低电压交流融冰及直流融冰调度操作
直流融冰技术原理及应用
直流融冰技术 原理及应 用 徐 国艳 叶宇峰
国网 四Ｊ Ｉ Ｉ 省 电力 公司检 修 公司雅 安运 维分 部 四川 雅 安 ６ ２ ５ ０ ０ ０
摘要 ：针 对冬季覆冰辙严重影响四川特高压电 网安全运行的重 大影响，本文分析 了直流融冰技术原理和 特点，研 究直流融冰 技 术 在 四 川 易 发严 重 覆 冰 灾 害 区 域 的 应 用 ，提 高输 电 线路 抵 御 冰 雪 灾 害的 能 力 ，降 低 覆 冰 对 特 高压 输 电 系 统可 靠性 的影 响 。 关键 词 ：融 冰 技 术 ； 冰 雪灾害； 技 术原 理 冰雪灾 害是世 界众 多国家 冬季 电力系统安 全 的严 重威 胁，四川 Ｉ 特高压 电网在 易发生冰灾区域 ，极易受到输 电线路 覆冰 严 重 导致 线 路 断线 、杆 塔 倒 塌 等 威 胁 ，进 而 导致 大 面 积 停电事 故。直流融冰技术 是国家电网公司根据 ２ ０ ０ ８年初 电 网冰灾之后确立的重要科研 项 目。直流融冰是 指在线路遭遇 冰雪灾害的情况下，利 用大功率电力电子器件产生直流 电流 ， 加热导线融化线路覆冰 ， 恢复系统供 电， 确保 电网安全运行。 １国内外冰 雪灾害 １ ９ ９ ８ 年１ 月 美 加 冰 灾 发 生 于 美 国 东 北 部和 加拿 大 东南 部 ， 由于 覆 冰 现 象 严 重 导 致 大量 输 电 线路 杆 塔 倒 塌 ，电力 供 应 被 迫中断 ， 造成 ４ ７ ０万 加 拿 大 人 和 ５ Ｏ万 美 国 人遭 受停 电影 响 ， 约造成 ３ ５亿美 元的经济损失 。 １ ９ ９ ９年 ｌ ２月法 国输 电网络５ ０万 人 遭 受 停 电影 响 。 － ２ ０ ０ ５年 １月瑞 典因冰雪风暴造成 电力系统长时 间停运 ，
６ ５万人 停 电 。 ２ ０ ０ ５年 ｌ １ 月 德 国 遭 受冰 雪 灾害 ， 致使 ７ Ｏ条主 要输 电线 路 停 运 ，导 致 ２ ０万 人 受 停 电 影 响 。
直流融冰装置的工作原理及融冰方式探讨
．
图 ３ 直流冰装置设置的融冰方式 ２
２ ． ６
第 ７期
申国华 ， ： 流融 冰装置 的工作原理及融冰方式探讨 等 直
融冰方 式控 制 程序 模 式有 “ 自动 ” “ 动 ” 种 、手 两 模式 ， 自动模式 有 ： 方式 、 冰选相 、 融冰 融 融冰 时 间、 融 冰过程分段 选项 ； 动模 式 有 ： 手 融冰 方 式 、 冰 选 相 、 融
２ 。因此 ， 流融冰装置设 置的融冰方 式有 “ ” 直 方式 ｌ ” （ ２ 、方 式 ２ （ ３ 两种方式 ； 图 ： 图 ）“ ”图 ） 如
的线路 ， 将线路 对侧 ｉ相 短接 ， 侧线 路 三相 通 过 临 本
时导线 分别接入融 冰母线 ， 通过 ｉ相线路 的 自动切换 装置， 由控制装 置来 自动切换 乏相线路 连接到 整流装 置 ， 证 相线 路均 衡融 冰 ， 保 切换 过 程 中整 流装 置 及 开关的操作 可 由手动 或 自动顺 序控 制 来 实现 。这 种 融 冰方式 的特 点是 相线路融 冰程 度均衡 ， 不会 产生 ｉ相导线 的张力差并对杆 塔造成影 响。
