CN108092182A - 高压输电线路分段融冰方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压输电线路的分段融冰方法及***，其主要特征在于在线路中覆冰段的一端设置分段刀闸，将线路一端变电站的低压侧母线电压通过复用线路的未覆冰段输送到线路分断点，并为配置在分段点的直流融冰装置提供交流输入电源，经融冰装置变换后再对线路重覆冰段实施同流融冰。该方法可实现仅对输电线路中重覆冰段的针对性融冰，能大幅减少融冰装置容量需求，从而减少融冰工程的建造难度和造价；且利用变电站提供融冰装置输入电能，避免了采用车载发电机供电时融冰容量和融冰长度受限的缺点，可实现融冰容量根据线路重覆冰段的特征自由选配，从而满足对不同长度重覆冰段的分段融冰需求。

Description

高压输电线路分段融冰方法及***

技术领域

本发明属于电气工程中的电网输电线路除冰技术领域，尤其涉及一种高压输电线路分段融冰方法及***。

背景技术

我国冰雪灾害频发，输电线路覆冰后易引起断线倒杆，严重威胁到电网的安全运行和供电可靠性。为此，国内外开发了多种型号的融冰装置，通过对覆冰线路施加较大电流使其发热以融化覆冰，从而防止倒塔断线事故的发生。

目前在利用融冰装置对主网输电线路实施融冰时，一般采用全线融冰方式：即当线路中某段的覆冰达到一定程度时，不管覆冰段长度如何，都对整条线路通流融冰。由于主网输电线路距离长、线径粗，全线融冰时供电电源及融冰装置的容量大、建造困难、成本高，严重制约了融冰技术的推广应用。另一方面，线路覆冰一般在山顶、湖泊等局部微地形区域才较严重，全线融冰方式时绝大部分的融冰容量耗费在不需融冰的轻覆冰或无覆冰线段上，造成融冰容量浪费。如果采用仅对线路重覆冰段实施选择性融冰(简称为分段融冰)，则可显著提高融冰技术应用的针对性和经济性。这就要求融冰装置应从重覆冰段的一端接入线路，但现有主网融冰装置都是按照配置在变电站并从变电站取电的模式设计，无法适用于融冰装置远离变电站的分段融冰方式。

目前，在农配网线路融冰中，已有一些用自带发电机供电的直流融冰装置可实施分段融冰。比如专利[CN201210177344]公开了一种利用由中频汽油发电机供电的便携式超短距离农配网直流融冰装置，可在农配网线路中任一点接入，一次可对农配网线路中的数百米线路段实施分段融冰；专利[CN200920064715]公开了一种利用车载发电机供电的10kV农配网直流融冰装置，可对10kV输电线路中的一公里范围内线路段实施融冰。但这些装置都是针对线径细、融冰电流小、融冰容量小、绝缘等级低、融冰临时接线方便的农配网线路，而无法适用于融冰电流高达数千安、绝缘电压高达数百千伏的主网输电线路。

发明内容

本发明目的在于，公开一种高压输电线路分段融冰方法及***，以解决传统全线融冰方式下装置容量大、成本高的问题，特别是解决了对主网线路分段融冰时的融冰装置供电难题，避免了采用车载发电机供电时融冰容量和融冰长度受限的缺点，使得分段融冰的单次融冰长度可根据重覆冰段的特征按需配置。

为实现上述目的，本发明提出的解决方案是一种高压输电线路分段融冰方法，其主要特点在于在线路中间分断为重覆冰段和未覆冰段，将线路一端变电站的低压侧母线电压通过复用线路未覆冰段输送到线路分断点，并为配置在分段点的融冰装置提供交流输入电源，经融冰装置变换后再对线路重覆冰段实施融冰。其步骤在于，

