直流融冰裝置實(shí)際應(yīng)用中的問題及改進(jìn)措施

陳聰文

摘要：隨著直流融冰裝置在電網(wǎng)主網(wǎng)架輸電中的廣泛應(yīng)用，在一定程度上解決了線路覆冰情況，進(jìn)而保障電網(wǎng)的正常運(yùn)行，滿足人們的用電需求。但直流融冰裝置在實(shí)際應(yīng)用過程中卻存在一些問題。因此，本文對出現(xiàn)的問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，并提出解決措施，希望可以使得直流融冰裝置能夠充分發(fā)揮自身作用，保障線路正常運(yùn)作。

關(guān)鍵詞：直流融冰 融冰裝置 電流

引言

直流融冰裝置是架空導(dǎo)線覆冰最為顯著的除冰設(shè)備，到現(xiàn)在為止已有多種直流融冰裝置應(yīng)用在電網(wǎng)中，這在一定程度上為技術(shù)那好低溫雨雪冰凍極端氣候增加了一層有效的防護(hù)措施，進(jìn)一步使得電網(wǎng)抵御冰凍災(zāi)害能力提升。因此，深入研究直流融冰裝置實(shí)際應(yīng)用中的問題及改進(jìn)措施顯得尤為重要。

一、直流融冰技術(shù)研究

直流融冰技術(shù)與交流短路融冰不同，直流融冰法可以將交流電源通過大容量電力電子設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎⑶覍σ欢ㄩL度的覆冰線路進(jìn)行加熱，從而可以實(shí)現(xiàn)融冰的作用。由于直流融冰電流在線路流動時(shí)自身不會消耗無功，只是直流換流器消耗一些無功，所以直流法可以應(yīng)用在多個(gè)電壓等級的融冰。直流融冰電源不僅可以采用自發(fā)電機(jī)，而且還可以使用交流電網(wǎng)，即將兩相亦或者三相導(dǎo)線的一端接入直流融冰裝置中，另一端短路，使用大功率的整流器將直流電源導(dǎo)入熱線，從而達(dá)到融冰的目的。

二、直流融冰裝置控制功能

（一）基本控制功能

直流融冰控制系統(tǒng)處于整個(gè)直流融冰裝置的核心位置，其控制性能的好壞對融冰效果有著直接的影響。而直流融冰控制系統(tǒng)的基本控制功能主要包含：（1）實(shí)現(xiàn)融冰裝置開關(guān)轉(zhuǎn)換、融冰三相線路切換和融冰啟停順控功能[1]。（2）能夠?qū)﹂y組和觸發(fā)脈沖、融冰電流、直流電源進(jìn)線有效的監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)問題，可以及時(shí)進(jìn)行解決。（3）能夠?qū)θ诒O(shè)備各部分和融冰線路進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)，如果發(fā)生緊急情況，可以及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，并執(zhí)行跳閘指令。

（二）融冰順控

直流融冰裝置按照其結(jié)構(gòu)和性能有移動式直流融冰設(shè)備、固定式直流融冰設(shè)備和固定式直流融冰加SVC設(shè)備。

（三） 電流控制

直流融冰裝置在帶線路融冰和零功率實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，都可以對直流電流進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，其中最為經(jīng)典的控制原理就是使用直流電流的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，意指通過電流參數(shù)值和電流實(shí)測的反饋至之間存在的誤差進(jìn)行積分調(diào)節(jié)。

三、直流融冰裝置實(shí)際應(yīng)用中的問題

在寒冷的冬天，主網(wǎng)架受到低溫冰凍的影響，這時(shí)融冰裝置就能夠充分展示自身的優(yōu)點(diǎn)。有些變電站有可能會在一天內(nèi)需要對多條交流線路進(jìn)行直流融冰操作，從而保障線路在低溫天氣能夠正常通行。由于融冰裝置運(yùn)行方式和工作流程較為復(fù)雜，導(dǎo)致多次起到融冰裝置就可能會引發(fā)各種問題。

（1）在線路融冰過程中直流選相刀閘是啟動次數(shù)最多的一個(gè)設(shè)備。在實(shí)際操作過程中，不僅需要承受4500A的融冰電流，而且還需要對不同交流線路融冰過程進(jìn)行多次頻繁切相別。如果想要對一條覆冰線路進(jìn)行融冰操作則需要2小時(shí)～3小時(shí)，并且這時(shí)的融冰選相刀閘發(fā)熱情況較為嚴(yán)重。