１ ℃ 。Ｃ相为 １℃ 。随后 用 “ 式 １—１ 对 Ａ、 １ ６ 方 ” Ｂ相 进行 直 流融 冰 ， 时 １ 钟 Ａ、 历 Ｏ分 Ｂ两 相线 路 覆 冰 全
冰掉落情况 的方 式来进行线路 的融冰工作。根 据
２１ ０ ０年 １ ２月贵州 电 网公 司 （ 生技部 、 中试 院） 贵 阳 在 召开 的直 流融冰 方案 审查 会 上进 行 的直 流融 冰 一线
水站 对 照
图 ２ 直流融冰装置设置的融冰方式 １
图 １ 直流 融 冰 示 意 图
电网线路融冰技术(学术参考)
学校名称毕业设计(论文)论文题目：输电线路融冰技术学生姓名： XX 学号 XXXXXXXXXX 年级、专业、层次：函授站：二○X X年X月摘要输电线路是电能输送的核心组成部分, 在电力系统中有着十分重要的作用。
在电路系统中冰灾是电力系统最严重的威胁之一。
我国幅员辽阔，各地区地区气候差异大，南方地区冬季气温低, 雨水多、空气湿度大、特别在海拔300～1 000 m左右的地区很容易结冰。
由于南方输电线路的覆冰厚度设计值一般多为10 mm 或15 mm, 抗冰能力低, 特别在2008 年初长时间的低温雨雪冰冻天气中使我国南部省份电网损失严重。
北方地区在春秋也会出现类似的极端天气，造成输电线路覆冰事故，本文主要分析了影响输电线路覆冰的因素及其危害，并系统介绍了除(融)冰技术的发展现状，探讨适合于输电线路融冰的各种技术, 重点提出并分析未来可能推广应用的直流融冰的关键技术和初步实现方案, 为融冰技术的进一步发展提供一定的参考。
关键字：输电线路融冰技术目录摘要 (2)引言 (5)一、影响输电线路覆冰的成因 (5)（一）覆冰的分类 (5)（二) 覆冰的成因 (7)二、输电线路覆冰的危害 (7)（一）过负载危害 (7)（二) 不均匀覆冰或不同期脱冰危害 (8)（三) 覆冰导线舞动危害 (8)（四) 绝缘子冰闪危害 (8)三、输电线路除(融)冰技术发展现状和比较分析 (8)（一) 机械除冰法 (8)（二) 增加覆冰线路的负荷电流融冰 (9)（三) 采用高强度耐热铝合金导线 (9)（四）热力除(融)冰法 (9)（五）自然被动除冰法 (10)（六）其他除冰方法 (10)四、直流融冰的关键技术与方案设计 (13)（一）直流供电电源结构 (13)（二) 直流装置容量的选择 (13)（三) 输电线路融冰关键技术参数研究 (14)（四）非融冰装置应用研究 (16)（五）移动式直流融冰设备的研究 (16)（六）直流融冰技术研究与应用 (16)五、输电线路交流电流融冰技术及应用 (20)（一) 交流短路融冰技术的基本原理 (20)（二) 交流短路融冰技术方案 (20)（三) 交流短路融冰设计方案 (23)（四）交流融冰技术应用 (24)六. 初步研究结论及拓展应用研究思路 (25)（一）初步研究结论 (25)目录（二) 拓展应用研究的思路 (26)结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)引言2008年1月中旬至2月初，受大面积降雪和冻雨天气影响，我国南方地区遭遇大范围降雨、雪天气，经历了有气象记录以来最严重的持续低温雨雪冰冻灾害。
高速铁路接触网直流融冰技术
高速铁路接触网直流融冰技术史国强（中国国家铁路集团有限公司运输调度指挥中心，北京100844）摘要：接触网覆冰会损坏供电设备甚至造成动车组大面积停运，严重威胁高速铁路安全，接触网融冰技术是保障铁路安全的关键技术之一。
