本發(fā)明涉及輸電線(xiàn)路融冰，特別涉及多條輸電線(xiàn)路同時(shí)交流不停電融冰方法。

背景技術(shù)：

1、冬季易覆冰的地區(qū)，輸電線(xiàn)路大范圍普遍地出現(xiàn)線(xiàn)路覆冰現(xiàn)象，輸電線(xiàn)路除冰融冰任務(wù)極其繁重和困難，經(jīng)常出現(xiàn)線(xiàn)路較大范圍的停運(yùn)停電現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電力用戶(hù)的正常生產(chǎn)生活。電網(wǎng)運(yùn)行管理部門(mén)迫切需求更有效的融冰技術(shù)。

2、目前的融冰技術(shù)：

3、1.直流停電融冰技術(shù)：

4、國(guó)際國(guó)內(nèi)外輸電線(xiàn)路融冰方法都是直流停電融冰。為了減少輸電線(xiàn)路覆冰災(zāi)害的發(fā)生率及造成的危害，各國(guó)電力行業(yè)研究人員都在研究線(xiàn)路防冰和融冰技術(shù)手段，以實(shí)現(xiàn)高壓電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性和安全性。我國(guó)的華中、西南、華東地區(qū)發(fā)生過(guò)嚴(yán)重的自然雨雪冰凍災(zāi)害，高于電力輸變電設(shè)施遭受了嚴(yán)重的損害，高壓輸電線(xiàn)路跳閘和倒塔斷線(xiàn)現(xiàn)象非常普遍，嚴(yán)重影響和威脅高壓輸電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5、2.站間移動(dòng)式、發(fā)電車(chē)移動(dòng)式的直流融冰技術(shù)：

6、110kv至220kv線(xiàn)路的融冰技術(shù)目前主要采用的是站間移動(dòng)式技術(shù)、發(fā)電車(chē)移動(dòng)式的直流融冰方案，部分也采用交流短路式融冰方案，實(shí)際融冰效果不佳。

7、10kv、35kv線(xiàn)路是電力輸配電網(wǎng)，一是受人力物力的限制，另外地理環(huán)境復(fù)雜，沒(méi)有足夠的力量去重視。實(shí)際上這些線(xiàn)路直接與用戶(hù)緊密相關(guān)，其是否安全運(yùn)行直接影響用戶(hù)的用電可靠性。

8、10kv、35kv線(xiàn)路融冰沒(méi)有足夠的重視和也沒(méi)有大規(guī)模實(shí)施，融冰方式主要為移動(dòng)式直流融冰和人工除冰。因線(xiàn)路所處的地理環(huán)境影響，移動(dòng)融冰裝置很難快速到達(dá)需要融冰的指定位置，且融冰操作頻繁進(jìn)行。

9、3.人工除冰技術(shù)：

10、人工除冰安全風(fēng)險(xiǎn)更高，效率更低，10kv、35kv線(xiàn)路融冰時(shí)負(fù)荷側(cè)負(fù)荷需頻繁停電來(lái)配合融冰線(xiàn)路的融冰，給廣大電力用戶(hù)造成了極大的工作和生活不便與損失，實(shí)際融冰實(shí)施起來(lái)效果對(duì)電力用戶(hù)的影響不好。

