利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法
【專利摘要】利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法，屬于高壓輸配電領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的融冰裝置和融冰方法在融冰時不能保證輸電電路正常供電的問題。利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法，融冰導(dǎo)線包括高阻鋼芯和外層導(dǎo)體，位于所述輸電線路端部的融冰導(dǎo)線末端的高阻鋼芯和外層導(dǎo)體并聯(lián)連接之后與現(xiàn)有輸電線路的輸電線連接；位于分段耐張桿塔一側(cè)的融冰導(dǎo)線的高阻鋼芯和外層導(dǎo)體同時與位于該分段耐張桿塔的分段開關(guān)的進(jìn)線端連接，該分段開關(guān)的出線端與位于分段耐張桿塔另一側(cè)的融冰導(dǎo)線的外層導(dǎo)體連接，所述方法為：將位于所述融冰導(dǎo)線的電力輸入端一側(cè)的分段開關(guān)打開，開始融冰，融冰結(jié)束后，將該分段開關(guān)閉合。本發(fā)明適用于冰凍地區(qū)輸電線路的融冰。
【專利說明】利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高壓輸配電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年受溫室效應(yīng)影響異常氣候多發(fā)，電力輸電線路覆冰問題日益突發(fā)，人們一直在不斷的研究探索防治線路覆冰的方法。目前國內(nèi)外已采用的除冰方法有短路融冰法、調(diào)整負(fù)荷融冰法和IOKV電容補(bǔ)償融冰法等。因受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、主變?nèi)萘?、融冰電壓限制?shí)際應(yīng)用成功案例很少，IOKV電容補(bǔ)償融冰在220KV以上超長線路不能滿足要求，短路融冰法效果比較好但裝置貴、技術(shù)復(fù)雜在220KV及以下電網(wǎng)應(yīng)用普及困難。這些融冰方法融冰時線路都需要停電，所需融冰電源容量大，短路融冰二相導(dǎo)線融冰需要電源容量在30萬KW~60萬KW，相當(dāng)于一座中型發(fā)電廠的發(fā)電容量。一般小電網(wǎng)都沒有這樣的能力，而線路覆冰的特點(diǎn)大多都不是全線都覆冰，只是在特殊氣象段覆冰，而上述融冰方法只能應(yīng)用于全線導(dǎo)線加熱，沒有分段選擇的能力，消耗能源大對電網(wǎng)沖擊大。
[0003]用《不停電自動融冰用架空導(dǎo)線》融冰目前技術(shù)還不成熟，他的問題是融冰時減小導(dǎo)線載流截面后，導(dǎo)線發(fā)熱量仍不能滿足國家電網(wǎng)公司2012年頒發(fā)的輸電線路電流融冰技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，例如國家電網(wǎng)規(guī)定LGJ-300導(dǎo)線在溫度為_5°C、風(fēng)速為5米/秒時，最大融冰電流和最小融冰電流分別為I486.87A和660.4A，每千米導(dǎo)線功耗為P為:
[0004]P=I2^r ff/km
[0005]LGJ-300導(dǎo)線每米直流電阻值r為:
[0006]r=0.0935 Ω /km,
[0007]計(jì)算獲得單位導(dǎo)線最大功耗為206W/m，最小功耗為40.7W/m。
[0008]以LGJ-300導(dǎo)線為例，取其經(jīng)濟(jì)電流密度為0.8，載流量為300 X0.8=240A。融冰時導(dǎo)線載流截面減少3/4，相當(dāng)于每千米直流電阻增加4倍，則每千米直流電阻值為:
[0009]0.0935 Ω X 4=0.374 Ω/km,
[0010]每米導(dǎo)線融冰輸出功率為:
[0011]2402Χ0.375 + 1000=21.5w/m，
[0012]該值小于國家電網(wǎng)公司要求的LGJ-300導(dǎo)線最小功率40.7w/m，不能滿足線路融冰所需功率要求，即現(xiàn)有的融冰方法在應(yīng)用時無法保證輸電線路正常供電，伴隨著電力網(wǎng)的發(fā)展而不斷的增多，輸電線路怎樣有效的解決這一問題已成為世界性的問題。
[0013]2008年I月我國南部七省的冰凍災(zāi)害造成電網(wǎng)大面積倒桿、斷線部分地區(qū)電網(wǎng)處于崩潰和癱瘓狀態(tài)。上述的這些融冰措施由于存在這些問題發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。這場冰凍災(zāi)害造成的直接的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上千億，給人們的生產(chǎn)、生活帶來極大的影響，其間接的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響是無法估量的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的融冰裝置和融冰方法在融冰時不能保證輸電電路正常供電的問題，提出了利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法。