对接触网覆冰危害进行分析，梳理防覆冰技术研究应用现状，提出一种基于牵引变电所内变压器输出的27.5kV交流电源，经直流融冰装置转换成直流电，在导线电阻中产生热量融化接触网覆冰的解决途径，并给出相关技术指标、装置组成及三级保护设置方案。
关键词：高速铁路；接触网；覆冰；直流融冰中图分类号：U225文献标识码：A文章编号：1001-683X（2020）11-0122-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.11.1221接触网覆冰危害覆冰是特定气象条件下产生的冰冻现象。
我国是输电线路覆冰严重的国家，特别是2008年初发生的50年一遇的冰雪灾害，导致南方10多个省市部分电力供应中断，引发电气化铁路大范围停电，给铁路系统造成了巨大损失，只能临时采用内燃机车摆渡维持运行，由此对国民经济其他方面造成的损失更是难以估量［1］。
作为牵引供电系统的重要组成部分，接触网直接裸露于空气中，极易受气候、地形等外部因素影响，在高寒、高湿地区覆冰现象频发，严重影响铁路安全运行［2］。
通常情况下，电气化铁路由于列车运行时接触导线中有电流通过不易结冰，所以接触网覆冰概率较小，但由于我国“八纵八横”高铁网分布于众多气候带及地质条件下，加之采用夜间天窗综合维修方式，在相当长时间内没有列车通过，当温度在0℃上下浮动、湿度较大时，接触导线极易出现覆冰现象。
1.1对接触网导线、承力索的危害当接触网覆冰质量超过设计最大值，迎风面面积过大，在风力作用下会发生振荡、舞动，引发线索、连接部件、绝缘子等抽拖、折断，严重时造成倒杆、断线甚至塌网事故。
接触网覆冰分布不均匀时，不同部位温度不同，造成覆冰融化程度存在差异，邻近线索张力差会引发电气安全距离不足等隐患。
输电线路融冰技术
输电线路融冰技术输电线路上覆冰种类较多，有雨淞、雾淞、混合淞、湿雪、冻雨覆冰和冻雾覆冰等，影响导线覆冰的主要的气象因素有气温、空气湿度和风。
一般来说最易覆冰的温度为-8～0℃。
若气温太低，比如在-20～-15℃或更低时，水滴将变成雪花而不易于形成覆冰。
当有了足够冻结的温度后，覆冰的形成还必须有较高的空气湿度，一般要求空气湿度达到90％以上。
如果是凝结在电线上，就使电线覆冰。
这就是电线覆冰。
根据冰害事故类型分析, 覆冰事故可归纳为以下四类：（1）线路覆冰的过载事故即导线覆冰超过设计抗冰厚度(覆冰后质量、风压面积增加)而导致的事故。
机械方面，包括金具损坏、导线断股、杆塔损折、绝缘子串翻转及撞裂等；电气事故则是指覆冰使线路弧垂增大，从而造成闪络，威胁人身安全。
2008 年初，湖南处于海拔 180-350 m 之间的电网设施出现严重覆冰现象，先后有岗云、复沙和五民 3 条 500 kV 线路出现倒塔事故，共倒塔 24 基，变形 3基。
（2）不均匀覆冰或不同期脱冰事故对于导线和地线来说, 相邻档不均匀覆冰或不同期脱冰都会产生张力差, 使导线在线夹内滑动, 严重时将使导线外层铝股在线夹出口处全断、钢芯抽动, 造成线夹另一侧的铝股发生颈缩, 拥挤在线夹附近,长达1～20m ( 悬垂线夹和耐张线夹均有此类情况发生) 。
不均匀覆冰的张力差是静荷载, 而不同期脱冰属动荷载, 这是二者的不同之处。