（2）在進(jìn)行直流融冰的零功率升流試驗(yàn)、線路融冰過程中，如果多次長時(shí)間承受諧波和操作的電壓，在一定程度上會使得換流變閥側(cè)交流的PT、CT可能會面臨破壞的風(fēng)險(xiǎn)。例如桂林站閥側(cè)交流CT就出現(xiàn)過破壞的問題。

（3）在整個(gè)線路融冰操作過程中，由于解閉鎖過于頻繁，并且融冰額定電流時(shí)間相對較長，則會容易發(fā)生損壞的情況。另外，如果在融冰過程中，由于缺少足夠的設(shè)備，則會影響融冰工作的正常開展，進(jìn)而使得線路長時(shí)間無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而強(qiáng)制性改變運(yùn)行方式和潮流。

（4）在直流融冰裝置運(yùn)作過程中，很容易存在奇次諧波，其中5、7次諧波最多，所以需要在正式解鎖之前，應(yīng)用5、7次濾波電容器組。而在解鎖之后則需要隨著電流的上升，根據(jù)實(shí)際諧波情況，在加入11次諧波。這樣操作在一定程度上會使得大量的無功對母線電壓造成影響，進(jìn)而導(dǎo)致在實(shí)際融冰過程中，很容易母線越限情況。

（5）融冰裝置對一些已經(jīng)設(shè)置好的參數(shù)的線路融冰過程中，很容易引發(fā)諧振過電壓損壞設(shè)備的情況。例如，在黎平融冰裝置對500kV施黎甲乙線使用1-1方式融冰時(shí)，在此過程中發(fā)生過6次諧振過電壓的情況，使得直流側(cè)刀閘、分壓器和避雷器受到不同程度上的損壞。

四、直流融冰裝置實(shí)際應(yīng)用改進(jìn)措施

（1）對融冰啟動操作流程進(jìn)行改進(jìn)，并且需要減少直流選相刀閘的切換次數(shù)，可以選擇1-1方式進(jìn)行融冰。另外，需要保持三相直流融冰選相刀閘動作次數(shù)保持一致;在實(shí)際的線路融冰過程中，尤其是長時(shí)間并且大電流經(jīng)過刀閘時(shí)，則需要做好融冰選相刀閘的紅外測溫工作，進(jìn)而可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常發(fā)熱情況，提出具有針對性的解決措施。

（2）根據(jù)線路融冰要求的投切標(biāo)準(zhǔn)，合理進(jìn)行投切。如果有手動投入的濾波器則需要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用，即在實(shí)際投入過程中，首先需要投入低次濾波器，而在退出過程中，則需要首先退出高次濾波器，這樣可以有效避免諧波過大，使得PT、CT設(shè)備損壞情況的發(fā)生。另外，如果遇到突發(fā)事件可以適當(dāng)拆除閥側(cè)交流PT的電氣連線、閥側(cè)交流CT的連線。如果額定電流在50%以上的線路融冰過程中，則需要對PT電壓、CT電流進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)控，需要詳細(xì)記錄諧波的變化[2]。除此之外，在必要時(shí)，則需要更換抗諧波能力較強(qiáng)的PT、CT設(shè)備。

（3）需要對閥組晶管擊穿，并需要確保相關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還需要檢測回路是否正常，晶閘管冗余數(shù)是否足夠。

（4）在開始投入濾波電容器組前期，對母線電壓較高的送端變電站，則需要投入母線上所有低壓電抗器，并且需要切除所有的低壓電容器;對于母線電壓偏低的受端變電站而言，在投入濾波電容器組之后，則需要根據(jù)母線電壓升高的實(shí)際情況，合理投入低壓電抗器。

（5）如果線路已經(jīng)發(fā)生過諧振過電壓，可以采用1-2方式融冰，或者使用1-1方法進(jìn)行融冰操作時(shí)，可以對站線路融冰短接刀閘采用非融冰的方式懸空斷開。

結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家電網(wǎng)建設(shè)力度的不斷增大，使得電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目增多。但在冬季低溫冰凍的惡劣氣候下，會使得電網(wǎng)受到嚴(yán)重的影響。而采用直流融冰裝置就可以很好地解決上述問題的存在，并且得到廣泛的應(yīng)用，效果較為理想，不僅保障了線路在冰期的安全穩(wěn)定性，而且還可以保障電網(wǎng)的正常運(yùn)作。

參考文獻(xiàn)

[1]全曉方，王靚，劉彬，李海生.直流融冰裝置主參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真[J].電工技術(shù)，2019（09）：62-64+67.

[2]顧濾.輸電線路直流融冰時(shí)間及影響因素分析[J].電工技術(shù)，2019（06）：49-51.