW CARBON WORLD 2017/11分析文流输电线路大容量固走式直流融冰裝置夏远灿（国网重庆市电力公司检修分公司，重庆400000)【摘要】现代输电线路越来越广泛，输电线路经常需要在一些气温较低的区域搭架，这也使得输电线路在运行过程中经常需要面对冰灾，并且 会对电网设备造成较为严重的破坏，对输电线路中设备的正常使用造成不良影响。

因此，为了确保输电线路的正常运行,保证输电线路中的设 备不会遭受冰灾的破坏，要依据举情况设计直流融冰装置，确保其各项性能都能够满足交流输电线路的运行的要求。

【关键词】交流输电线路;直流融冰装置;大容量【中图分类号】TM75【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2017)32-0030-02电力系统在具体运行过程中经常会遇到各种各样的自然 灾害，冰灾是其中最为严重一种的。

冰灾与其它类型的事故相 比，造成的危害通常都较为严重，轻则出现冰闪现象，严重时 将会引起倒塔断线，甚至会导致整个输电网络瘫痪，输电线路 长时间无法正常运行，由此可见，加强直流融冰装置设计的研 究是必要的。

1直流融冰装置的关键结构依据A 地500k V 变电站的具体情况，在该变电站运行过 程中，一方面需要确保不同长度、等级的交流线路融冰，另一 方面还需要保证较小换流器触发角，避免融冰装置在运行过程 中出现安全事故。

下面，对直流融冰装置的关键结构进行介绍。

(1) 考虑到装置的最大融冰功率时，电流的大小要达到 5000~6000A ，因此装置中需要以并联的方式接入两个六脉动换流器，并且要每个六脉动换流器都需要有一台三相两绕组 变压器，通过对该变压器的应用，减少容量与电流|1]。

(2) 为了确保直流融冰装置中的单个六脉冲换流器可以单独应用，在问题分析过程中，并不需要对特征谐波变化对交流滤波器的影响进行考虑，针对两台换流边，采用的接线方式都为Y /驻，通过该接线方式，避免并流换流器在具体应用期间，触发不同点位，从而对装置的性能造成不良影响。

直流融冰装置应用及操作管理分析摘要：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。

直流融冰装置在电力系统的应用作者：高苹芝来源：《中国新技术新产品》2016年第20期摘要：2008年初，韶关北部地区遭遇了有气象记录以来最为严重的冰雪凝冻灾害天气，恶劣的天气使输电线路上凝结了坚硬而厚重的冰，导致输电线路不堪重负，发生断线、倒塔，整个韶关北部电网处于崩溃状态，此次灾害天气给韶关电网带来了很大的损失，220kV通济站在此次灾害中也有220kV坪通线、110kV通洛甲线、通洛乙线等多条线路因冰灾停运，针对韶关地区的特点，韶关供电局在220kV通济站装设了直流融冰装置，该装置可进行站内220kV 及110kV出线的融冰工作，为重要负荷的安全供电提供了保证。

关键词：直流融冰；方案；短路电流中图分类号：TM755 文献标识码：A输电线路在冬季覆冰严重威胁电力系统的安全运行。

由于导线上增加了冰载荷，对导线、铁塔和金具都会带来一定的机械损坏，覆冰严重时会断线、倒杆塔，导致大面积停电事故，对国民经济造成重大损失。

直流融冰装置利用直流短路电流在导线电阻中产生热量使覆冰融化。

对不同线径和长度的线路，直流融冰装置通过调节其直流输出电压，以达到不同融冰电流。

融冰时对系统冲击小，需要的倒闸操作少。

另外由于6脉动直流融冰装置的体积较小，可在站间移动融冰。

1.直流融冰概述直流融冰是指利用直流融冰装置将来自电力系统或交流发电机的交流电能转换为直流电能，并将直流电流加载在待融冰线路上，利用直流短路电流在导线电阻中产生热量，从而使导线上的覆冰融化的方法。

直流融冰装置有配置整流变与不配置整流变两种类型，一般前者为固定式，后者为可移动式。

直流融冰时的线路组合形式有多种，主要包括选取三相中的两相构成电流回路、三相线路同时构成电流回路两种。

2.直流融冰的工作原理利用直流短路电流在导线电阻中产生热量，从而使覆冰融化。

首先将待融冰线路末端三相短路，然后从变电站变压器低压侧10kV取电源，经整流装置输出直流电流，并调节装置，获得线路所需的融冰电流。

输电线路地线融冰接线装置的应用及发展现状摘要：随着我国经济高速增长，能源问题成为当今社会关注的一大焦点，为了实现我国有限能源资源的高效利用，更大范围内优化配置电力资源，规划建设了大量高压、特高压电网，其安全稳定运行显得尤为重要。

在架空输电线路中，覆冰灾害是最典型的灾害之一，当线路覆冰严重时，会使线路弧垂增大，当线路发生风振舞动时，线路间容易发生闪络，严重时会导致线路跳闸，从而影响线路正常运行。

同时，铁塔两侧的覆冰厚度差异较大，塔顶受到的不平衡张力会随之增大，当铁塔不能承受这种载荷，便会导致掉线或杆塔倒塌。

不同相导线之间可以将其短接成回路，地线则需要相关电力人员临时短接导地线，传统融冰方法需要人工登塔接线，完成效率较低且安全隐患很大。

关键词：输电线路；地线融冰；接线装置；应用；发展现状1融冰机理分析为实现地线融冰，需将覆冰区架空地线绝缘起来，利用地线自动融冰接线小型化装置使导地线连接起来，使导线上电流通入地线，使其获得足够大的电流，产生的热量使地线温度在短时间内升高，从而使将地线表面覆冰融化。

