交流融冰在实际运用中的效果

桂良谋（国网江西省电力公司九江供电分公司　江西九江　332000）

交流融冰在实际运用中的效果

桂良谋
（国网江西省电力公司九江供电分公司江西九江332000）

受地形、气候等因素的影响，江西九江庐山每年冬季与初春都可能出现冰雪凝冻天气，导致杆塔、绝缘子、输电线路等露天输电设备均有不同程度的覆冰，其中输电线路覆冰对电力系统的影响最为严重，可能造成导线断线、杆塔倒塔等机械性损坏。为确保电网安全稳定运行和对庐山用户的供电，九江公司开展了交流融冰试验，取得了一定的成效，有效的预防了恶劣天气对供电可靠性的影响。

融冰；可靠性；供电；方案

1　引言

庐山为国家重点风景名胜区，由于受供电走廊的影响，仅由一条110kV妙庐线供电，供电可靠性差。2008年春节前，九江电网遭受了罕见的冰冻灾害，经受了有史以来最严峻的考验，先后发生了电力线路冰闪跳闸、倒塔断线事故。在各方共同的努力下，事故得到了有效的控制，最终没有引起九江电网瓦解。为防范冰雪天气对电网安全稳定的影响，我公司及时的开展了交流融冰试验。

2　融冰具体方案

2.1短路融冰的原理

针对110kV妙庐线覆冰严重的问题，我们提出了短路融冰的方案，短路融冰即在架空线路的某一点装设三相融冰短接线，再对线路送融冰电源，经过一段时间后，线路发热，从而将架空线路上的覆冰融化。

不同型号导线交流融冰的对应的线路融冰效果与导线通过的电流大小相关，不同型号导线交流融冰的关键是解决短路电流大小的选择问题。此次交流融冰试验是利用现有电网的短路来实现的，因此必须做到：①不能影响正常用户供电；②保证电网设备不过载；③保证融冰线路满足热稳要求；④要控制融冰时间，查看融冰效果。

2.2方案接线图

方案采用周岭110kV变电站35kV周小线送至小天池35kV变电站，通过两台主变并列后经两条10kV线路送至庐山110kV变电站10kV母线，再经跨接110kV主变的短接线倒送110kV妙庐线，利用妙智110kV旁母连接妙周线，在周岭变电站通过110kV妙周线线路侧接地刀闸（开关冷备）形成三相短路接地（见图1）。

2.3方案的计算与选取

2.3.1导线温度校验

本方案中所有线路最小线径为150，当环境温度为25℃时，导线温度按70℃计算，导线长期允许电流445A，本次方案环境温度按0℃计算，允许通过电流为555A，导线温度不会超过70℃，这样不会对导线造成任何损坏。

图1　系统接线示意图

2.3.2关于线路允许电流的选取

线路要求多大的电流才能既达到融冰效果又不会因为电流过大造成绝缘下降，使线路损伤过大或老化，查据有关数据，周小线：LGJ-95/11.9KM+LGJ-120/2.1KM；西谷线：LGJ-240/5KM；妙庐线：LGJ-150/8.8KM；，妙周线：LGJ-185/14.55+LGJ-150/ 2.69KM；妙沙线：LGJ-240/12.62KM。选取最小线径导线LGJ-95按线路在环境温度为0℃时的导线长期允许电流为Imax=1.24× 335=415A初步确定电流在400A左右，对其通电短路1～2h可以达到效果。

2.3.3关于运行方式的确定

目前技术上比较成熟的高压输电线路除冰多采用降压融冰，这样可以达到理想的工作电流。初步确定的方案有2个：方案一：35kV周小线→小天池主变10kV西谷线→庐山10kV母线→妙庐线（降压至10kV）→妙周线（降压至10kV）末端短路；方案二：35kV周小线→小天池主变→10kV西谷线→庐山10kV母线→妙庐线（降压至10kV）→妙沙线（降压至10kV）末端短路。由于妙沙线的短路阻抗较小，短路电流会比在妙周线末端要大一点。经过计算，在妙周线末端短路电流是418A，在妙沙线末端短路电流是485A，这样看来，方案一更适合一点。

2.3.4关于保护的逐级配合

确定方案以后，核对沿线保护是否逐级配合，保证在线路融冰时不会过流跳闸，在线路有故障时，应有选择性跳闸。

最末端西谷线过流定值420A＞400A，时间T=1.0S；上一级，小天池1#主变低压侧后备过流：257A＞158A，2#主变低压侧后备过流：407A＞258A时间T=1.3S；1#主变高压侧后备过流：74A＞44.5A，2#主变高压侧后备过流：116A＞73.46A时间T=1.6S；周小线过流III段由1.88A改为5.5A＞5A时间T=1.9S（原1.4S）。

3　融冰方案实验结果

（1）调度SCADA所采数据（如表1）。

（2）采集数据对比分析：

①14时28分——合庐山变901开关：901电流为412.67A、母线电压8.79kV；小天池10kV母线电压9.24kV。

②14时29分——妙庐线C相断线：901电流为368.68A、母线电压8.79kV；小天池10kV母线电压Uab为9.24kV、Ubc为10.05kV、Uca电压为10.19kV。

③14时36分——投入庐山变电容器（额定2100kVar）：901电流增大为372.20A，有功和无功都增大；小天池两台主变无功降低、有功增大、电流减小。明显降低了庐山至小天池10kV线路的无功损耗，使短路电流中的有功分量略有增大。

表1　

④因庐山主变高压桩头处引线未解，主变101有漏抗电流26.84A，给数据的精确带来稍许影响。

⑤线路导线平均消耗功率为1.46/25.99÷2=28W/m；

导线温度校验。

（3）30min导线温升（环境温度18℃，微风条件）：

①周岭变：妙周线32℃-18℃=14℃。

②妙智变：妙周线32℃-16℃=16℃妙庐线28.9℃-17℃= 12℃。

③妙庐线：7#杆23℃-18℃=5℃、11#杆25℃-18℃=7℃、50# 杆21℃-15℃=6℃。

4　结束语

通过这次融冰方案具体实施，发现线路融冰并不是简单的通电流发热融冰，整个融冰过程是一个系统工程。在融冰过程中可能会出现各种各样难以预计的问题，如何利用现有的网架在最短的时间内对覆冰线路融冰，确保电网安全稳定运行，保证用户正常用电，是我们长期探讨的话题。

[1]电力系统自动装置.中国水利水电出版社，2004.

[2]电网防冰融冰技术及应用.中国电力出版社，2010.

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2015-12-2