A)在输电线路中覆冰段的一端设置分断点而另一端三相短接，从而将输电线路中的覆冰段与未覆冰段分开；

B)将输电线路一端从原来的变电站高压母线断开，并连接到变电站低压母线上；

C)在线路分段点配置融冰装置，将融冰装置输入侧连接到分段点一侧的未覆冰线路上，将融冰装置输出侧连接到分段点另一侧的覆冰线路上；

D)复用线路非覆冰段将变电站低压电压输送到线路分段点，为融冰装置提供电能，再由融冰装置对线路覆冰段提供融冰电流。

上述方法对应的分段融冰***包括：连接到变电站高压母线的线路间隔、连接到变电站低压母线的融冰间隔、输电线路、融冰装置供电刀闸、线路分断刀闸、融冰接入刀闸、融冰装置、融冰短接刀闸、连接到对侧变电站的对侧线路间隔。其连接方式为：

A)所述线路间隔的输出端与融冰间隔的输出端并联，都连接到输电线路的一端；

B)对侧线路间隔的输出端连接到输电线路的另一端；

C)融冰装置供电刀闸、线路分断刀闸、融冰接入刀闸三者都布置在输电线路中重覆冰段的一端，其中线路分断刀闸串联在输电线路中将线路分为两段；

D)融冰装置供电刀闸的一端连接在输电线路的未覆冰侧,另一端连接到融冰装置的输入侧；

E)融冰接入刀闸的一端连接在输电线路的覆冰侧,另一端连接到融冰装置的输出侧；

F)融冰短接刀闸并联连接在输电线路重覆冰端末端的三相线路。

优选地，前述分段融冰***中的融冰装置采用直流融冰装置。

本发明具有以下有益效果：

1)可实现仅对输电线路中重覆冰段的针对性融冰，相对于全线融冰，能大幅减少融冰装置容量需求，从而减少融冰工程的建造难度和造价。

2)利用主网线路的未覆冰路临时输送较低电压等级的电压电流，从而为融冰装置供电，这就不需要用移动式发电车或新增供电线路来供电，从而节约了供电成本；同时由于该方式的供电能力强，可实现融冰容量根据线路重覆冰段的特征自由选配，从而满足对不同长度重覆冰段的分段融冰需求。

3)融冰现场实施时装置从预留好的刀闸处接入，减少了现场接线工作，提高了工作效率。

4)扩展性强。基于该方法，还可将重覆冰段再分解为若干小段后逐段融冰，从而进一步减少融冰容量。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例公开的分段融冰***结构图。

图2是传统的高压输电线路全线融冰***结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本实施例首先公开一种高压输电线路分段融冰***，如图1所示，包括：

由连接到变电站高压母线的线路间隔1、连接到变电站低压母线的融冰间隔2、输电线路3、融冰装置供电刀闸4、线路分断刀闸5、融冰接入刀闸6、融冰装置7、融冰短接刀闸8、连接到对侧变电站的对侧线路间隔9构成。其中，线路间隔1和融冰间隔2都是常规配置，一般包括相应的断路器、母线侧刀闸、线路侧刀闸。线路间隔1和融冰间隔2的线路侧刀闸都连接到输电线路一端；融冰装置供电刀闸4、线路分断刀闸5、融冰接入刀闸6、融冰装置7、融冰短接刀闸8等部件的位置根据重覆冰段的典型分布规律进行设置，可分布在重覆冰段的两端，其中融冰装置供电刀闸4和线路分断刀闸5、以及融冰装置7分布再靠近配置有融冰间隔的一端，而融冰接入刀闸6、融冰短接刀闸8配置在另一端。

进一步的，图1所示的各功能部件分述如下：

线路间隔1和对侧变电站线路间隔9是线路两端的开关设备，通常包括相应的断路器、母线侧刀闸、线路侧刀闸，用于实现线路正常运行。

融冰间隔2是用于电网提取融冰供电电源所需的开关设备，在需要融冰的变电站不论是采用全线融冰还是分段融冰都会配置。

易覆冰输电线路3是融冰对象，根据覆冰程度或融冰需求可分为需要融冰的覆冰段和不需要融冰的未覆冰段(从融冰角度看，不需要融冰的轻覆冰段可等同于未覆冰段；与之相对应的，为便于区分，后续描述又将覆冰段称为“重覆冰段”)。