输电线路覆冰是一种热量交换过程，其主要通过传导、对流和蒸发实现，当大气中的水遇到低温，低于其凝固点，即环境温度低于水分凝固点，且有风速时，水分在地线表面运动，从而在地线表面放热形成覆冰。

根据覆冰柱体内部融冰的相关研究，建立相应的融冰模型。

根据模型，融冰过程大致可分为两阶段，第一个阶段是圆柱体被冰完全包围的融冰，第二个阶段是将圆柱体上的冰剪破，当冰和圆柱体的接触面较小时，覆冰因自身重力将从表面脱落出来。

2地线融冰自动接线装置2.1自动接线装置的结构组成和运行过程地线融冰自动接线装置类似于旋转式的刀闸类开关，通过执行合闸和分闸动作来完成导线和地线的接通和断开。

其主要结构包括传动机构、开合导电器、保护设施、跳线串取电器、控制箱和电源等。

其中，传动机构、开合导电器、跳线串取电器和保护设施安装于铁塔上，开合导电器通过软铜连接线与地线相连，跳线串取电器通过取电器与导线相连。

直流融冰装置接入变电站站控层网络分析直流融冰装置是一种用于解决输电线路覆冰问题的技术装置，通过直流电的方式进行覆冰融解，提高线路的可靠性和输电能力。

当直流融冰装置接入变电站站控层网络时，可以进行实时监测和控制，实现对融冰装置的智能化管理和运行优化。

首先，直流融冰装置接入变电站站控层网络后，可以通过传感器实时采集装置的运行状态和环境信息，如温度、湿度、电流等参数。

这些数据可以通过网络传输到变电站的监控中心，实现远程监测。

监控中心可以通过数据分析和处理，及时判断装置的运行情况，并进行故障诊断和预警，确保装置的可靠性和安全性。

同时，直流融冰装置的实时数据也可以用于变电站的自动化控制。

变电站可以通过站控层网络实现对装置的远程控制和调试，包括启动、停止、调整运行参数等。

此外，变电站还可以根据输电线路的实际情况和天气预报等数据，自动地调节融冰装置的工作模式和融冰策略。

例如，在暖和的天气，可以降低融冰装置的功率，提高能源利用效率；在降温和降雪的天气，可以加大融冰装置的功率，增加融冰效果。

此外，直流融冰装置接入站控层网络还可以实现与变电站其他设备的智能互联。

例如，直流融冰装置可以与变压器、开关设备等进行数据交互和实时协同，以实现对输电线路的全面控制和优化。

同时，融冰装置也可以与站控层网络中的信息系统集成，以实现对设备的运行数据进行追溯和分析，为工程师提供参考和优化建议。

综上所述，直流融冰装置接入变电站站控层网络可以实现对装置的智能化监测和控制，提高装置的可靠性和运行效率。

这不仅可以减少融冰装置的能耗和维护成本，还可以提高输电线路的可靠性和运行水平，对于提高电网的安全性和稳定性具有重要意义。

第38卷第21期电力系统保护与控制Vol.38 No.21 2010年11月1日Power System Protection and Control Nov. 1, 2010直流融冰技术的研究及应用姚致清1,2，刘 涛2，张爱玲2，张喜玲2，安 宁3（1.华中科技大学, 湖北 武汉 430074； 2.许继集团有限公司，河南 许昌 461000；3.厦门陆原建筑设计院， 福建 厦门 361000）摘要：通过对目前常用的一些融冰方法介绍分析可知，直流融冰方法是最理想、有效的方法。

分析了直流融冰技术的基本理论，计算出不同类型线路的融冰电流和所需电源容量。

设计出容量不同的固定式和移动式融冰装置用于不同电压等级的交流线路融冰。

根据计算的南方电网典型高压直流输电系统的线路融冰保线电流，提出了不改变主回路结构采用一极功率正送，另一极功率反送的运行方式对直流线路进行保线的方法。

借助实时数字仿真系统解决了高肇直流输电工程线路保线运行方式的关键技术。

研究成果成功应用于高肇直流输电工程中，保障了系统在冬季覆冰时的安全可靠运行。

关键词: 高压直流输电；融冰；实时数字仿真器；直流线路；换流器Research & application on DC de-icing technologyYAO Zhi-qing1, 2, LIU Tao2, ZHANG Ai-ling2, ZHANG Xi-ling2, AN Ning3(1. Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China; 2. XJ Electric Co. Ltd, Xuchang 461000, China;3. Xiamen Luyuan Architecture Designing Institute, Xiamen 361000, China)Abstract: Through introducing and researching the commonly used methods of de-icing, the DC de-icing technology is considered the best and most effective method. The fundamental theory of DC de-icing technology is analyzed, and the de-icing current and required power capacity in different lines are calculated. The stationary and mobile de-icing equipments with different capacities are designed for different AC line de-icing at various voltage levels. According to the calculated critical de-icing current of typical HDVC of China Southern Power Grid, it proposes that the AC lines can be protected by keeping the original main circuit structure and adopting the operating mode in which one pole runs at a normal power transmission direction while the other pole runs at the reverse direction. The key technology of line protection in Guizhou-Guangdong HVDC project is solved with the help of real time digital simulator system. The research results are successfully applied to Guizhou-Guangdong HVDC project, and guarantee the safety and reliable operation of the system in winter when transmission lines are iced up.Key words: HVDC; de-icing; RTDS; DC transmission line; converter中图分类号： TM71 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2010)21-0057-060 引言2008年1月份我国南方大规模的雨雪冰冻灾害造成输电线路和杆塔大面积覆冰，部分地区电网输变电设施受损，相关电厂发电机组也因之跳闸停机。