超高压输电线路直流融冰技术发展研究

超高压输电线路直流融冰技术发展研究

王英鹏 张天龙 吴桐 纪宁

国网辽宁省电力有限公司超高压分公司 辽宁沈阳 110000

【摘要】作为电力系统做主要的灾害之一，超高压电流出现冰冻现象解决难度较高。为达成超高电压输电线路的冰冻显现应对目标，直流融冰技术的应用目标等。本文主要从输电线结冰的原因、原理出发。并在既有固定式融冰装置技术应用，挖掘不同解决方案的特点，展开对比分析，整理出使用优势，为之后融冰技术的展开提供方法论指导。

【关键词】超高压输电线；直流；融冰技术

前言：户外电缆的极度低温的情况下，线路机械负荷超出预计标准。同时，绝缘子闪络、跳线、塔架倒塌、线路跳闸等现象随之出现，若冰冻现象较为严重，则有可能导致绝缘子闪络、跳线、塔架倒塌、线路跳闸等情况出现。为解决冰冻现象，融冰技术的应用至关重要。在此之中，若电力线路的距离超长，弧线呈现复杂现象，地形过于负载，融冰技术的实战难度也随之提升。我国采用的融冰技术主要为热冰融化技术。本文研究内容主要围绕该种技术分析，以在输电线接并现象主要分布区域，融冰技术原理等多个方面展开，以面对不同环境的情况下，确定技术的调节与应用，为之后电力的输送工作提供建议。

一、输电线路融冰技术应用的相关概述

（一）融冰技术使用的区域分布及使用必要性

电力行业在我国经济发展、人们生活需求满足中有着价值。因此，在电力运行中受外部环境影响可能会对于国家正常的运转产生影响^[1]。高压输电线再发出一定的热量之后，积雪、冻雨等等极端天气出现，电力线路中的积雪无法快速消融，数显效率受到影响，电源浪费的情况随之出现，材料电阻能力有限，自身发热能力无法保证，且冬季极端环境下，自身热度难以保证，长时间的累积下，结冰现象不断严重，电力输送恶劣的情况下，部分区域的企业居民无法保证正常的生产及生活。此种情况在南方天气中尤为突出，尤其是南方湿冷气候中，融冰技术的使用需求不断攀升。

（二）直流融冰技术应用原理

直流融冰技术控制及应用之中，为保证线路运行质量，达成控制电缆以及电压互感设备表面的冰体，促使融冰效果的有效提升^[2]。专业技术人员可以通过增加电压的形式展开，高压输电线路电流提升中，线路中的功率不断提升，线内的热度随之提升，电力系统表面的结冰随之融化。目前，固定式融冰技术的应用在融冰技术中有着重要价值，其蒸馏方式主要为晶闸管硅可控整流。

图1 直流融冰技术应用连接示意图

二、直流线路固定式融冰装置

对于500kV的交流、直流线路，可以配置由直流500kV供电，交流35kV，容量为60Mw的站问固定式直流融冰装置。大容量固定式直流融冰装置运行原理为，通过变电站供电，换流变压器、整流器、交流滤波器、刀闸以及控制保护设备等多个元件共同运转^[3]。直流融冰技术应用中，交流线路的连接示意图如下图所示。但是，受投入成本相关因素影响，固定式直流融冰系统工作难以长时间运行，否则将导致电力资源的浪费情况出现。因此，设计工作展开之中，技术人员需要考虑其作为静止式动态无功补偿装置的可行性，抑制暂态过电压、改善电能质量。

三、直流线路固定式融冰装置融冰保线方案

受直流输电工程主接线的特点、换流器的交直流变换特性、高度可控性使直流输电线路等技术细节影响，融冰技术应用呈现出更加灵活的趋势，操作难度降低，目前融冰保线方法如下所示：

①直流线路的融冰保线方案一：直接利用直流输电项目利用，展开融冰处理工作^[4]。操作技术：线冰融化，双极平衡大电流操作、单极金属回流大电流操作等。技术优点：系统的主接线、控制软件、保护软件可维持原态，无需更改就可保证技术应用质量，但是对于相关工作人员的专业性有一定的要求，调尤其是操作与调度流程方面，若想保证技术应用的连贯性，需要在此部分提起重视。缺点：冬季气候影响中，冰端处于干燥期，融冰设备传输功率较小，线路电流融冰能力无法发挥，该种融冰技术在我国目前的使用中已经逐步被淘汰。

②直流线路的融冰保线方案二：该种技术的应用中，主要是通过更改主接线的方式展开施工工作，采取提升电流值得方式推进，电流可提升至正常值的两倍，在保线的同时，达到融冰的要求，发挥出融冰的价值^[5]。保线技术的展开具体内容如表1中内容所示。但是，在展开融冰技术应用的过程中，操作人员可以改变主接线、更换技术型设备等形式，完成直流控制保护系统的建设，通过专业技术修改，使整流侧功率增加，若功率调度难度提升，也可能会遇到冰端处于干燥期融冰设备传输功率无法达到预期标准的情况。因此，在选择中还需根据实际情况展开技术遴选。

③直流线路的融冰保线方案三：双极运行中，一极功率处于正送运行状态，而另一极巩留运行方向则相反^[6]。该种融冰方式的运转中，需要主接线进行改动，引进新型设备，并在此基础上完成保护软件的调整工作。具体的使用中，该种技术的实施难度较低，换流功率方面，其可以减少直流线路运行中存在的损耗，保证融冰效果的同时，可以达成控制与交流系统功率互换的目标，对于多余的电流优质应用，完成电网系统功率的功率支援活动。同时，针对冬季奇幻环境展开分析，是保护功能达成冬季容并需求，完成功率的调度工作。该种技术方法在目前的应用中具有一定的价值，可以控制冰端处于干燥期融冰设备传输功率无法达到预期标准的情况，在此之中，具体的保护配置工作之中，保护方法可如表1中内容所示，以从全方位展开保护，达成功能的优化。

表1 超高压输电线路保护配置表

结束语：综上所述，本文主要针对超高压输电技术展开分析，了解直流融冰技术原理的同时，提升融冰技术应用质量，展开直流线路固定式融冰装置、融冰保险方案的应用研究，以在现有技术分析的同时整理出现有技术的应用现状，为之后的技术发展提供理论依据。

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