新型整流桥串并联切换直流融冰装置

我国南方地区冬季气温低湿度大,在远距离传输的高压输电线路上经常出现区域覆冰问题,覆冰严重时会造成杆塔倒塌等电力事故。文中研究的新型整流桥串并联切换直流融冰装置即用于解决输电线路覆冰问题,可避免造成大面积供电中断。文中基于常规十二脉动直流融冰装置,通过原理分析、参数设计和仿真验证,提出一种新型直流融冰拓扑,可以同时满足导线融冰的大电流和地线融冰的高电压需求。相较于常规十二脉动直流融冰装置,采用新型直流融冰拓扑可以选用一半容量的换流变压器和一半通态平均电流的晶闸管,显著降低设备投资成本;且在大电流输出模式下可以有效减小注入系统的谐波电流,从而减小接入点的系统电压畸变,改善直流融冰装置投入运行时的系统电压质量。     

高速铁路接触网防融冰技术研究

接触网覆冰严重影响受电弓取流,高速时更为明显,研究接触网防融冰方法对于高速铁路的安全稳定运行有积极意义。本文提出基于SVG的高速铁路接触网在线防冰与降压融冰相结合的防融冰方案,给出了全并联AT供电方式下的接触网在线防冰电流决策方案。仿真证明防冰工况下SVG能够根据末端网压灵活切换工作状态以及输出电流大小,保证列车正常运行,降压融冰方案能够有效降低装置容量。     

兼融冰功能的地铁能馈系统控制策略研究

地铁接触网覆冰会导致受电弓无法正常取流,甚至导致受电弓损害或断裂,严重影响列车的安全准点运行.此处提出了一种兼有融冰功能的地铁能量回馈系统,首先分析了地铁能量回馈系统融冰功能的工作原理,然后针对融冰过程中系统可能出现的过调制及过负载提出了相应的控制策略,最后通过RTDS仿真模型验证了兼融冰功能的地铁能量回馈系统以及控制...     

高速铁路接触网防融冰技术研究

接触网覆冰严重影响受电弓取流,高速时更为明显,研究接触网防融冰方法对于高速铁路的安全稳定运行有积极意义。本文提出基于 SVG 的高速铁路接触网在线防冰与降压融冰相结合的防融冰方案,给出了全并联 AT 供电方式下的接触网在线防冰电流决策方案。仿真证明防冰工况下 SVG 能够根据末端网压灵活切换工作状态以及输出电流大小,保...     

一种兼有融冰功能的城轨再生电能回馈系统

对电气化铁路而言,由于接触网覆冰,会导致受电弓无法正常取流,甚至导致受电弓的损害或断裂。严重影响列车的安全准点运行。目前已有的融冰方案均需要增加额外的融冰设备。提出一种兼有融冰功能的机车再生电能回馈系统,可利用相邻车站安装的地铁再生电能回馈设备。通过开关切换以及两台再生电能回馈设备功率环流的控制方法,实现对两个牵引站之间接触网线路的融冰功能,无须增加额外设备,具有控制灵活、可靠性高的特点。最后,通过仿真模型验证了该方法以及控制策略的正确性。     

直流融冰装置整流技术的比较

输电线路覆冰会引起线路断线、杆塔倒塌、大面积停电等事故,给国民生活造成严重影响,直流融冰技术是解决线路覆冰的有效手段。介绍了直流融冰技术的原理以及目前已实际应用的三种直流融冰技术,并对三种整流技术的电路结构、特点及适用范围进行了对比分析,得出结论:基于二极管整流技术的直流融冰装置结构简单、成本较低,但是由于电压控制问题,只适用于中长距离线路融冰;基于晶闸管整流技术的直流融冰装置输出电压、电流可以连续调节,且可以作为SVC使用,是目前应用最广泛的直流融冰装置;基于PWM整流技术的直流融冰装置电能质量及无功特性较好,但由于成本及技术问题,目前仅在短距离、小容量融冰中有所应用。结论对直流融冰实际应用中装置的选择有一定的指导意义。     

