直流融冰装置实际应用中的问题及改进措施

陈聪文

摘要：随着直流融冰装置在電网主网架输电中的广泛应用，在一定程度上解决了线路覆冰情况，进而保障电网的正常运行，满足人们的用电需求。但直流融冰装置在实际应用过程中却存在一些问题。因此，本文对出现的问题进行详细的分析，并提出解决措施，希望可以使得直流融冰装置能够充分发挥自身作用，保障线路正常运作。

关键词：直流融冰 融冰装置 电流

引言

直流融冰装置是架空导线覆冰最为显著的除冰设备，到现在为止已有多种直流融冰装置应用在电网中，这在一定程度上为技术那好低温雨雪冰冻极端气候增加了一层有效的防护措施，进一步使得电网抵御冰冻灾害能力提升。因此，深入研究直流融冰装置实际应用中的问题及改进措施显得尤为重要。

一、直流融冰技术研究

直流融冰技术与交流短路融冰不同，直流融冰法可以将交流电源通过大容量电力电子设备转变为直流，并且对一定长度的覆冰线路进行加热，从而可以实现融冰的作用。由于直流融冰电流在线路流动时自身不会消耗无功，只是直流换流器消耗一些无功，所以直流法可以应用在多个电压等级的融冰。直流融冰电源不仅可以采用自发电机，而且还可以使用交流电网，即将两相亦或者三相导线的一端接入直流融冰装置中，另一端短路，使用大功率的整流器将直流电源导入热线，从而达到融冰的目的。

二、直流融冰装置控制功能

（一）基本控制功能

直流融冰控制系统处于整个直流融冰装置的核心位置，其控制性能的好坏对融冰效果有着直接的影响。而直流融冰控制系统的基本控制功能主要包含：（1）实现融冰装置开关转换、融冰三相线路切换和融冰启停顺控功能[1]。（2）能够对阀组和触发脉冲、融冰电流、直流电源进线有效的监控，如果发现问题，可以及时进行解决。（3）能够对融冰设备各部分和融冰线路进行监控和保护，如果发生紧急情况，可以及时进行报警，并执行跳闸指令。

（二）融冰顺控

直流融冰装置按照其结构和性能有移动式直流融冰设备、固定式直流融冰设备和固定式直流融冰加SVC设备。

（三） 电流控制

直流融冰装置在带线路融冰和零功率实验模式下，都可以对直流电流进行准确的控制，其中最为经典的控制原理就是使用直流电流的反馈数据进行控制，意指通过电流参数值和电流实测的反馈至之间存在的误差进行积分调节。

三、直流融冰装置实际应用中的问题

在寒冷的冬天，主网架受到低温冰冻的影响，这时融冰装置就能够充分展示自身的优点。有些变电站有可能会在一天内需要对多条交流线路进行直流融冰操作，从而保障线路在低温天气能够正常通行。由于融冰装置运行方式和工作流程较为复杂，导致多次起到融冰装置就可能会引发各种问题。

（1）在线路融冰过程中直流选相刀闸是启动次数最多的一个设备。在实际操作过程中，不仅需要承受4500A的融冰电流，而且还需要对不同交流线路融冰过程进行多次频繁切相别。如果想要对一条覆冰线路进行融冰操作则需要2小时～3小时，并且这时的融冰选相刀闸发热情况较为严重。

（2）在进行直流融冰的零功率升流试验、线路融冰过程中，如果多次长时间承受谐波和操作的电压，在一定程度上会使得换流变阀侧交流的PT、CT可能会面临破坏的风险。例如桂林站阀侧交流CT就出现过破坏的问题。

（3）在整个线路融冰操作过程中，由于解闭锁过于频繁，并且融冰额定电流时间相对较长，则会容易发生损坏的情况。另外，如果在融冰过程中，由于缺少足够的设备，则会影响融冰工作的正常开展，进而使得线路长时间无法正常运转，进而强制性改变运行方式和潮流。

（4）在直流融冰装置运作过程中，很容易存在奇次谐波，其中5、7次谐波最多，所以需要在正式解锁之前，应用5、7次滤波电容器组。而在解锁之后则需要随着电流的上升，根据实际谐波情况，在加入11次谐波。这样操作在一定程度上会使得大量的无功对母线电压造成影响，进而导致在实际融冰过程中，很容易母线越限情况。

（5）融冰装置对一些已经设置好的参数的线路融冰过程中，很容易引发谐振过电压损坏设备的情况。例如，在黎平融冰装置对500kV施黎甲乙线使用1-1方式融冰时，在此过程中发生过6次谐振过电压的情况，使得直流侧刀闸、分压器和避雷器受到不同程度上的损坏。

四、直流融冰装置实际应用改进措施

（1）对融冰启动操作流程进行改进，并且需要减少直流选相刀闸的切换次数，可以选择1-1方式进行融冰。另外，需要保持三相直流融冰选相刀闸动作次数保持一致;在实际的线路融冰过程中，尤其是长时间并且大电流经过刀闸时，则需要做好融冰选相刀闸的红外测温工作，进而可以及时发现异常发热情况，提出具有针对性的解决措施。

（2）根据线路融冰要求的投切标准，合理进行投切。如果有手动投入的滤波器则需要根据相关标准进行使用，即在实际投入过程中，首先需要投入低次滤波器，而在退出过程中，则需要首先退出高次滤波器，这样可以有效避免谐波过大，使得PT、CT设备损坏情况的发生。另外，如果遇到突发事件可以适当拆除阀侧交流PT的电气连线、阀侧交流CT的连线。如果额定电流在50%以上的线路融冰过程中，则需要对PT电压、CT电流进行实时动态监控，需要详细记录谐波的变化[2]。除此之外，在必要时，则需要更换抗谐波能力较强的PT、CT设备。

（3）需要对阀组晶管击穿，并需要确保相关数据信息，同时还需要检测回路是否正常，晶闸管冗余数是否足够。

（4）在开始投入滤波电容器组前期，对母线电压较高的送端变电站，则需要投入母线上所有低压电抗器，并且需要切除所有的低压电容器;对于母线电压偏低的受端变电站而言，在投入滤波电容器组之后，则需要根据母线电压升高的实际情况，合理投入低压电抗器。

（5）如果线路已经发生过谐振过电压，可以采用1-2方式融冰，或者使用1-1方法进行融冰操作时，可以对站线路融冰短接刀闸采用非融冰的方式悬空断开。

结束语

随着经济的快速发展，国家电网建设力度的不断增大，使得电网建设项目增多。但在冬季低温冰冻的恶劣气候下，会使得电网受到严重的影响。而采用直流融冰装置就可以很好地解决上述问题的存在，并且得到广泛的应用，效果较为理想，不仅保障了线路在冰期的安全稳定性，而且还可以保障电网的正常运作。

参考文献

[1]全晓方，王靓，刘彬，李海生.直流融冰装置主参数设计与仿真[J].电工技术，2019（09）：62-64+67.

[2]顾滤.输电线路直流融冰时间及影响因素分析[J].电工技术，2019（06）：49-51.