融冰装置供电刀闸4用于将融冰装置的输入侧与输电线路连通或断开，在融冰期间该刀闸闭合，而非融冰期间该刀闸断开。

线路分断刀闸5用于在融冰期间将输电线路在分段点断开，以便于刀闸两侧可流过不同的电压电流，而非融冰期间该刀闸闭合保证线路正常输电。

融冰接入刀闸6用于将融冰装置的输出侧与输电线路连通或断开，在融冰期间该刀闸闭合以将融冰装置输出电压电流引入到重覆冰线路，而非融冰期间该刀闸断开。

融冰装置7用于将电网提供的三相交流电变化为直流电以进行直流融冰；

融冰短接刀闸8用于在融冰期间将设定的短路点三相短接以构成融冰电流回路，其在融冰期间闭合而在非融冰时断开。

基于图1所示的融冰***，通过复用主网输电线路的未覆冰段，将变电站低压侧母线电压输送到位于线路中重覆冰段的分断点，从而为融冰装置提供交流输入电源。对应图1的工作原理具体为：

一、当不需融冰时，线路分断刀闸5闭合，融冰间隔2、融冰装置供电刀闸4、融冰接入刀闸6、融冰短接刀闸8断开，融冰装置7布置在分断处或其他位置。此时输电线路按常规方式运行，比如线路间隔1和对侧线路间隔9都闭合，则输电线路正常输送功率。

二、当输电线路3中的某段发生严重覆冰而存在倒塔断线风险时，则依次执行以下操作：

首先，输电线路3停电，即断开线路间隔1和对侧线路间隔9，使该输电线路3不再带有高电压。

其次，断开线路分断刀闸5，使两侧电气隔离以便于让两侧可流过不同的电压电流。

再次，融冰装置现场接线，即把融冰装置7的交流输入端和直流输出端分别连接到融冰装置供电刀闸4和融冰接入刀闸6。

然后，融冰装置接入待融冰线路，即闭合融冰装置供电刀闸4、融冰接入刀闸6、融冰短接刀闸8。

最后，闭合融冰间隔实施直流融冰。此时融冰装置7的输入侧经未覆冰线路段连接到变电站的低压母线，从而获取供电电源；经融冰装置内的交直流变换后输出特定的直流电压，然后其直流输出侧经融冰接入刀闸6连接到覆冰线段、并经融冰短接刀闸8三相短接以构成融冰电流回路，通过融冰装置7的内部调控使得输电线路段的电流在一定范围内，从而实现对重覆冰段的分段融冰。

上述方案中，融冰装置的供电是依靠主网输电线路临时输送电压等级较低的电压电流。由于主网线路具有绝缘水平高、通流能力强的固有特性，故其天然满足分段融冰时输送低压、小电流的供电需求，也就是说不需要增加原有线路的耐压电流能力。同时，因融冰装置是从变电站取电并经主网线路输电，而变电站和主网线路都具有很强的供电能力，因此分段融冰容量可高达数十兆瓦，可满足对较长距离(比如数十千米)重覆冰线路段的融冰需求。

相对于传统的高压输电线路全线融冰***，如图2所示，本分段融冰线路在结构上的改进主要在于；

1)将融冰装置的配置地点从变电站移到了线路中间，同时融冰短接点也从线路另一侧变电站移到线路中间，如此可仅对线路局部区段实施融冰；

2)将主网输电线路在重覆冰段一端分断，以便在融冰时将流过较大直流电流的重覆冰段和仅流过较小交流电流的未覆冰段电气隔离开来。

3)在线路中间接入设置可与主网输电线路导线电气连接的融冰装置供电刀闸和融冰装置接入刀闸，以便于分段融冰实施时的现场接线。

综上，本发明实施例所公开的高压输电线路分段融冰方法，其步骤在于，

A)在输电线路中覆冰段的一端设置分断点而另一端三相短接，从而将输电线路中的覆冰段与未覆冰段分开；

B)将输电线路一端从原来的变电站高压母线断开，并连接到变电站低压母线上；

C)在线路分段点配置融冰装置，将融冰装置输入侧连接到分段点一侧的未覆冰线路上，将融冰装置输出侧连接到分段点另一侧的覆冰线路上；

D)复用线路非覆冰段将变电站低压电压输送到线路分段点，为融冰装置提供电能，再由融冰装置对线路覆冰段提供融冰电流。

对应的，基于上述方法的一种实现***如图1所示的高压输电线路分段融冰方法的分段融冰***，包括连接到变电站高压母线的线路间隔1、连接到变电站低压母线的融冰间隔2、输电线路3、融冰装置供电刀闸4、线路分断刀闸5、融冰接入刀闸6、融冰装置7、融冰短接刀闸8、连接到对侧变电站的对侧线路间隔9；其连接方式为：

