交流融冰在實際運用中的效果

桂良謀（國網江西省電力公司九江供電分公司　江西九江　332000）

交流融冰在實際運用中的效果

桂良謀
（國網江西省電力公司九江供電分公司江西九江332000）

受地形、氣候等因素的影響，江西九江廬山每年冬季與初春都可能出現冰雪凝凍天氣，導致桿塔、絕緣子、輸電線路等露天輸電設備均有不同程度的覆冰，其中輸電線路覆冰對電力系統的影響最為嚴重，可能造成導線斷線、桿塔倒塔等機械性損壞。為確保電網安全穩定運行和對廬山用戶的供電，九江公司開展了交流融冰試驗，取得了一定的成效，有效的預防了惡劣天氣對供電可靠性的影響。

融冰；可靠性；供電；方案

1　引言

廬山為國家重點風景名勝區，由于受供電走廊的影響，僅由一條110kV妙廬線供電，供電可靠性差。2008年春節前，九江電網遭受了罕見的冰凍災害，經受了有史以來最嚴峻的考驗，先后發生了電力線路冰閃跳閘、倒塔斷線事故。在各方共同的努力下，事故得到了有效的控制，最終沒有引起九江電網瓦解。為防范冰雪天氣對電網安全穩定的影響，我公司及時的開展了交流融冰試驗。

2　融冰具體方案

2.1短路融冰的原理

針對110kV妙廬線覆冰嚴重的問題，我們提出了短路融冰的方案，短路融冰即在架空線路的某一點裝設三相融冰短接線，再對線路送融冰電源，經過一段時間后，線路發熱，從而將架空線路上的覆冰融化。

不同型號導線交流融冰的對應的線路融冰效果與導線通過的電流大小相關，不同型號導線交流融冰的關鍵是解決短路電流大小的選擇問題。此次交流融冰試驗是利用現有電網的短路來實現的，因此必須做到：①不能影響正常用戶供電；②保證電網設備不過載；③保證融冰線路滿足熱穩要求；④要控制融冰時間，查看融冰效果。

2.2方案接線圖

方案采用周嶺110kV變電站35kV周小線送至小天池35kV變電站，通過兩臺主變并列后經兩條10kV線路送至廬山110kV變電站10kV母線，再經跨接110kV主變的短接線倒送110kV妙廬線，利用妙智110kV旁母連接妙周線，在周嶺變電站通過110kV妙周線線路側接地刀閘（開關冷備）形成三相短路接地（見圖1）。

2.3方案的計算與選取

2.3.1導線溫度校驗

本方案中所有線路最小線徑為150，當環境溫度為25℃時，導線溫度按70℃計算，導線長期允許電流445A，本次方案環境溫度按0℃計算，允許通過電流為555A，導線溫度不會超過70℃，這樣不會對導線造成任何損壞。

圖1　系統接線示意圖

2.3.2關于線路允許電流的選取

線路要求多大的電流才能既達到融冰效果又不會因為電流過大造成絕緣下降，使線路損傷過大或老化，查據有關數據，周小線：LGJ-95/11.9KM+LGJ-120/2.1KM；西谷線：LGJ-240/5KM；妙廬線：LGJ-150/8.8KM；，妙周線：LGJ-185/14.55+LGJ-150/ 2.69KM；妙沙線：LGJ-240/12.62KM。選取最小線徑導線LGJ-95按線路在環境溫度為0℃時的導線長期允許電流為Imax=1.24× 335=415A初步確定電流在400A左右，對其通電短路1～2h可以達到效果。

2.3.3關于運行方式的確定

目前技術上比較成熟的高壓輸電線路除冰多采用降壓融冰，這樣可以達到理想的工作電流。初步確定的方案有2個：方案一：35kV周小線→小天池主變10kV西谷線→廬山10kV母線→妙廬線（降壓至10kV）→妙周線（降壓至10kV）末端短路；方案二：35kV周小線→小天池主變→10kV西谷線→廬山10kV母線→妙廬線（降壓至10kV）→妙沙線（降壓至10kV）末端短路。由于妙沙線的短路阻抗較小，短路電流會比在妙周線末端要大一點。經過計算，在妙周線末端短路電流是418A，在妙沙線末端短路電流是485A，這樣看來，方案一更適合一點。

2.3.4關于保護的逐級配合

確定方案以后，核對沿線保護是否逐級配合，保證在線路融冰時不會過流跳閘，在線路有故障時，應有選擇性跳閘。

最末端西谷線過流定值420A＞400A，時間T=1.0S；上一級，小天池1#主變低壓側后備過流：257A＞158A，2#主變低壓側后備過流：407A＞258A時間T=1.3S；1#主變高壓側后備過流：74A＞44.5A，2#主變高壓側后備過流：116A＞73.46A時間T=1.6S；周小線過流III段由1.88A改為5.5A＞5A時間T=1.9S（原1.4S）。

3　融冰方案實驗結果

（1）調度SCADA所采數據（如表1）。

（2）采集數據對比分析：

①14時28分——合廬山變901開關：901電流為412.67A、母線電壓8.79kV；小天池10kV母線電壓9.24kV。

②14時29分——妙廬線C相斷線：901電流為368.68A、母線電壓8.79kV；小天池10kV母線電壓Uab為9.24kV、Ubc為10.05kV、Uca電壓為10.19kV。

③14時36分——投入廬山變電容器（額定2100kVar）：901電流增大為372.20A，有功和無功都增大；小天池兩臺主變無功降低、有功增大、電流減小。明顯降低了廬山至小天池10kV線路的無功損耗，使短路電流中的有功分量略有增大。

表1　

④因廬山主變高壓樁頭處引線未解，主變101有漏抗電流26.84A，給數據的精確帶來稍許影響。

⑤線路導線平均消耗功率為1.46/25.99÷2=28W/m；

導線溫度校驗。

（3）30min導線溫升（環境溫度18℃，微風條件）：

①周嶺變：妙周線32℃-18℃=14℃。

②妙智變：妙周線32℃-16℃=16℃妙廬線28.9℃-17℃= 12℃。

③妙廬線：7#桿23℃-18℃=5℃、11#桿25℃-18℃=7℃、50# 桿21℃-15℃=6℃。

4　結束語

通過這次融冰方案具體實施，發現線路融冰并不是簡單的通電流發熱融冰，整個融冰過程是一個系統工程。在融冰過程中可能會出現各種各樣難以預計的問題，如何利用現有的網架在最短的時間內對覆冰線路融冰，確保電網安全穩定運行，保證用戶正常用電，是我們長期探討的話題。

[1]電力系統自動裝置.中國水利水電出版社，2004.

[2]電網防冰融冰技術及應用.中國電力出版社，2010.

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2015-12-2