交流融冰在實(shí)際運(yùn)用中的效果

桂良謀（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司九江供電分公司　江西九江　332000）

交流融冰在實(shí)際運(yùn)用中的效果

桂良謀
（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司九江供電分公司江西九江332000）

受地形、氣候等因素的影響，江西九江廬山每年冬季與初春都可能出現(xiàn)冰雪凝凍天氣，導(dǎo)致桿塔、絕緣子、輸電線(xiàn)路等露天輸電設(shè)備均有不同程度的覆冰，其中輸電線(xiàn)路覆冰對(duì)電力系統(tǒng)的影響最為嚴(yán)重，可能造成導(dǎo)線(xiàn)斷線(xiàn)、桿塔倒塔等機(jī)械性損壞。為確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和對(duì)廬山用戶(hù)的供電，九江公司開(kāi)展了交流融冰試驗(yàn)，取得了一定的成效，有效的預(yù)防了惡劣天氣對(duì)供電可靠性的影響。

融冰；可靠性；供電；方案

1　引言

廬山為國(guó)家重點(diǎn)風(fēng)景名勝區(qū)，由于受供電走廊的影響，僅由一條110kV妙廬線(xiàn)供電，供電可靠性差。2008年春節(jié)前，九江電網(wǎng)遭受了罕見(jiàn)的冰凍災(zāi)害，經(jīng)受了有史以來(lái)最嚴(yán)峻的考驗(yàn)，先后發(fā)生了電力線(xiàn)路冰閃跳閘、倒塔斷線(xiàn)事故。在各方共同的努力下，事故得到了有效的控制，最終沒(méi)有引起九江電網(wǎng)瓦解。為防范冰雪天氣對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的影響，我公司及時(shí)的開(kāi)展了交流融冰試驗(yàn)。

2　融冰具體方案

2.1短路融冰的原理

針對(duì)110kV妙廬線(xiàn)覆冰嚴(yán)重的問(wèn)題，我們提出了短路融冰的方案，短路融冰即在架空線(xiàn)路的某一點(diǎn)裝設(shè)三相融冰短接線(xiàn)，再對(duì)線(xiàn)路送融冰電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，線(xiàn)路發(fā)熱，從而將架空線(xiàn)路上的覆冰融化。

不同型號(hào)導(dǎo)線(xiàn)交流融冰的對(duì)應(yīng)的線(xiàn)路融冰效果與導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)的電流大小相關(guān)，不同型號(hào)導(dǎo)線(xiàn)交流融冰的關(guān)鍵是解決短路電流大小的選擇問(wèn)題。此次交流融冰試驗(yàn)是利用現(xiàn)有電網(wǎng)的短路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此必須做到：①不能影響正常用戶(hù)供電；②保證電網(wǎng)設(shè)備不過(guò)載；③保證融冰線(xiàn)路滿(mǎn)足熱穩(wěn)要求；④要控制融冰時(shí)間，查看融冰效果。

2.2方案接線(xiàn)圖

方案采用周嶺110kV變電站35kV周小線(xiàn)送至小天池35kV變電站，通過(guò)兩臺(tái)主變并列后經(jīng)兩條10kV線(xiàn)路送至廬山110kV變電站10kV母線(xiàn)，再經(jīng)跨接110kV主變的短接線(xiàn)倒送110kV妙廬線(xiàn)，利用妙智110kV旁母連接妙周線(xiàn)，在周嶺變電站通過(guò)110kV妙周線(xiàn)線(xiàn)路側(cè)接地刀閘（開(kāi)關(guān)冷備）形成三相短路接地（見(jiàn)圖1）。

2.3方案的計(jì)算與選取

2.3.1導(dǎo)線(xiàn)溫度校驗(yàn)

本方案中所有線(xiàn)路最小線(xiàn)徑為150，當(dāng)環(huán)境溫度為25℃時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)溫度按70℃計(jì)算，導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期允許電流445A，本次方案環(huán)境溫度按0℃計(jì)算，允許通過(guò)電流為555A，導(dǎo)線(xiàn)溫度不會(huì)超過(guò)70℃，這樣不會(huì)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)造成任何損壞。

圖1　系統(tǒng)接線(xiàn)示意圖

2.3.2關(guān)于線(xiàn)路允許電流的選取

線(xiàn)路要求多大的電流才能既達(dá)到融冰效果又不會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)大造成絕緣下降，使線(xiàn)路損傷過(guò)大或老化，查據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，周小線(xiàn)：LGJ-95/11.9KM+LGJ-120/2.1KM；西谷線(xiàn)：LGJ-240/5KM；妙廬線(xiàn)：LGJ-150/8.8KM；，妙周線(xiàn)：LGJ-185/14.55+LGJ-150/ 2.69KM；妙沙線(xiàn)：LGJ-240/12.62KM。選取最小線(xiàn)徑導(dǎo)線(xiàn)LGJ-95按線(xiàn)路在環(huán)境溫度為0℃時(shí)的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期允許電流為Imax=1.24× 335=415A初步確定電流在400A左右，對(duì)其通電短路1～2h可以達(dá)到效果。