A)所述线路间隔1的输出端与融冰间隔2的输出端并联，都连接到输电线路3的一端；

B)对侧线路间隔9的输出端连接到输电线路3的另一端；

C)融冰装置供电刀闸4、线路分断刀闸5、融冰接入刀闸6都布置在输电线路3中重覆冰段的一端，其中线路分断刀闸5串联在输电线路3中以将线路分为两段；

D)融冰装置供电刀闸4的一端连接在输电线路的未覆冰侧,另一端连接到融冰装置7的输入侧；

E)融冰接入刀闸6的一端连接在输电线路的覆冰侧，另一端连接到融冰装置7的输出侧；

F)融冰短接刀闸8并联连接在输电线路重覆冰端末端的三相线路。

藉此，本实施例公开的高压输电线路分段融冰方法及***，具有以下有益效果：

1)可实现仅对输电线路中重覆冰段的针对性融冰，相对于全线融冰，能大幅减少融冰装置容量需求，从而减少融冰工程的建造难度和造价。

2)利用主网线路的未覆冰路临时输送较低电压等级的电压电流，从而为融冰装置供电，这就不需要用移动式发电车或新增供电线路来供电，从而节约了供电成本；同时由于该方式的供电能力强，可实现融冰容量根据线路重覆冰段的特征自由选配，从而满足对不同长度重覆冰段的分段融冰需求。

3)融冰现场实施时装置从预留好的刀闸处接入，减少了现场接线工作，提高了工作效率。

4)扩展性强。基于该方法，还可将重覆冰段再分解为若干小段后逐段融冰，从而进一步减少融冰容量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高压输电线路分段融冰方法，其步骤在于，

A)在输电线路中覆冰段的一端设置分断点而另一端三相短接，从而将输电线路中的覆冰段与未覆冰段分开；

B)将输电线路一端从原来的变电站高压母线断开，并连接到变电站低压母线上；

C)在线路分段点配置融冰装置，将融冰装置输入侧连接到分段点一侧的未覆冰线路上，将融冰装置输出侧连接到分段点另一侧的覆冰线路上；

D)复用线路非覆冰段将变电站低压电压输送到线路分段点，为融冰装置提供电能，再由融冰装置对线路覆冰段提供融冰电流。

2.一种应用于权利要求1所述高压输电线路分段融冰方法的分段融冰***，其特征在于，包括连接到变电站高压母线的线路间隔(1)、连接到变电站低压母线的融冰间隔(2)、输电线路(3)、融冰装置供电刀闸(4)、线路分断刀闸(5)、融冰接入刀闸(6)、融冰装置(7)、融冰短接刀闸(8)、连接到对侧变电站的对侧线路间隔(9)；其连接方式为：

A)所述线路间隔(1)的输出端与融冰间隔(2)的输出端并联，都连接到输电线路(3)的一端；

B)对侧线路间隔(9)的输出端连接到输电线路(3)的另一端；

C)融冰装置供电刀闸(4)、线路分断刀闸(5)、融冰接入刀闸(6)都布置在输电线路(3)中重覆冰段的一端，其中线路分断刀闸(5)串联在输电线路(3)中以将线路分为两段；

D)融冰装置供电刀闸(4)的一端连接在输电线路的未覆冰侧,另一端连接到融冰装置(7)的输入侧；

E)融冰接入刀闸(6)的一端连接在输电线路的覆冰侧，另一端连接到融冰装置(7)的输出侧；

F)融冰短接刀闸(8)并联连接在输电线路重覆冰端末端的三相线路。