特高压直流输电线路融冰方案

针对输电线路覆冰严重影响特高压直流输电可靠性的问题,研究了特高压直流输电线路融冰的2种方案:预防性融冰方案和紧急融冰方案。预防性融冰方案是使特高压直流工程的2个极功率方向相反,可以在直流双极总功率很小的情况下实现较大的线路电流,防止线路覆冰形成;紧急融冰方案是将特高压直流换流器从串联接线方式转换为每站2个换流器并联运行,产生很大的融冰电流,可迅速融化已经形成的覆冰。文中提出了特高压直流工程紧急融冰方案的控制策略,即整流侧并联的2个换流器均处于定电流控制,逆变侧并联的2个换流器一个为定电流控制、另一个为定电压控制,逆变侧定电流换流器的电流参考值为线路电流测量值的一半,达到平均分配电流的目的,定电压状态的换流器控制整个极的直流电压。上述融冰方案的实施将大大降低覆冰对特高压直流输电系统可靠性的影响。     

特高压直流输电线路分段直流融冰方案

针对融冰线路一般不是全线覆冰的情况,提出了在重冰区线路下方建设分段直流融冰站的分段直流融冰方案。融冰距离取100km,通过对特高压直流线路大截面导线融冰电流范围和融冰时间的计算,确定融冰电流为12 000A,所需融冰功率153MW。为满足融冰功率的需求,提出了分段直流融冰站所需交流电源的电压等级为220kV。最后设计了2套24脉动整流电路并联的分段直流融冰装置,并对装置的设备参数进行了设计选型。通过Matlab仿真软件对特高压直流线路的分段直流融冰进行仿真,结果表明设计的装置其融冰电流可达10 980A,且输出电压为24脉动,总谐波畸变率(THD)仅0.83%,验证了该方案的可行性。     

强寒潮下超高压输电线路直流融冰效果差异分析

针对强寒潮天气下超高压输电线路各区段直流融冰效果存在差异的实际案例,根据输电线路覆冰在线监测数据和现场信息,结合输电线路运行参数以及直流融冰技术相关原理,开展了气象环境、覆冰情况及直流融冰参数间的关联性分析。结果表明:地线等效覆冰厚度较大导致融冰所需时间更长,现场气温较低、风速较大导致覆冰完全脱落所需的融冰电流有所增加,而实际融冰电流小于所需融冰电流导致覆冰未完全脱落。建议在融冰电流一定的基础上,若线路覆冰厚度较大,需适当延长融冰时间;若要短时间内取得较好的融冰效果,需适当增加融冰电流;在融冰时间一定的基础上,若线路环境气温较低或风速较大,需适当增加融冰电流。     

基于排列熵的绝缘架空地线直流融冰扰动与故障辨识

在覆冰过程中,地线脱冰容易导致绝缘地线出现短暂接地,引起直流融冰装置电气量波动,进而造成直流融冰装置保护频繁动作,影响融冰工作顺利开展。由于脱冰过程的随机性,脱冰导致的绝缘地线短暂接地会造成短时间内多次接地电阻阻值快速变化,进而引起直流融冰装置极线上电气量在接地后会发生多次扰动。而直流融冰装置具有电压低、电流数值小且稳定的特点,永久性故障一旦形成必然存在稳定的对地通路,不会在直流融冰装置极线上造成多次扰动。基于该特点,本文提出了基于排列熵的绝缘架空地线直流融冰扰动与故障辨识方法,克服了直流融冰装置输出电压高次谐波较大、扰动突变难以检测的问题,大量仿真验证该方法可靠有效。关键词：直流融冰;绝缘架空地线;排列熵;扰动;永久性故障     

湖北省电力公司在线融冰装置在500千伏咸梦线试验成功

直流输电系统通常应用于远距离、大容量输电。常规直流输电系统额定输送功率可达到300万千瓦,额定输送电流3000安培。当处于大电流运行时,电流在导线上产生的热量可以缓解线路覆冰,达到一定融冰效果。新型融冰方式在实际工程中得到了验证,丰富了输电线路防冰抗冰反事故技术措施,对今后输电线路防冰抗冰工作具有重要意义,为电网应对低温雨雪冰冻等极端气候增加了新的手段,能有效保障线路安全稳定运行。     

