陳鑫

(南方電網(wǎng)超高壓輸電公司曲靖局，云南 曲靖 655000)

0 前言

隨著電網(wǎng)迅速發(fā)展，連接覆冰地區(qū)的高壓、超高壓輸電線路的范圍越來越廣，覆冰造成地區(qū)電網(wǎng)受災的可能性越大，冬春季的覆冰已對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成嚴重影響［1－3］。為解決輸電線路覆冰給電網(wǎng)帶來的嚴重影響，對輸電線路融冰進行了大量的仿真分析研究，并在主網(wǎng)架通道上變電站加裝直流融冰裝置，通過線路帶大電流等現(xiàn)場試驗，達到了預期的融冰效果，解除了線路的覆冰影響，在變電站具有廣泛的應用空間［4］。本文主要對直流融冰裝置在500 kV 變電站的實際應用中存在的問題進行分析，并提出整改防范措施。

1 直流融冰裝置配置

直流融冰裝置利用直流短路電流在導線電阻中產(chǎn)生熱量使覆冰融化。其能夠調(diào)節(jié)直流電流輸出大小，對不同線徑和長度的線路采用不同融冰電流，融冰時對系統(tǒng)沖擊要小。直流融冰裝置的電源經(jīng)2 臺135 MVA 容量的換流變?nèi)∽宰冸娬?20 kV 系統(tǒng)。濾波支路接入換流變中壓繞組35 kV 側(cè)，濾波電容器6 組，總基波補償容量180 Mvar。

2 直流融冰裝置的融冰接線方式

方式一:每次對三相交流線路的其中兩相進行融冰。一相與融冰裝置直流電壓的正極相連接，另外一相與融冰裝置直流電壓的負極相連接［5］。對A、B 相融冰時合上極隔離開關(guān)DC4501、DC4503。(以圖1 接線為例)

方式二:每次對三相交流線路的三相進行融冰。一相與融冰裝置直流電壓的正極相連接，另外兩相與融冰裝置直流電壓的負極相連接［5］。對A－BC 三相融冰時合上極隔離開關(guān)DC4501、DC4503、DC4504，見圖1.

圖1 500 kV 變電站直流融冰裝置接線示意圖

3 應用中出現(xiàn)的問題

冬季主網(wǎng)架經(jīng)受低溫冰凍極端天氣考驗，融冰裝置發(fā)揮了重要的抗冰作用。個別變電站一天之內(nèi)可能需要對多條交流線路進行直流融冰，以保證線路在冰期的安全。融冰裝置運行方式和運行工況復雜，頻繁啟動導致融冰裝置運行風險更高。

1)直流選相刀閘是線路融冰過程中操作最頻繁的設備，不僅需要承受高達4 500 A 的融冰電流，而且在對不同交流線路融冰過程中需要多次頻繁切換相別。對于一條覆冰線路的融冰需要2－4 小時，融冰選相刀閘發(fā)熱較為嚴重。

2)在直流融冰的零功率升流試驗、線路融冰過程中，由于頻繁承受諧波和操作過電壓，而且運行時間長，換流變閥側(cè)交流PT、CT 存在損壞的風險，目前為止羅平站閥側(cè)交流PT、桂林站閥側(cè)交流CT 出現(xiàn)過設備損壞。

3)線路融冰過程中，由于解閉鎖次數(shù)多，承受融冰額定電流的時間長，連續(xù)大電流運行中晶閘管的電壓耐受能力降低，容易出現(xiàn)損壞，若無足夠備件，將影響線路融冰工作，導致線路長時間無法正常運行，需要被迫改變運行方式及潮流。

4)直流融冰裝置運行中，會產(chǎn)生大量奇次諧波，尤其是5、7 次諧波，需要在解鎖前投入5、7 次濾波電容器組，解鎖后隨電流上升需視諧波狀況再投入11 次諧波，因此大量無功的涌入會對站內(nèi)500 kV、200 kV 母線電壓造成影響，在提前投入抵抗的情況下，仍容易出現(xiàn)母線越限情況。

5)融冰裝置對某些特定參數(shù)的線路融冰時出現(xiàn)諧振過電壓損壞設備。黎平融冰裝置在對500 kV 施黎甲乙線采用1－1 方式融冰過程中，發(fā)生6 次諧振過電壓，損壞直流側(cè)刀閘、分壓器及避雷器。

4 直流融冰裝置運行優(yōu)化

1)優(yōu)化融冰啟動操作流程，減少對直流選相刀閘的切換次數(shù)，優(yōu)先采用1－1 方式融冰，并使三相直流融冰選相刀閘動作次數(shù)基本相等;在線路融冰過程中，尤其是長時間保持大電流流過刀閘時，需加強對融冰選相刀閘的紅外測溫工作，及時發(fā)現(xiàn)異常發(fā)熱。

2)按照線路融冰要求的投切策略進行投切，需手動投入的濾波器應嚴格按運行規(guī)程執(zhí)行(投入時先投低次濾波器，退出時先退高次濾波器)，防止諧波過大損壞PT 和CT 等設備;緊急情況下可以拆除閥側(cè)交流PT 的電氣連線、閥側(cè)交流CT的電氣連線。大電流(50%額定電流以上)線路融冰時應監(jiān)測PT 電壓、CT 電流，分析諧波的影響。必要時更換抗諧波能力強的PT、CT 設備。

3)檢查并確保閥組晶閘管擊穿檢測回路正常、晶閘管冗余數(shù)足夠。

4)在投入濾波電容器組前，對于母線電壓偏高的送端變電站，投入母線上所有低壓電抗器，切除所有低壓電容器;對于母線電壓偏低的受端變電站，在投入濾波電容器組后視母線電壓升高情況合理投入低壓電抗器。

5)對發(fā)生過諧振過電壓的線路采用1－2 方式融冰，或者1－1 方式融冰時操作對站線路融冰短接刀閘使非融冰的懸空相斷開。

5 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)建設的大力發(fā)展，冬季發(fā)生低溫冰凍極端氣候時，對電網(wǎng)的危害就顯得更加嚴重。直流融冰裝置已在現(xiàn)實中得到廣泛的應用，并取得了較好的融冰效果，保障了線路在冰期的安全，起到了穩(wěn)定電網(wǎng)運行的作用。本文對直流融冰裝置在500 kV 變電站實際應用中出現(xiàn)的問題情況進行了分析，并提出了相應的預防改進措施。

［1］馬曉紅，趙立進，等，直流融冰技術(shù)在貴州電網(wǎng)的應用［J］.南方電網(wǎng)技術(shù)，2009，3 (5):107－110。

［2］趙國帥，李興源，傅闖，等.線路交直流融冰技術(shù)綜述［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2011，39 (14):148－152.

［3］傅闖，饒宏，黎小林，等.直流融冰裝置的研制與應用［J］.電力系統(tǒng)自動化，2009，33 (11):53－56.

［4］陳彥州，王奇，蔡延雷，等，南方電網(wǎng)主網(wǎng)架直流融冰工作流程與融冰效率研究［J］.高壓電器，2013，49 (6):86－91.

［5］姚志清，劉濤，張愛玲，等.直流融冰技術(shù)的研究及應用［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38 (21):57－62.