蔣道乾，余榮強

(云南電網(wǎng)公司昭通供電局，云南 昭通 657000)

0 前言

35 kV 配網(wǎng)線路是縣(區(qū))鄉(xiāng)鎮(zhèn)負荷重要輸送通道，因輸電線路走廊特殊的地形及氣候，部分配網(wǎng)線路架設(shè)經(jīng)過高海拔地方，冬季嚴重的線路覆冰將可能導致線路斷線、倒塔。近年來，各地對融冰方法開展了大量的有效的應(yīng)用研究［1－6］，常用融冰方法受線路長度、地理條件、安全、效果等影響，存在一些局限性。以下對35 kV 線路融冰方法進行總結(jié)，闡明傳統(tǒng)交流融冰方法存在的問題，提出改進方案。

1 35 kV 線路傳統(tǒng)融冰方法

35 kV 線路融冰主要采用交流短路融冰方式，根據(jù)其電源分布、地理條件、線路長短等特點，主要采用融冰變壓器融冰、小水電零起升壓控制發(fā)電機機端電壓、發(fā)電車等進行融冰［6］。融冰時，直接將交流電壓加到導線上，并在線路上的某一特定位置三相短接，產(chǎn)生短路電流，使導線發(fā)熱，溫度升高，從而將覆冰融化。

1)覆冰線路系統(tǒng)簡況:系統(tǒng)如圖1，覆冰線路為35kV 龍兩線、關(guān)兩T 線，導線型號均為LGJ－150 (熱穩(wěn)電流按445A)，共31.76km;融冰期間，采用2 級線路同時停電串聯(lián)融冰。

圖1 融冰路徑連接示意圖

2)融冰電流選擇時主要受融冰電壓、線路長短、線徑影響較大，受系統(tǒng)等值影響相對較小。以上述龍兩線、關(guān)兩線(共31.76km)為例分析。選擇35 kV 龍安變35 kV 側(cè)作融冰電壓時，線末關(guān)口電站35 kV 母線(以下簡稱線末)三相短路時，短路電流1 168 A，超過線路熱穩(wěn)要求，需重新選擇。選擇35 kV 龍安變10 kV 做融冰電壓時，線末故障電流415 A，接近線路熱穩(wěn)電流，按照文獻［4］數(shù)據(jù)可以采用此電源融冰，實際不可取，此時線路脫冰舞動大，斷線風險高，需重新選擇。上述兩種情況均因為電流較大所致，考慮改變系統(tǒng)阻抗，通過串線路或主變，但系統(tǒng)中無下級線路可串，因此只能用串變壓器:35/10 kV 主變，此時將融冰電壓降至3.15 kV。

3)短路點選擇:首先短路點在線末，計算電流選在60～80%的熱穩(wěn)電流范圍，可滿足融冰要求。如果計算電流偏小，需重新改變短路點進行計算。其次根據(jù)文獻［7］計算出當時融冰所需的基本電流，在此基礎(chǔ)上將融冰電流提高到導線熱穩(wěn)的65%、75%的短路點進行計算。以下為計算實例:

圖2 線末故障計算示意圖

系統(tǒng)示意圖、等值及各元件標幺值如圖2，根據(jù)以上分析融冰電壓為3.15 kV，設(shè)Sb=100MVA，Ub=Uav。通過文獻［8］計算，Xs*=1.722，3.15 kV 基準電流:Ib=18.33 kA、基準阻抗Zb=0.099 Ω。由圖2 得系統(tǒng)等值綜合阻抗:Z*=67.28+j131.55。線末故障，短路電流:Ik*=1/Z*=0.006 768，有名值:Ik=Ik＊＊IB=0.006 768×18.33 kA=124 A，短路功率:Sk=0.68 MVA。

通過文獻［7］計算，根據(jù)測溫導線溫度－3°，融冰時間1 小時，覆冰7 mm，風速3m/s，計算理論電流至少252 A。LGJ－150 導線，線路的熱穩(wěn)電流為445 A。但上述計算在線末故障時，故障電流僅為124 A，遠小于線路融冰理論計算電流，因此需另選址短路點。