高压输电线路直流融冰装置故障特性及过流保护

直流融冰是解决高压和超高压输电线路覆冰问题的关键技术手段,而直流融冰装置的保护原理及方案是保障融冰线路和系统安全可靠运行的关键技术支撑。文中介绍了直流融冰系统及其保护配置,分析换流器过流保护在选择性上存在的不足。通过对直流融冰装置中换流变及换流器等各处短路故障特性的深入分析,提出了一种新型的过电流保护判定逻辑及动作策略,使过电流保护区分不同位置的故障并提高了动作可靠性。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对各类故障进行仿真测试,并验证了新型保护策略的可行性。     

特高压直流线路带电融冰系统研制及工程应用

为避免覆冰引起线路跳闸事故,且在融冰时不影响线路运行,论文研发了特高压线路地线和光纤复合架空地线（OPGW）的带电融冰系统,包含融冰电源、融冰装置、过电压保护系统、OPGW与地线回路。开展了OPGW/地线融冰参数校核、融冰装置参数校核,换流变压器、平波电抗器、桥臂过电压保护器选型,融冰线路绝缘化改造和绝缘配合设计,研发了特高压线路OPGW带电融冰系统。现场实测表明,融冰回路双端开路时,OPGW/地线感应电压可达13.7 kV,融冰回路单端接地时,感应电压降低至0.6 kV。计算表明,带电融冰装置选定额定参数10 kV/10 MW,可满足现场融冰要求。OPGW/地线表面覆冰为非规则形态,冰凌长度、直径、厚度的增长为非线性变化过程。现场实测表明,融冰装置输出260 A直流电流75 min后,OPGW最高温度升至20.7℃,安全地完成了特高压线路带电融冰。论文研制的特高压线路OPGW的带电融冰系统,为特高压直流线路在雨雪冰冻天气间安全运行提供了保障。     

南方电网直流融冰技术的研究与应用

极端寒冷气候条件引起的输电线路覆冰会导致输电线路严重受损,造成电网部分或全网停运。融冰技术和覆冰预警系统的研究与应用对于电网抗击冰灾具有重大的意义。文章介绍了由南方电网技术研究中心实施的融冰技术研究的几个方面,包括融冰关键参数试验、直流融冰装置样机的研制、覆冰监测预警系统研发等。详细介绍了60MW、25MW和500kW直流融冰装置样机设计、工厂测试和变电站现场测试。研究成果表明,在直流融冰技术在关键技术上取得了一批具有自主知识产权的原创性成果,并建立了国内第一个完整的直流融冰集成技术体系;覆冰监测预警系统研发实现了线路灾害（覆冰）预警系统的系统功能规范化、终端功能集成化,通信规约统一化和应用支撑平台一体化。     

基于12脉动整流技术的500kV输电线路融冰装置实现

500kV输电线路多采用分裂导线,因此常规的交流融冰方法难以提供足够的融冰电流。为解决500kV覆冰线路的融冰问题,提出了基于12脉动整流技术的高电压、大电流直流融冰方案。并根据500kV输电线路长度的多样性,采用了多档位调压、直流输出方式灵活组合的线路融冰方法。数学理论分析和系统仿真计算表明该方法能够满足不同长度的500kV输电线路的融冰电流需求。根据湖南500kV变电站线路参数,研制了满足15～50km的500kV线路融冰需要的大功率直流融冰装置,并进行了现场运行试验。试验结果为:现场试验波形与设计仿真波形一致,验证了系统模型仿真和理论分析的正确性;500kV线路导线温度从初始31.3°C升至42.9°C,温升11.6°C,温升明显;且直流融冰装置运行正常。试验结果表明,该方法可满足500kV分裂导线的融冰电流需要,电流热效应明显,可较好解决超高压输电线路的覆冰问题。     

