基于调速直流电的直流融冰方法

基于调速直流电的直流融冰方法

0配网线路融冰2008年初，湖南电网遭受了严重的冷冻灾害。10~35kV城配网共损坏断路器101台,变压器10台,刀闸62组,电流互感器82台,电压互感器45台,蓄电池13组,龙门架15个,避雷器11支,电缆4根。10kV线路累计倒断杆63036基,断线47898处15304km,损坏配变3380台,低压线路倒断杆330450基,断线367673处39575km。2009年初,邵阳隆回县小沙江地区、益阳安化县以及常德石门县壶瓶山、太平地区发生覆冰,且结冰迅速,本次冰灾造成倒杆、断线、配变损坏,引发大面积停电事故。文献[3-11]对高压输电线路的融冰方法进行了较深入的研究,但无一涉及到配网线路的融冰。当主网线路融冰后,配网线路的覆冰同样直接影响正常供电。目前,抗击配网线路的冰灾,主要途径是对导线进行人工除冰,人工除冰存在诸多局限性,无法迅速有效地实现除冰,这种严峻局面给我们提出了一个不可回避的问题:在灾害发生时如何通过经济实用的融冰方法实现配网线路的融冰工作是急待研究解决的问题。针对上述问题,迫切需要研究配网线路融冰技术及装置,以适应目前配网线路融冰的需要,为克服配网冰冻灾害提供一种切实有效的解决办法。本文通过统计分析湖南部分地区配网线路的型号、长度,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,并研制了移动式融冰装置,解决了2km以内长度的任意线型配网线路的融冰问题。1定容转换融冰方法配网线路的构成极其复杂,其导线截面积不等。在使用线型复杂的同时,整个网络是由很多段长度不等的线路拼接而成。统计湖南电网部分地区的配网线路,出现的线型主要有LGJ-240、LGJ-185、LGJ-150、LGJ-120、LGJ-95、LGJ-70、LGJ-50和LGJ-35。其中以LGJ-70和LGJ-50为主,线路长度主要集中在2km以内,占该部分地区配网线路总数的65%,如图1所示。以满足2km线路长度的融冰进行计算:式中:Umin为最小融冰电压;Umax为最大融冰电压;Imin为线路的最小融冰电流;Imax为线路的最大融冰电流;l为线路的长度,取2km;r为线路的单位长度电阻。系数1.5表示融冰方式为线路两并一串;系数2表示融冰方式为线路两相串联。依据公式(1)和公式(2),可以计算得出配电网络线路2km融冰结果如表1所示。由表1可知,所有出现的线型以2km的线路长度进行计算融冰时所需的直流融冰电压取值范围为198~878V,融冰所需电压低。为了满足0~2km不同型号线路的融冰,本文提出基于调压整流的直流融冰方法,其原理如图2所示。其原理是利用380V电源作为输入,通过三相调压器调压后,引入不可控6脉波整流器将交流转换成合适大小的直流电流输出到配网线路上,使导线发热,从而达到融冰的目的。该方法为了扩展配网线路的融冰范围,不可控6脉波整流器的输入采用调压器进行调压以无级调节直流输出电压从而满足不同长度配网线路的融冰需求。2基于波动和压缩性的自动直冰装置2.1接触式配网线路直流融冰装置研制配网线路覆冰受典型微地形微气象特征的影响,一条线路可能只有少数几个档距覆冰,需要融冰的线路较短,且长度差异较大。针对这种情况,本文研制了基于调压整流的移动式配网线路直流融冰装置。需要融冰时,将装置运至覆冰地点进行融冰。此方式机动灵活,可较好地满足线路分段融冰的需求。为方便获取电源,移动式配网线路直流融冰装置采用发电机提供融冰电源,图3所示为移动式配网线路直流融冰装置原理图。移动式配网线路直流融冰装置由移动车辆、发电机、调压器、不可控6脉波整流器及融冰电缆构成,可满足长度2km以内配网线路的融冰工作。2.2可融冰线路长度根据表1的计算,配网线路线型差异明显,优先满足使用最广泛的LGJ-70和LGJ-50,选取350V输出融冰电压能够满足长度在2km以内的配网线路的融冰需求,相应的可融冰线路长度计算为:式中:Lmin为最短融冰距离;Lmax为最长融冰距离;Imin为线路的最小融冰电流;Imax为线路的最大融冰电流;UN为输出融冰电压,取350V;r为线路的单位长度电阻。系数1.5表示融冰方式为线路两并一串;系数2表示融冰方式为线路两相串联。依据式(3)和式(4),可以计算出装置在350V输出电压的情况下不同型号的导线可融冰线路长度,如表2所示。由表2可知,当输出融冰电压选取350V时,对LGJ-70和LGJ-50导线可融冰线路长度分别为1.101~2.350km和0.893~2.084km。采用三相调压器降压后,移动式直流融冰装置可融冰线路长度见表3。由表3可知,采用调压整流方式后,通过调节调压器获得合适的电压值就能满足任意线型长度0~2km的配网线路的融冰工作。根据以上计算,移动式配网线路直流融冰装置选取额定输出融冰电压(即整流器额定输出直流电压)为350V,选取额定输出直流电流为600A。3需要两相串联a相、c相串联b相串联a相融冰配网线路运行移动式配网线路直流融冰装置实际融冰时,发电机、调压器、整流器之间采用橡胶电缆进行电气联接。利用发电机提供380V融冰电源,整流器直流输出端与待融冰线路采用绝缘电缆连接,绝缘电缆用T型线夹将挂接到需要融冰的配网线路首端,尾端使用短路线进行三相短接处理。根据配网线路的型号和长度可选择将三相配网线路采取两并一串(如A相与B相并联再串联C相)或者两相串联(如A相与B相串联)的融冰方式进行连接,如图4所示,采用的是两并一串(B相与C相并联再串联A相)的融冰方式,该融冰方式对A相进行融冰,A相融冰完成后,换相分别进行B相和C相融冰。采用两相串联的连接方式,如A相与C相串联,对A相和C相同时进行融冰,此时B相悬空,A、C相融冰结束后,换A相和B相串联或B相和C相串联,对B相进行融冰。两相串联的接线方式只需进行一次换相,即可完成对三相配网线路的融冰工作。4流融冰方法研究配网覆冰倒杆断线后,直接对人民的生产和生活造成严重的损失和不便。针对配网线路线型复杂