高压架空输电线路防冰、融冰、除冰技术研究综述

发布时间：2021-03-09 08:33

　　目前的防、融、除冰技术多样,但尚无明确的体系来划分三者间的区别。对以往的国内外防冰、融冰、除冰技术进行梳理归纳,划分高压架空输电线路防、融、除冰三大技术体系,并指出当前防、融、除冰技术发展需克服的一些难点。除此之外,介绍正在研究的自制热融冰导线、基于PTC（Positive Temperature Coefficient）材料的智能融冰导线方案以及目前部分地区已工程应用的地线融冰技术。最后,从"智能电网"中的"可适应、可自愈"角度出发,提出建设一体化防、融、除冰技术体系,并对融冰技术的下一步发展趋势进行了展望。 

【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(18)北大核心

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发电机零起升压Fig.1Generatorzeroboost

-180-电力系统保护与控制图1发电机零起升压Fig.1Generatorzeroboost图2系统冲击合闸短路Fig.2Systemshockclosingshortcircuit电压有一定的冲击，且融冰电流取决于系统条件，可控性较差[35]。(3)冬季本就是用电负荷高峰期，融冰所需的大量电能无疑会使电网供电更加紧张；(4)开展融冰工作需要电网多部门相互协作，融冰准备时间较长，对调度操作人员要求高，需要的倒闸操作非常复杂。难以在多覆冰地区、多覆冰线段同时进行融冰，效率较低。2.1.2带负荷交流融冰技术带负荷融冰方法基本原理也是通过增大覆冰线路的电流来实现融冰。这种方法不需要停运线路，只需改变线路潮流。目前国内外带负荷融冰主要基于以下三种方法[36-37]。1)基于调度的调整潮流融冰。通过制定科学合理的调度方案，向覆冰线路传送更多的功率。具体措施有：停运并列线路(效果最好)、增加送端开机容量或减少受端开机容量、降低电压水平、增加无功传输、转移负荷等。500kV输电线路由于融冰电流太高[38]，通过调度难以实现，因而这种方法只适用于220kV及以下的网状结构电网，且需要停运多条线路才能对线路潮流产生较大的影响。此外，对于负荷自然分布、受电网稳定极限限制的110kV馈线网络，难以通过调度潮流来实施融冰。2)基于增加无功电流的调整潮流融冰。通过降低系统功率因数的同时保证负荷正常供电不受影响，向所需融冰的线路增加无功功率传输。这种方法融冰对无功功率的控制要求较高，尤其是对网状结构的电网难度更甚。此外，该方法融冰还会破坏系统的无功功率分布，不利于系统维持稳定，实用性不高。3)基于移相变压器的带负荷融冰。通过在变电站安装移相变压器，使其在双回线路产生一个

王勇，等高压架空输电线路防冰、融冰、除冰技术研究综述-181-图3直流融冰基本原理Fig.3BasicprincipleofDCmeltingice直流输电线路状况，此外，这种方式会对原系统改变较大。与交流融冰技术相比，直流融冰技术需要电网提供的融冰电源容量孝无需无功补偿装置、无需考虑线路阻抗匹配和进行复杂的倒闸操作，在直流融冰装置足够的情况下，可对多覆冰地区、多覆冰线路同时进行作业，效率较高。直流融冰技术的不足：(1)直流不可控整流融冰装置难以实现电压连续可调，可控整流融冰装置控制系统复杂，运维成本高，调压时会产生大量谐波并向系统注入无功；(2)融冰时皆需要停运线路，影响电网冬季用电高峰期正常供电；(3)需要投资建设直流融冰装置，且装置的使用率低，经济性差。2.3地线融冰技术架空地线不承担输配电功能而无电流焦耳热效应，故其覆冰程度更甚导线。地线覆冰超过一定程度后，会引起线路断裂/股，进而造成输电线路整体结构失衡，增加杆塔倾斜/倒塔几率。此外，若地线断线误搭到输电线上还会造成线路短路、跳闸等事故[42]。现有的架空地线因考虑防雷功能，一般设计成逐塔接地或分段接地，这种运行方式给地线融冰作业带来困难，运用短路融冰法需要对地线进行一定的改造，现有的地线融冰技术大致有以下几种。2.3.1短路融冰地线短路融冰通过对架空地线线路进行改造，让逐塔接地或分段接地的地线全部连接起来，再通以交直流，形成电流回路进行融冰。这种方法融冰的优势是可以进行远距离地线融冰，缺点是地线的防雷功能被破坏。针对此问题，有专家提出了通过在地线支架处装绝缘子，如图4—图6所示，通过将地线挂在绝缘子上，使地线与杆塔绝缘，当发生雷击时，绝缘子间的并

【参考文献】：
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本文编号：3072584