保障直流融冰装置现场操作安全的措施

自2008年以来,每年冬季长时间持续的低温雨雪冰冻天气,造成部分地区线路断线、杆塔倒塌,电力供应中断,给国家和人民造成巨大的经济损失。为解决线路的覆冰问题,确保电网的稳定运行,南方电网公司及国家电网公司在多座变电站安装了直流融冰装置,对覆冰线路进行直流融冰。直流融冰装置的投运,增强了电网的抗冰能力,保证了在低温雨雪冰冻天气中线路持续稳定运行的能力。直流融冰,是指利用直流融冰装置整流后输出的直流电流在导线电阻中产生热量,使输电线路覆冰融化。随着电网直流融冰装置的广泛使用,为有效管控直流融冰现场操作的正确性,确保现场操作过程中不发生人身、电网事故,不发生误操作事故,     

输电线路直流短路融冰的临界电流分析

根据导线覆冰后短路融冰的物理过程,分析直流融冰的基本条件,通过融冰的热平衡过程分析,建立直流临界融冰条件的物理数学模型,提出计算冰面温度和临界融冰电流的方法,分析影响冰面温度和临界融冰电流的因素,并在人工气候室对建立的模型和提出的方法进行了试验验证,试验结果和计算结果基本吻合。分析计算和试验结果表明:在进行直流短路融冰时,融冰电流必须大于临界融冰电流,并根据覆冰和环境条件合理选择融冰电流;临界融冰电流是冰面温度、导线直径和覆冰厚度的函数,冰面温度决定了临界融冰电流,冰面温度与风速、覆冰厚度、导线直径和环境温度等均有关;覆冰厚度虽对临界融冰电流有影响,但不明显,影响临界融冰电流的主要因素是环境温度和风速。     

特高压直流输电大截面导线带电覆冰与融冰特性试验研究

现有小截面导线覆冰和融冰规律不能直接线性换算至大截面导线,为此在人工气候实验室开展LGJ-720/50和JL/G3A-900/40这2种特高压直流输电大截面导线的带电覆冰与融冰试验,分析覆冰厚度增长与电流和气象参数的变化规律,得到大截面导线融冰时间与融冰电流、环境温度和风速、覆冰厚度的特性曲线。研究结果表明运行电流通过产生焦耳热降低水滴在大截面导线上的冻结系数能抑制覆冰增长;风速增大、降雨量增加可以增大水滴的碰撞系数和收集系数,温度降低可增大冻结系数,从而加快导线覆冰增长速度;环境温度还决定着导线覆冰类型。大截面导线融冰时间主要取决于导线表面需要融化的冰层厚度,并随着融冰电流的增大逐渐减小;环境温度越低,风速越大,融冰时间越长;融冰时间随覆冰厚度增加呈线性规律增长。研究结果能够为特高压直流输电线路阻冰和融冰提供理论指导。     

直流融冰装置的研制与应用

输电线路的持续覆冰会导致输电线路严重受损,造成电网部分或全网停运。为了防止这种情况的再次出现,进行输电线路的融冰是一种很好的方法,直流融冰技术的研究与应用对于电网抗击冰灾具有重大意义。通过对南方电网各电压等级架空线路直流融冰参数进行仔细分析和计算,提出了适用于南方电网的交流输电线路的直流融冰技术方案,介绍了南方电网直流融冰装置样机的研制及其应用,特别介绍了60 MW, 25 MW和500 kW直流融冰装置的样机设计、工厂测试、现场试验和现场实际融冰效果。     

山区农网中压线路直流融冰电流计算

针对福建省各地输电线路覆冰状况,介绍了概率统计方法、CRREL模型回归法和逐步回归法等福建冰区图绘制方法。通过融冰过程中的热平衡分析以及直流融冰模型,给出了输电线路直流融冰电流计算方法和具体的直流融冰方案。根据观察福建省主要冰区分布情况,以福建某一山区中压线路为例,结合基于移动储能装置的直流融冰系统,对该线路的直流融冰参数进行分析和计算,并讨论线路线径、线路长度、环境温度、风速和融冰厚度对直流融冰电流和融冰时间的影响。