小型水电站输电线路融冰特殊问题及解决措施

发布时间：2020-06-22 13:44

【摘要】：我国南方地区分布大量小型水电站,大部分小水电站输电线路存在覆冰现象,影响小水电站的正常运行,因此小型水电站输电线路融冰研究的意义重大。小型水电站规模较小,以个人集资兴办居多,为节约成本,融冰时将使用水电站的水轮发电机作为融冰装置的电源。故小型水电站融冰时将与电网解裂孤岛运行,其融冰装置也需特殊设计。本文研究内容主要包括以下几个方面。首先,本文介绍了热力融冰的物理过程,分析了华中及西南地区小型水电站线路覆冰类型、覆冰截面形状及覆冰厚度的特点及对融冰电流的影响,采用布尔戈斯道尔夫公式计算了某小型水电站输电线路的融冰电流及功率。其次,分析了小型水电站线路融冰时存在容量限制及成本限制等问题,提出了孤岛直流融冰的基本方式。为最大限度降低投入,整流器采用6脉波晶闸管整流,采用整流变压器及电抗器结合的供电方式,同时在发电机出口侧并联5、7和11次无源滤波器,以减少注入发电机内部的谐波电流,避免发电机组出力下降。由此确定了小型水电站线路融冰的系统结构。再次,分析了孤岛融冰时水轮发电机组的功频静态特性和负载对频率波动的影响,同时分析了孤岛融冰系统的谐波放大等效电路,并从频率下降、频率波动两个方面分析了融冰系统中谐波放大的原因。为了抑制系统中的谐波放大现象,提出了两大解决措施,一是优化滤波参数,对滤波器的调谐频率、调节锐度及无功补偿功率进行合理优化,对比分析了优化前后谐波放大倍数的区别;二是控制负载变化速率,由发电机转速运动规律可知,负载的突变将导致系统频率的波动,提出一种结合频率检测的负载控制策略,进一步降低谐波放大的可能性。最后,本文根据某水电站融冰工程的要求确定了融冰系统中整流变压器、电抗器及整流器的参数,同时合理设计了5、7和11次滤波器,然后根据相关实验数据确定了负载校正策略的相关参数。并对孤岛融冰系统进行了现场试验,分析了35kV线路和110kV线路的实验数据以及此过程中出现的谐波放大现象,试验结果验证了本文对于小型水电站输电线路特殊问题分析的正确性及解决措施的有效性。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV742;TM752
【图文】：

水轮发电机,融冰

第 5 章直流融冰系统参数及试验分析系统参数水轮发电机参数本文进行融冰设计的小型水电站一共有两台水轮发电机，融冰时采用两运行，其具体参数如表 5.1 所示，实物图如图 5.1 所示。表 5.1 水轮发电机参数表型号规格 SFW3200-8/1731 SFW3200-10/2150容量/kW 3200 3200电压/kV 6.3 6.3额定功率因数 0.8 0.8定子绕组漏抗 pu 0.07094 0.08317定子绕组电阻/ 0.0741 0.1016

空心电抗器

小型水电站输电线路融冰特殊问题及解决措施表 5.2 滤波器参数偿基波/kVarC/μF L/mH安装容量/kVar滤波支路额定电流/A369 30.19 13.98 4419 117 263 21.56 9.99 3342 86 168 13.72 6.35 2227 56 电抗器采用空心电抗器，如图 5.3 所示，户外力好、线性度好、饱和能力强的优点，与铁系统。

【参考文献】