[0015]利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法，所述輸電線路包括融冰導(dǎo)線和多根水泥桿、多根分段耐張桿塔和多個分段開關(guān)，相鄰分段耐張桿塔之間架接有一根融冰導(dǎo)線；每根分段耐張桿塔上固定一個分段開關(guān)；融冰導(dǎo)線包括高阻鋼芯和外層導(dǎo)體，高阻鋼芯和外層導(dǎo)體之間設(shè)置有絕緣層，位于所述輸電線路端部的融冰導(dǎo)線末端的高阻鋼芯和外層導(dǎo)體并聯(lián)連接之后與現(xiàn)有輸電線路的輸電線連接；位于分段耐張桿塔一側(cè)的融冰導(dǎo)線的高阻鋼芯和外層導(dǎo)體同時與位于該分段耐張桿塔的分段開關(guān)的進(jìn)線端連接，該分段開關(guān)的出線端與位于分段耐張桿塔另一側(cè)的融冰導(dǎo)線的外層導(dǎo)體連接，所述方法為:
[0016]對兩根分段耐張桿塔之間的融冰導(dǎo)線進(jìn)行融冰時，將位于所述融冰導(dǎo)線的電力輸入端一側(cè)的分段開關(guān)打開，開始融冰，融冰結(jié)束后，將該分段開關(guān)閉合。
[0017]將融冰導(dǎo)線裝設(shè)在易發(fā)生導(dǎo)線覆冰的輸電線路上，替代原普通常規(guī)導(dǎo)線，并配合裝設(shè)分段開關(guān)，正常供電是分段開關(guān)在合位導(dǎo)線內(nèi)鋼芯和外導(dǎo)體同時輸送電流，需要進(jìn)行導(dǎo)線融冰時拉開融冰分段開關(guān)，將高阻鋼芯融冰導(dǎo)線外層導(dǎo)體部分?jǐn)嚅_，這時融冰導(dǎo)線內(nèi)部高阻值鋼芯輸送全部負(fù)荷電流，高阻鋼芯直流電阻值較大，鋼芯將產(chǎn)生導(dǎo)線融冰所需要的熱量，達(dá)到導(dǎo)線融冰的目的。它能夠在系統(tǒng)不改變正常運(yùn)行方式下，不增加線路傳輸電流。保持向用戶供電的同時對電力架空輸電線路進(jìn)行分段和有選擇性的融冰。避免覆冰對架空電力線路的危害。
[0018]利用高阻鋼芯融冰導(dǎo)線結(jié)合分段分段開關(guān)將其分段裝設(shè)在易覆冰輸電線路上，能夠方便，靈活，可靠地實(shí)現(xiàn)在電力系統(tǒng)正常供電運(yùn)行狀態(tài)下，不改變運(yùn)行方式，不改變接線，不需加大線路正常符合電流，在不中斷向用戶供電的情況下，安全快速地完成電力線路導(dǎo)線的融冰。該融冰輸電線路需要的融冰導(dǎo)線和分段開關(guān)接線簡單，可靠性高，使用壽命長，實(shí)施成本和維護(hù)費(fèi)用低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是【具體實(shí)施方式】一所述的分段開關(guān)的電氣連接示意圖，其中A表示現(xiàn)有輸電線路應(yīng)用的普通導(dǎo)線的電阻，B表示外層導(dǎo)體的內(nèi)阻，C表示高阻鋼芯的內(nèi)阻；
[0020]圖2是【具體實(shí)施方式】一所述的輸電線路的縱向斷面示意圖；
[0021]圖3是【具體實(shí)施方式】二所述的輸電線路的縱向斷面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]【具體實(shí)施方式】一:參見圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法，所述輸電線路包括融冰導(dǎo)線3、多根分段耐張桿塔4和多個分段開關(guān)1，相鄰分段耐張桿塔之間架接有一根融冰導(dǎo)線3 ;每根分段耐張桿塔上固定一個分段開關(guān)I ;融冰導(dǎo)線3包括高阻鋼芯和外層導(dǎo)體，高阻鋼芯和外層導(dǎo)體之間設(shè)置有絕緣層，位于所述輸電線路端部的融冰導(dǎo)線3末端的高阻鋼芯和外層導(dǎo)體并聯(lián)連接之后與現(xiàn)有輸電線路的輸電線連接；位于分段耐張桿塔一側(cè)的融冰導(dǎo)線3的高阻鋼芯和外層導(dǎo)體同時與位于該分段耐張桿塔的分段開關(guān)I的進(jìn)線端連接，該分段開關(guān)I的出線端與位于分段耐張桿塔另一側(cè)的融冰導(dǎo)線3的外層導(dǎo)體連接，所述方法為:
[0023]對兩根分段耐張桿塔之間的融冰導(dǎo)線3進(jìn)行融冰時，將位于所述融冰導(dǎo)線3的電力輸入端一側(cè)的分段開關(guān)I打開，開始融冰，融冰結(jié)束后，將該分段開關(guān)I閉合。