其次, 因邻档张力不同, 直线杆塔承受张力差, 使绝缘子串产生较大的偏移, 碰撞横担, 造成绝缘子损伤或破裂。
再次, 当张力差达到一定程度后, 会使横担转动, 导线碰撞拉线, 电气间隙减小, 使拉线烧断造成倒杆。
（3）绝缘子串冰凌闪络事故覆冰是一种特殊形式的污秽, 其放电过程也是由表面泄漏电流引起的。
绝缘子覆冰或被冰凌桥接后, 绝缘强度降低, 泄漏距离缩短。
融冰时, 绝缘子表面将形成导电水膜, 绝缘子局部表面电阻降低, 形成闪络。
直流融冰装置运行操作经验总结
（）对运 行 人员加 强 “ 流融 冰装置 操 作”的 ６ 直
培训和 演练 ，并在局层 面组 织直 流融冰全 过程 的应 急演练 。
３ 直 流融冰装 置操 作过程 中存在 的问题 分析
此次直 流融冰历 时较长 ，经过 分析 ，存 在如 下 问题 ： （）１ １ １ 月 ２日晚将 ３ Ｖ直流 融冰装置 由检 修 ５ｋ 转 为热备 用属 于多余 操作 ， 因为第 ２天在工 作班开 始 进行直 流母线搭 接工作 前仍然要 求装置 在检修状 态 。这个 操作 增加 了时 间。
流融冰 装置进 行直 流融冰 技术 的研究 。 直 流融冰 装置 的投 运 ，增 强 了云南 电网的抗冰 能力 ，但在投运 初期 ，因缺乏运 行操作 经验 ，不但
ｒ、 、．
１ 方 式 一ｌ
Ａ 导线 相
｝ Ｂ线 相 导
ｌ
可军流 １ 控整器
图 １ 直 流 融 冰 线路 不 意
变２ 种类型 ，一般前者 为 固定 式 ，后者为 可移动 式 。
０ ：３ 地调 命令将 ３ Ｖ直流 融冰装置及 融冰 ９２ ， ５ ｋ 母 线 由热备用转 为检修 ，合上 直流融 冰母线上 的接
地 开 关。
０ ：１ 在 现场办理 了工作许 可手续后 ， ９４ ， 工作班
开始进行 直流母 线搭接 工作 ；同时 ，另一个工 作班
（）进一 步完 善各 条线路 “ ５ 引流线搭 接和 线路 末端三 相短路 的工作 票” 以纸质形 式发给 工作人员 ， 平时进 行学 习及 演练使 用 。在工 作开始 时 ，工作票
直流融冰装置操作及原理探讨
直流融冰装置操作及原理探讨王伟【摘要】结合500kV官山变电站固定式直流融冰装置运行及融冰情况，简要介绍直流融冰装置的工作原理及操作。
【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2016(000)024【总页数】2页(P81-81,82)【关键词】直流融冰工作原理;操作【作者】王伟【作者单位】安徽省电力公司检修公司，安徽铜陵244000【正文语种】中文【中图分类】TM75500kV官山变电站直流融冰兼SVC装置于2015年9月投运，其融冰模式额定容量为100MW，融冰额定输出直流电流为5000A，直流额定电压为20kV，可满足300km的输电线路融冰需求。
平时作为SVC装置（静置无功补偿器）运行，可以进行无功补偿，实现-120MVar～+180MVar无功连续调节，能抑制暂态过电压，改善电能质量。
阻尼系统低频振荡，提供系统稳定极限和输送能力。
直流融冰兼SVC装置配置多模式切换闸刀，改变主电路拓扑结构，可重构直流融冰/SVC模式。
遭遇冰雪灾害天气，可快速构建成输电线路直流融冰装置，对输电线路进行快速融冰，提高输电线路抗击冰雪灾害的能力，保证电网安全运行。