11、綜上所述，高壓輸電線(xiàn)路直流融冰技術(shù)，需要在變電站內(nèi)獨(dú)立設(shè)立融冰電源、融冰變壓器、整流設(shè)備和電纜連接系統(tǒng)。融冰時(shí)線(xiàn)路要停運(yùn)，中斷大容量的電力輸送，影響電網(wǎng)穩(wěn)定性運(yùn)行。設(shè)備投資大，操作繁瑣，動(dòng)用人力物力多。站間移動(dòng)式技術(shù)、發(fā)電車(chē)移動(dòng)式的直流融冰技術(shù)，因線(xiàn)路所處的地理環(huán)境影響，移動(dòng)融冰裝置很難快速到達(dá)需要融冰的指定位置，且融冰操作頻繁進(jìn)行。人工除冰技術(shù)安全風(fēng)險(xiǎn)更高，效率更低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多條輸電線(xiàn)路同時(shí)交流不停電融冰方法。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、多條輸電線(xiàn)路同時(shí)交流不停電融冰方法，在不改變負(fù)荷大小的情況下，通過(guò)對(duì)融冰區(qū)段多條線(xiàn)路末端投入融冰元器件，增大被融冰區(qū)段線(xiàn)路的電流，使導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)行在重載或滿(mǎn)載狀態(tài)下自發(fā)熱方式去除導(dǎo)線(xiàn)上的覆冰。

4、進(jìn)一步，在融冰區(qū)段線(xiàn)樞紐變電站、樞紐母線(xiàn)或主輸電干線(xiàn)線(xiàn)路送端處并聯(lián)上足夠容量的電容器，通過(guò)電容器對(duì)多條融冰線(xiàn)路增加感性電流進(jìn)行補(bǔ)償，電容器能夠穩(wěn)定被融冰線(xiàn)路的電壓質(zhì)量。

5、進(jìn)一步，所述融冰元器件通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)融冰需要進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)投切。

6、進(jìn)一步，所述電容器和融冰元器件安裝于輸電線(xiàn)路上后，輸電線(xiàn)路的電壓變化應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)；在融冰時(shí)不影響送電側(cè)系統(tǒng)潮流，同時(shí)保證負(fù)荷側(cè)線(xiàn)路的電壓質(zhì)量。

7、進(jìn)一步，融冰區(qū)段存在多條線(xiàn)路時(shí)，在每條線(xiàn)路的末端均投入融冰元器件，融冰元器件為位于負(fù)荷側(cè)與線(xiàn)路并聯(lián)的電抗器。

8、進(jìn)一步，在融冰過(guò)程中，需對(duì)對(duì)電氣參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，以確保融冰設(shè)備的有效運(yùn)行，步驟如下：

9、步驟1融冰發(fā)熱功率計(jì)算：

10、基于焦耳定律，通過(guò)電阻的電流平方乘以電阻值，得出電阻上所產(chǎn)生的熱量，即融冰過(guò)程中所需的熱量；

11、p融冰＝|i0|2·r

12、式中，p融冰是融冰設(shè)備所產(chǎn)生的發(fā)熱功率；i0為待融冰線(xiàn)路允許的融冰電流；r為電阻，表示電路的有效電阻；

13、步驟2并聯(lián)電抗器上的電流計(jì)算：

14、在電抗器中，電流是通過(guò)電壓和電抗的關(guān)系計(jì)算得出的，將電抗器上的電流表達(dá)為虛數(shù)形式，反映其相位特性；

15、

16、式中，il代表并聯(lián)電抗器上流過(guò)的電流；vld為用電側(cè)電壓；j代表虛數(shù)單位；2π為常數(shù)，用來(lái)將頻率轉(zhuǎn)換為角頻率；f為電源的交流頻率；l為電抗器的電感值；ild為用電側(cè)電阻性電流；

17、進(jìn)一步推導(dǎo)為：

18、

19、步驟3電抗器的電感值計(jì)算：

20、通過(guò)電壓和流過(guò)電抗器的電流之間的關(guān)系，得出所需的電感值l；

21、

22、步驟4電容器容量計(jì)算：

23、基于補(bǔ)償電流與電壓、電容之間的關(guān)系，通過(guò)已知的電流和電壓來(lái)計(jì)算出所需要的電容值；

24、

25、式中，c為電容器的電容值；k為電抗器無(wú)功電流il的補(bǔ)償度；il為電抗器無(wú)功電流；vs為送電側(cè)母線(xiàn)電壓；

26、以上計(jì)算能夠融冰過(guò)程中的電氣參數(shù)，通過(guò)合理選擇電感和電容的參數(shù)，優(yōu)化融冰設(shè)備的性能，確保在需要時(shí)產(chǎn)生足夠的熱量。

