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。     

直流融冰技术的研究及应用

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。     

直流融冰技术的研究及应用

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.     

交直流输电线路热力融冰技术分析

针对输电线路覆冰严重影响电力传输可靠性的问题,对多种热力融冰技术进行了研究。阐述了热力融冰技术的基本原理,重点介绍了热力融冰技术中交流融冰和直流融冰的方法,以及国内各种交流融冰方案和直流融冰装置的研究进展。通过对比各种交流融冰方法的特点,以及应用于交流线路与直流线路的直流融冰装置的特点,划分了几种融冰方法各自的适用范围,并对未来直流融冰装置的发展进行了探讨与展望。     

500kV线路可移动直流融冰装置的研制和实现

输电线路在冬季覆冰会对电网造成严重的破坏.针对中国典型气象条件,计算了500 kV输电线路融化覆冰所需的电流,并结合该计算结果及融冰装置的使用特点,提出了实现500 kV输电线路可移动直流融冰装置的技术方案.在确定技术方案及设计原则的基础上,描述了该方案的实现过程,并给出了该装置对500kV输电线路进行融冰的试验结果.结果表明该装置输出电流达到4kA,线路温升超过40℃,满足500 kV输电线路的融冰需要.     

南方电网主网架直流融冰工作流程与融冰效率研究

自2008年冰灾后,南方电网在西电东送主网架输电通道中加装了6套直流融冰装置,其中高肇直流高坡站直流融冰装置为南方电网首套高压直流输电线OPGW融冰装置。现有的研究工作大多只涉及线路两侧未安装融冰短接刀闸情况下相线融冰技术的研究与计算,实际上,地线覆冰是仅次于相线覆冰的影响系统冰期安全运行的因素,融冰短接刀闸的装设能够大大提高融冰效率。在此背景下,笔者介绍了6套直流融冰装置特别是高坡站OPGW直流融冰装置的概况,分析了基于覆冰预警系统的直流融冰工作流程及安装融冰短接刀闸前后的融冰效率。最后,对分析结果进行了总结,指出OPGW融冰具有可行性和必要性,并建议制定工作流程、加装融冰刀闸以提高融冰效率。     

500kV输电线路融冰技术研究

对500kV输电线路导线进行了融冰电流--时间特性试验温升试验,计算研究了改变线路潮流分布实现防止线路覆冰和融冰的可行性、三相短路融冰的可能性、直流融冰的可能性,研究了采用新型导线融冰的可行性.在此基础上,提出了相应的500kV输电线路融冰方案.     

线路交直流融冰技术综述

对目前国内外的输电线路电流融冰方法按交流和直流进行了分类总结.交流融冰可分为短路融冰和带负荷融冰;直流融冰按融冰对象是交流线路还是直流线路进行了划分.阐述了各种融冰方法的原理,重点介绍了交流短路融冰和直流融冰.通过对各种方法的适用范围、对系统的影响、操作难易等进行比较,得出直流融冰具有诸多优点,是未来的发展方向.最后,提出基于IGBT的直流融冰装置,该装置在非融冰期间可兼作STATCOM使用.     

线路交直流融冰技术综述

对目前国内外的输电线路电流融冰方法按交流和直流进行了分类总结。交流融冰可分为短路融冰和带负荷融冰;直流融冰按融冰对象是交流线路还是直流线路进行了划分。阐述了各种融冰方法的原理,重点介绍了交流短路融冰和直流融冰。通过对各种方法的适用范围、对系统的影响、操作难易等进行比较,得出直流融冰具有诸多优点,是未来的发展方向。最后,提出基于IGBT的直流融冰装置,该装置在非融冰期间可兼作STATCOM使用。     

长距离地线融冰及工程实践

架空输电直流融冰技术由于其良好的融冰效果,在交流500 k V及以上线路导线融冰中得到广泛应用,地线融冰技术成为目前需要解决的问题。在500 k V施秉—贤令山线路防冰抗冰改造工程实践中,通过对地线直流融冰技术进行深入研究,针对本工程复杂的地线情况,进行了地线直流融冰计算与分析,提出适合本工程的地线融冰方案并加以实施,取得了良好的效果,本文根据工程实践并结合地线直流融冰技术提出下一步展望。     

超高压输电线路直流融冰过程中接地故障定位技术

直流融冰技术是解决超高压输电线路覆冰问题的有效方法。由于融冰过程中冰水的掉落易导致输电线路的单相接地故障,研究了融冰线路的故障定位方法,以保障融冰过程的顺利进行及融冰设备的安全运行。首先对直流融冰系统的组成及整流器拓扑结构、控制策略进行了介绍并搭建了融冰系统的详细仿真模型。针对定电流控制方式下直流融冰线路的单相接地故障,通过对沿线电压分布的深入分析,提出了基于贝瑞隆模型的直流融冰线路接地故障定位方法。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对融冰线路故障进行了仿真验证,结果表明该方法能够实现融冰线路接地故障的快速准确定位。     

基于不可控整流移动式直流融冰装置的研究

针对湖南电网输电线路的冰冻灾害,提出了基于不可控整流的直流融冰技术,并研制了移动式直流融冰装置,可实现0～150km各种线型的输电线路融冰,解决了输电线路线型复杂、长度不等的融冰问题.移动式直流融冰装置对长沙向阳变电站110kV向黄I线进行了现场试验,该导线型号为LGJ-185,长度为12.626km,施加603A电流...     