1.1 基本原理直流融冰装置其直流融冰电源由变电站35kVIII母线提供交流电源，通过主电路6脉动相控整流电路，以定电流控制作为主要控制手段。
直流融冰装置对三相线路采用的融冰方式为：将需要融冰的运行线路改为冷备用，将线路对侧三相短接，本侧线路三相通过导线分别接入融冰母线，通过三相线路的自动切换装置，由控制装置自动切换将线路连接到换流阀，通过换流阀将交流电变为直流电后，以输电线路的导线作为负载，使较大的直流电流流过输电线路，从而保证每相线路均衡融冰。
通过三相线路的切换开关的不同组合，可实现融冰线路一进一回和一进两回融冰。
这种融冰方式的特定是每相线路融冰程度均衡，不会产生三相导线的张力差并对杆塔造成影响。
对于特定融冰线路，直流融冰装置输出事先设定的恒定直流融冰电流，对不同线路融冰可以设定不同的融冰电流定值。
供电线路融冰应急预案
供电线路融冰应急预案一、前言随着气候变化和气象条件的不断变化，供电线路在寒冷地区可能面临结冰的风险。
结冰现象不仅会导致供电线路的故障和中断，还可能危及人身安全。
因此，为应对供电线路结冰情况，制定一套融冰应急预案至关重要。
本文将简要介绍供电线路融冰应急预案的内容和操作步骤。
二、融冰应急预案的目标供电线路融冰应急预案的目标是确保供电线路能够快速有效地消除结冰现象，保障供电线路的正常运行。
具体目标包括：1. 快速发现供电线路的结冰情况；2. 确定结冰区域和程度；3. 采取适当的融冰措施，防止供电线路故障和中断；4. 恢复供电线路正常运行，降低对用户影响；5. 提高应急响应和处理能力，减少融冰过程中的人身伤亡风险。
三、应急预案的内容1. 监测和通报（1）安装供电线路结冰监测设备，定期检查和维护设备。
（2）建立结冰现象报警机制，及时获得结冰预警信息。
（3）一旦接收到结冰预警，及时通知相关部门和人员。
2. 融冰措施（1）优化供电线路设计，减少结冰风险。
（2）建立融冰设备和药剂采购机制，确保设备和药剂供应充足。
（3）确保设备和药剂储存合适，防止受潮或损坏。
（4）对供电线路进行定期巡检，及时发现结冰迹象。
（5）制定融冰工作方案，根据结冰区域和程度选择适当的融冰措施。
3. 应急响应和处理（1）一旦发现结冰情况，及时上报，并组织相关人员前往现场处理。
（2）根据融冰工作方案，选择适当的融冰措施，如喷洒防冰液、使用融冰装置等。
（3）在融冰过程中，严格遵守操作规程和安全操作要求，确保人身安全。
（4）对融冰过程进行监测和记录，及时调整措施，确保达到融冰效果。
（5）融冰结束后，恢复供电线路的正常运行，并进行后续巡检和维护工作。
四、培训和演练1. 培训（1）定期组织供电线路融冰应急预案培训，提高工作人员的应急响应和处理能力。
（2）介绍融冰设备和药剂的使用方法，以及操作规程和安全要求。
2. 演练（1）定期组织供电线路融冰应急演练，检验应急预案的可行性和有效性。
交流输电系统直流融冰装置简介及其应用
交流输电系统直流融冰装置简介及其应用摘要：本文首先阐述了融冰装置方案，从融冰装置的两种电源来源，即发电机与变电站进行分析，然后对直流融冰的应用推广加以简要叙述，最后对融冰装置线路接入方式及其故障控制策略进行分析研究。
关键词：直流融冰；推广应用；接入方式冰冻灾害常常考验着电力系统，电网技术如果裕度不够，常常会发生冰闪甚至倒塔断线、电网瘫痪的情形。