27、進(jìn)一步，步驟3電抗器的電感值計(jì)算與步驟4電容器容量計(jì)算之間，還需要推導(dǎo)電抗器的無(wú)功電流與電容器的電流之間的關(guān)系，過(guò)程如下：

28、設(shè)電抗器無(wú)功電流il的補(bǔ)償度為k，則0＜k＜il；

29、所需電容器的電流ic大小與補(bǔ)償度k和電抗器的無(wú)功電流有關(guān)，表示為：

30、ic＝j(luò)·k·|il|

31、同時(shí)，電容器的電流ic大小與送電側(cè)母線(xiàn)電壓vs、頻率f和電容器容量c有關(guān)，表示為：

32、ic＝vs·j(2πf)c

33、補(bǔ)償電流的大小與電源電壓和電容值有關(guān)，表示為：

34、k·|il|＝|vs|·(2πf)c

35、因此，電容器的電流ic足以補(bǔ)償電抗器的無(wú)功電流il的一部分，補(bǔ)償部分通過(guò)補(bǔ)償度k決定。

36、本發(fā)明的有益效果是：

37、通過(guò)多條輸電線(xiàn)路同時(shí)交流不停電融冰方法進(jìn)而用于35kv、110kv和220kv多條輸電線(xiàn)路的交流不停電融冰，改變過(guò)去單條輸電線(xiàn)路交直流停電融冰方式，進(jìn)行多條輸電線(xiàn)路同時(shí)不停電交流融冰。

38、多條輸電線(xiàn)路同時(shí)交流不停電融冰方法可同時(shí)快捷便利地自動(dòng)控制多條線(xiàn)路制融冰，減輕融冰的工作量，保證線(xiàn)路的正常運(yùn)行，提線(xiàn)路輸電的可靠性。

39、多條輸電線(xiàn)路同時(shí)交流不停電融冰方法不需要專(zhuān)門(mén)的融冰電源，利用輸電線(xiàn)路本身的輸電電壓，在不改變負(fù)荷大小的情況下，通過(guò)對(duì)融冰區(qū)段多條線(xiàn)路末端投入融冰元器件(并聯(lián)感性電流的電抗器)增大被融冰區(qū)段線(xiàn)路的電流，導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)行在重載或滿(mǎn)載狀態(tài)下自發(fā)熱方式去除導(dǎo)線(xiàn)上的覆冰。在融冰區(qū)樞紐變電站、樞紐母線(xiàn)、主輸電干線(xiàn)線(xiàn)路送端并聯(lián)上足夠容量的電容器，對(duì)各同時(shí)融冰線(xiàn)路增加的感性電流進(jìn)行補(bǔ)償，穩(wěn)定好被融冰各線(xiàn)路的電壓質(zhì)量。

40、多條輸電線(xiàn)路同時(shí)交流不停電融冰方法在融冰時(shí)不影響主輸電電側(cè)系統(tǒng)潮流，同時(shí)保證負(fù)荷側(cè)線(xiàn)路的電壓質(zhì)量(即電壓變化在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍)。去除導(dǎo)線(xiàn)覆冰后，再切除融冰元器件恢復(fù)線(xiàn)路原有狀態(tài)，融冰過(guò)程中不影響末端用戶(hù)的正常用電。

41、多條輸電線(xiàn)路同時(shí)交流不停電融冰方法在不同電壓等級(jí)的輸配電線(xiàn)路上，有極其廣泛的應(yīng)用空間，和巨大的產(chǎn)品市場(chǎng)。會(huì)對(duì)電網(wǎng)融冰方式進(jìn)行根本性的有效改變，推動(dòng)電網(wǎng)融冰技術(shù)的飛躍發(fā)展。