[0024]本實(shí)施方式所述的分段耐張桿塔4之間的距離作為一個融冰段，距離的確定方法為:為保證線路在融冰期間線路能正常供電，融冰段線路電壓降不能過大，應(yīng)控制在線路額定電壓5%之內(nèi)，可依據(jù)融冰線路正常供電負(fù)荷電流值，和融冰導(dǎo)線3的鋼芯電阻值計(jì)算確定融冰分段線路長度。
[0025]如果需要融冰的線路比較長，可以在相鄰的兩根耐張桿塔4之間設(shè)置有一根或多根輸水泥柱2，用于支撐融冰導(dǎo)線3。
[0026]【具體實(shí)施方式】二:參見圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一所述的利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法的進(jìn)一步限定，它還包括多個開關(guān)增強(qiáng)絕緣柱5-1和多個開關(guān)安裝橫擔(dān)5-2，每個開關(guān)增強(qiáng)絕緣柱5-1的一端固定在一個開關(guān)安裝橫擔(dān)5-2上，一根分段耐張桿塔4的底端，所述開關(guān)增強(qiáng)絕緣磁柱5-1的另一端固定在開關(guān)安裝橫擔(dān)5-2的頂端。
[0027]本實(shí)施方式中將分段開關(guān)I裝設(shè)在開關(guān)增強(qiáng)絕緣柱5-1上，用來提高開關(guān)對地絕緣水平與融冰線路相同。
[0028]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一或二所述的利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法的進(jìn)一步限定，所述分段開關(guān)I采用的是10?35KV電壓等級開關(guān)或刀閘。
[0029]本實(shí)施方式所述的開關(guān)的電壓等級是依據(jù)線路融冰時允許電壓降值確定的，開關(guān)斷口承擔(dān)融冰時導(dǎo)線鋼芯與外導(dǎo)體間的電壓差值。
[0030]工作原理:
[0031]正常供電運(yùn)行時開關(guān)是閉合狀態(tài)，高阻鋼芯3-1和外層導(dǎo)體3-2并聯(lián)共同輸送負(fù)荷電流。高阻鋼芯3-1和外層導(dǎo)體3-24之間是絕緣的。當(dāng)某一融冰段需要融冰時，將僅連接了該段融冰導(dǎo)線3的外層導(dǎo)體的分段開關(guān)I打開，這時該段融冰導(dǎo)線3的外層導(dǎo)體3-2即被斷開停止輸送電流，這時線路正常供電電流全部流經(jīng)高阻鋼芯3-1，使高阻鋼芯3-1產(chǎn)生導(dǎo)線融冰所需熱能融化導(dǎo)線外覆冰。融冰結(jié)束，合上分段開關(guān)I結(jié)束融冰工作，該段融冰導(dǎo)線3恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法，其特征在于，所述輸電線路包括融冰導(dǎo)線(3)、多根分段耐張桿塔(4)和多個分段開關(guān)(1)，相鄰分段耐張桿塔之間架接有一根融冰導(dǎo)線(3);每根分段耐張桿塔上固定一個分段開關(guān)(I);融冰導(dǎo)線(3)包括高阻鋼芯和外層導(dǎo)體，高阻鋼芯和外層導(dǎo)體之間設(shè)置有絕緣層，位于所述輸電線路端部的融冰導(dǎo)線(3)末端的高阻鋼芯和外層導(dǎo)體并聯(lián)連接之后與現(xiàn)有輸電線路的輸電線連接；位于分段耐張桿塔一側(cè)的融冰導(dǎo)線(3)的高阻鋼芯和外層導(dǎo)體同時與位于該分段耐張桿塔的分段開關(guān)(I)的進(jìn)線端連接，該分段開關(guān)(I)的出線端與位于分段耐張桿塔另一側(cè)的融冰導(dǎo)線(3)的外層導(dǎo)體連接，所述方法為: 對兩根分段耐張桿塔之間的融冰導(dǎo)線(3)進(jìn)行融冰時，將位于所述融冰導(dǎo)線(3)的電力輸入端一側(cè)的分段開關(guān)(I)打開，開始融冰，融冰結(jié)束后，將該分段開關(guān)(I)閉合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用輸電線路負(fù)荷電流融冰的方法，其特征在于，所述分段開關(guān)(I)采用的是10?35KV電壓等級開關(guān)或刀閘。
【文檔編號】H02G7/16GK103701080SQ201410005733
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】劉剛, 趙學(xué)增, 梁巖, 陳永輝, 劉建軍, 吳堅(jiān), 張竟偉 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司雞西供電公司, 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 黑龍江工業(yè)學(xué)院