融冰技术通过将电能转化为热能，增大导线电流提升温度实现融冰目的，融冰技术具有多方面的突出优势，时间短、易操作等，因此这项技术具有很好的运用推广价值，值得重点研究。
1.融冰装置方案直流融冰法的优势主要体现于融冰方式，通过大容量设备将交流电源转化为直流，发电机或者交流电网均可以作为其电源，将导线一端与直流融冰装置直接相连，导线另一端短路，将直流电流注入导线来实现加热目的，进而完成融冰目的。
这种融冰方式仅需消耗小部分无功，因此适用范围较为广泛。
覆冰融化的前提是上述过程所产生的热量大于导线散发及其融冰热量之和。
在运用直流融冰过程中，须注意以下几个技术核心问题: 1）线路所需最小电流；2）装置容量、融冰装置能够提供的最大融冰电流、融冰装置能够提供的最大输出直流电压；3）输入电源的来源；4）无功和谐波对交流电网产生的影响；5）变电站的接入方式。
1 .1电源由发电机（发电车）提供直流融冰电源由发电机提供的电路图1 所示。
这里的发电机可以是大功率柴油发电机组，也可以是电网发电机。
在这种电源模式下，通过改造主接线，将其通过旁路与整流器联通，获得直流电源，最终达到融冰目的。
假如220kV及其110kV变电站中，10kV恰好能够满足此种整流器电源输入需求，直流融冰为一种特殊工况，220kV主变或110kV主变可以满足其换相电抗需求，融冰过程中将其直接与220kV主变或110kV主变10kV侧直接连通。
上述模式没有整流变压器，可以实现在各变电站之间整流器直接移动，但这模式只能选择六脉动整流，在整流过程中不可忽视的因素是其间生成的无功和谐波，而且需要评估在这个过程中产生的220kV或者110 kV的换相电抗对主变产生的影响。
(精品)直流融冰兼SVC装置知识培训
罗平直流融冰兼SVC
河池直流融冰
桂林直流融冰兼SVC
梧州SVC
二、融冰装置原理
二、融冰装置原理
融冰方法有30余种，大致可分为三大类： 机械除冰法 自然除冰法 热力融冰法 主要有电磁脉冲除冰、人工除冰、复合导线融冰、防覆冰导 线、化学涂料防冰、可控硅整流融冰和短路融冰等等。
二、融冰装置原理
二、融冰装置原理
6、直流融冰法：将覆冰线路作为负载，施加直流电源，用较低电压提供较大电
流加热导线使覆冰融化。
发电机 (发电车)
电力系统
整流变压器
A相导线
整流器
B相（或C相）导线 A相导线
整流器
B相（或C相）导线
二、融冰装置原理 各种融冰方式比较
序号
1 2 3 4 5 6
方法名称
应用范围 使用情况
机械除冰法主要利用输电线路导线的力学效应破坏覆冰的力学平衡 使其脱落。
电磁脉冲除冰是利用电容器冲击放电和电流通过线圈产生脉冲磁场, 从而在导线中产生涡流,涡流的磁场与线圈磁场产生斥力使导线产生 扩张,脉冲消失后导线收缩到原状态,反复的扩张和收缩使导线表面 的覆冰胀裂掉落。
滑动铲刮除冰法是将电容器的冲击放电电流通过线圈产生的脉冲磁 场转换为执行机构的脉冲力,通过执行机构将导线表面的覆冰击裂掉 落。
直流融冰兼SVC装置知识培训
目录
一、融冰装置安装背景 二、融冰装置原理 三、直流融冰装置 四、SVC装置 五、直流融冰兼SVC装置 六、融冰技术应用
一、融冰装置安装背景
输电线路在冬季覆冰严重威胁电力系统的安全运行。2008 年1-2月，长时间、大范围雨雪冰冻天气袭击我国南方，造 成电网设备严重破坏、大面积停电事故，给社会经济带来巨 大损失