因受現(xiàn)場風速、溫度等影響，在理論計算電流(252 A)的基礎(chǔ)上適當提高融冰電流，按線路熱穩(wěn)電流的65% (289 A)進行理論計算，此時計算結(jié)果為35 kV 關(guān)兩T 線距兩河變6.31 km處，但此處無法裝設(shè)短路線，需移到最近34 號桿，距兩河變5.73 km，此時融冰電流299 A，短路容量1.63 MVA，滿足融冰要求，融冰時間53分鐘，融冰效果明顯。實際融冰中為預防65%熱穩(wěn)電流時融冰效果不佳，需準備一個備有方案，按熱穩(wěn)電流的75%進行融冰電流計算。

根據(jù)上述計算結(jié)果選擇距理論計算距離最近的桿塔裝設(shè)短路線，再進行融冰電流校核，防止融冰電流過大后導線舞動斷線。

2 存在的問題

1)因受系統(tǒng)固有設(shè)備參數(shù)影響，不能實現(xiàn)串接線全線融冰，部分線路還處在重冰區(qū)段。

2)融冰期間電流不能動態(tài)調(diào)節(jié)，僅通過預先理論計算出的短路點進行登桿搭接，方案論證時計算量大，并且裝設(shè)短路線時交通風險、作業(yè)風險大。

3)站內(nèi)臨時引流線搭，10kV 開關(guān)柜內(nèi)不易搭接、恢復不方便。

4)為滿足融冰電流需要，經(jīng)常多級線路串接，停電范圍廣。

3 繼電保護定值校核及試驗

融冰前需對融冰方式下的保護進行校核、調(diào)整、試驗，確保融冰期間可用。存在以下問題:

1)融冰前需對保護設(shè)備進行試驗，需停電，融冰期間再停電，存在重復停電。

2)為滿足融冰電流要求，存在使用臨時融冰變情況，設(shè)備保護配置不完善，增加了融冰期間設(shè)備運行風險。

4 35kV 線路融冰改進方案

1)融冰系統(tǒng)的基本構(gòu)成:交流融冰變壓器系統(tǒng)主要由融冰變壓器、融冰母排、融冰刀閘、融冰斷路器柜、控制系統(tǒng)、保護裝置。

2)融冰變壓器設(shè)備參數(shù)選型:以上述圖1為例，融冰變壓器高壓側(cè)接入110 kV 新場變35 kV 系統(tǒng);融冰變低壓側(cè)輸出電壓根據(jù)110 kV 新場變各35 kV 線路各種運行方式而定，輸出電壓:U=IZ，其中I—融冰電流，Z—融冰線路阻抗;變壓器短路容量S=UI;輸出電流根據(jù)覆冰線路熱穩(wěn)電流進行控制，可調(diào)節(jié)范圍(可輸出最大值422 A)。

3)控制系統(tǒng)設(shè)計:在控制系統(tǒng)中輸入融冰電流目標值，融冰時控制系統(tǒng)對實際電流進行采樣，將運行采樣電流信號經(jīng)過變送器輸入系統(tǒng)控制柜與目標電流進行比較，不滿足要求后對35kV融冰變壓器低壓側(cè)電壓調(diào)節(jié)器進行自動控制，直至滿足設(shè)定的融冰目標電流值。

4)保護系統(tǒng)設(shè)計:對融冰變配置完整的變壓器主板差動、后備保護;根據(jù)線路可能的融冰方式計算出所需的定值，置入不同定值區(qū)，滿足各種方式使用。

5)融冰短路搭接:系統(tǒng)側(cè)裝設(shè)融冰母排，設(shè)置專門融冰隔離開關(guān)，線路末端裝設(shè)一組短路接地刀。

5 結(jié)束語

改進后的系統(tǒng)采用固定式融冰變壓器進行融冰，解決了傳統(tǒng)融冰方法碰到的問題。該系統(tǒng)具有電流自動調(diào)節(jié)功能及完善的保護配置，現(xiàn)場搭接簡單，系統(tǒng)兼容性好，調(diào)節(jié)范圍廣，能適應(yīng)不同線路不同電流、同一線路不同電流融冰要求。系統(tǒng)不受融冰方式限制，因此使得融冰期間電網(wǎng)方式安排更靈活。

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