一起高压输电线路直流融冰感应过电压分析

针对500 kV鸭渓—福泉Ⅱ回输电线路的直流融冰遇到的感应过电压问题,进行了理论计算和实测,结论为:此感应过电压是由于并行运行的输电线路的感应电压扰动导致了融冰线路的过电压保护间隙击穿放电所致,可通过变更直流融冰方式或根据整流装置的参数调整间隙距离来解决。     

不控整流型直流融冰装置设计与仿真研究

针对目前直流线路的直流融冰方法研究现状,提出了一种基于双24脉波不控整流器的直流融冰装置,可以通过改变整流变压器二次侧电压档位以及整流器输出连接方式来扩大装置融冰范围。给出了详细的直流融冰装置设计方案,在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了直流融冰装置模型,仿真结果验证了设计的有效性。     

可关断器件移动式直流融冰装置研究

为提高电网的可靠运行,加强电网防冰防灾能力建设,我国加强了先进电力电子技术用于融冰领域的研究。文章首先说明了线路融冰额定电流和电压的计算方法,随后介绍了基于可关断器件移动式直流融冰装置的技术先进性,给出了其系统技术方案、主电路拓扑和控制策略,尤其阐明了先进的四象限变流器模块串联的多重化电压源换流器(voltagesource converter,VSC)结构。500 kV线路现场试验证明,该装置的研制成功,为我国电网防冰减灾提供了新的技术手段。     

输电线路中频融冰频率与热功率均匀度分析

输电线路的覆冰会引发线路过负载、绝缘性能降低、杆塔倒塌、导线舞动等事故,而主流的短路融冰方法都存在着不可克服的缺陷;为此在高频激励新型输电线路融冰方法基础上,针对其在冰层介质损耗角正切值较小时电源频率过高的问题,提出了以牺牲一定融冰热功率均匀度为代价的中频融冰方法。首先基于均匀传输线理论,以长为100 km、电压等级为220 kV输电线路为例,搭建覆冰线路均匀传输线等效电路模型;继而分析沿线电压、电流和功率因数分布规律以及融冰频率与热功率均匀度的相互影响;最后提出输电线路中频融冰最佳电源频率的确定方法。仿真结果验证了所提方法的有效性与实用性。     

高压输电线路耦合共振除冰技术分析

高压输电线路除冰是电网安全运行的有力保障,为提高线路的除冰效率,提出一种耦合共振除冰方法。重点对覆冰导线做动力特性分析和实验测试,计算分析圆柱形、椭圆形和扇形雨凇导线的共振除冰频率,并考察覆冰区域应力分布,通过与实验结果比较发现,覆冰导线共振产生的应力大于覆冰破碎强度,论证了该方法的有效性和可行性,为输电线路耦合共振除冰提供参考依据。     

直流融冰装置拓扑结构的比较研究

对直流融冰装置的三种典型拓扑结构(二极管不可控整流、晶闸管全控整流和基于IGBT的全控整流)的性能和经济实用性进行了综合比较研究。在分析三种结构的工作原理基础上,建立了三种融冰结构的整流模型,从整流调压性能、谐波及无功特性、装置功耗、经济成本特性、功能扩展等方面进行了对比研究,并结合某线路融冰需求对上述三种结构性能进行了仿真验证。对比后得出结论:不可控整流结构成本低、大容量装置易实现,可应用于中长距离线路融冰;晶闸管全控整流结构具有输出直流电压平滑调节、可扩展为SVC的特点,可应用于有无功补偿需求的线路融冰;基于IGBT的全控整流结构输出电压调节能力强、电能质量优越,但成本高、系统复杂,在短距离线路、小容量融冰应用中占有优势。比较研究结论将为直流融冰工程装置结构的选择和设计提供有益参考。     

基于调压整流的配网线路直流融冰方法及其装置研究

目前配网线路主要采取的人工除冰方法进行融冰,无法迅速有效地实现除冰。在统计分析湖南部分地区配网线路的型号和长度的基础上,根据各种线型的最小融冰电流和最大融冰电流,经过融冰电压等计算,提出了基于调压整流的直流融冰方法。研制了相应的移动式直流融冰装置,有效地解决了冰灾发生时2 km以内长度的任意线型配网线路的融冰问题,能够显著地降低电力设施受冰冻灾害破坏的损失。