2.3.3關(guān)于運(yùn)行方式的確定

目前技術(shù)上比較成熟的高壓輸電線(xiàn)路除冰多采用降壓融冰，這樣可以達(dá)到理想的工作電流。初步確定的方案有2個(gè)：方案一：35kV周小線(xiàn)→小天池主變10kV西谷線(xiàn)→廬山10kV母線(xiàn)→妙廬線(xiàn)（降壓至10kV）→妙周線(xiàn)（降壓至10kV）末端短路；方案二：35kV周小線(xiàn)→小天池主變→10kV西谷線(xiàn)→廬山10kV母線(xiàn)→妙廬線(xiàn)（降壓至10kV）→妙沙線(xiàn)（降壓至10kV）末端短路。由于妙沙線(xiàn)的短路阻抗較小，短路電流會(huì)比在妙周線(xiàn)末端要大一點(diǎn)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，在妙周線(xiàn)末端短路電流是418A，在妙沙線(xiàn)末端短路電流是485A，這樣看來(lái)，方案一更適合一點(diǎn)。

2.3.4關(guān)于保護(hù)的逐級(jí)配合

確定方案以后，核對(duì)沿線(xiàn)保護(hù)是否逐級(jí)配合，保證在線(xiàn)路融冰時(shí)不會(huì)過(guò)流跳閘，在線(xiàn)路有故障時(shí)，應(yīng)有選擇性跳閘。

最末端西谷線(xiàn)過(guò)流定值420A＞400A，時(shí)間T=1.0S；上一級(jí)，小天池1#主變低壓側(cè)后備過(guò)流：257A＞158A，2#主變低壓側(cè)后備過(guò)流：407A＞258A時(shí)間T=1.3S；1#主變高壓側(cè)后備過(guò)流：74A＞44.5A，2#主變高壓側(cè)后備過(guò)流：116A＞73.46A時(shí)間T=1.6S；周小線(xiàn)過(guò)流III段由1.88A改為5.5A＞5A時(shí)間T=1.9S（原1.4S）。

3　融冰方案實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）調(diào)度SCADA所采數(shù)據(jù)（如表1）。

（2）采集數(shù)據(jù)對(duì)比分析：

①14時(shí)28分——合廬山變901開(kāi)關(guān)：901電流為412.67A、母線(xiàn)電壓8.79kV；小天池10kV母線(xiàn)電壓9.24kV。

②14時(shí)29分——妙廬線(xiàn)C相斷線(xiàn)：901電流為368.68A、母線(xiàn)電壓8.79kV；小天池10kV母線(xiàn)電壓Uab為9.24kV、Ubc為10.05kV、Uca電壓為10.19kV。

③14時(shí)36分——投入廬山變電容器（額定2100kVar）：901電流增大為372.20A，有功和無(wú)功都增大；小天池兩臺(tái)主變無(wú)功降低、有功增大、電流減小。明顯降低了廬山至小天池10kV線(xiàn)路的無(wú)功損耗，使短路電流中的有功分量略有增大。

表1　

④因廬山主變高壓樁頭處引線(xiàn)未解，主變101有漏抗電流26.84A，給數(shù)據(jù)的精確帶來(lái)稍許影響。

⑤線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)平均消耗功率為1.46/25.99÷2=28W/m；

導(dǎo)線(xiàn)溫度校驗(yàn)。

（3）30min導(dǎo)線(xiàn)溫升（環(huán)境溫度18℃，微風(fēng)條件）：

①周嶺變：妙周線(xiàn)32℃-18℃=14℃。

②妙智變：妙周線(xiàn)32℃-16℃=16℃妙廬線(xiàn)28.9℃-17℃= 12℃。

③妙廬線(xiàn)：7#桿23℃-18℃=5℃、11#桿25℃-18℃=7℃、50# 桿21℃-15℃=6℃。

4　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)這次融冰方案具體實(shí)施，發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路融冰并不是簡(jiǎn)單的通電流發(fā)熱融冰，整個(gè)融冰過(guò)程是一個(gè)系統(tǒng)工程。在融冰過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣難以預(yù)計(jì)的問(wèn)題，如何利用現(xiàn)有的網(wǎng)架在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)覆冰線(xiàn)路融冰，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證用戶(hù)正常用電，是我們長(zhǎng)期探討的話(huà)題。

[1]電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置.中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2]電網(wǎng)防冰融冰技術(shù)及應(yīng)用.中國(guó)電力出版社，2010.

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2015-12-2