譚艷軍，朱遠，熊威，李波，方針

(1.國網(wǎng)湖南省電力公司防災減災中心，湖南長沙410129；2.國家電網(wǎng)公司輸變電設備防冰減災技術實驗室，湖南長沙410129)

湖南電網(wǎng)直流融冰裝置運行與維護

Operation and maintenance of DC de-icing equipments in Hunan power grid

譚艷軍1，2，朱遠1，2，熊威1，2，李波1，2，方針1，2

(1.國網(wǎng)湖南省電力公司防災減災中心，湖南長沙410129；2.國家電網(wǎng)公司輸變電設備防冰減災技術實驗室，湖南長沙410129)

2008年以來，直流融冰裝置得到廣泛應用。其特殊性和不常用性，決定了直流融冰裝置運行維護工作的重要性。文中介紹直流融冰裝置的基本原理及結構組成，闡述固定式直流融冰裝置運行的簡要步驟，提出直流融冰裝置運行維護工作的內容及要求。

直流融冰；裝置；結構；運行維護；湖南電網(wǎng)

2008年1月10日至2月初，國內先后出現(xiàn)4次大范圍雨雪冰凍天氣過程。其中，湖南、江西、貴州大部、湖北東部、安徽南部出現(xiàn)凍雨或冰凍天氣。持續(xù)的低溫雨雪冰凍天氣過程給電網(wǎng)帶來了嚴重的損失。全國有13個省(區(qū)、市)電網(wǎng)運行受到影響，170個縣(市)停電。截至2008年2月11日，110 kV及以上線路倒塔8 709基，斷線2.7萬余條，變電站停運1 497座〔1〕。

2008年電網(wǎng)冰災過后，為抗擊輸電線路冰雪災害，國內的專家學者進行了多種融冰技術措施研究，如新型交流融冰技術、直流融冰技術、機械除冰等〔2〕。目前應用最為成熟的屬交流融冰技術和直流融冰技術，且直流融冰技術現(xiàn)已納入國家電網(wǎng)公司科技推廣項目〔3〕。交流輸電線路的三相，直流融冰裝置可以實現(xiàn)導線兩相串聯(lián)或兩并一串的融冰方式。

兩相串聯(lián)方式是將輸電線路三相中的兩相串聯(lián)構成電流回路，即一相接直流融冰裝置直流側的正極，另一相接直流融冰裝置直流側的負極，見圖1。

圖1 兩相串聯(lián)融冰方式

1 裝置原理

兩并一串方式是將輸電線路的三相構成電流回路，即三相中的兩相并聯(lián)接至直流融冰裝置直流側的正極，第三相接至直流融冰裝置直流側的負極〔4〕，見圖2。

直流融冰裝置是將交流電能轉換為直流電能，并將覆冰線路作為負載，施加直流電流使導線發(fā)熱，從而融化輸電線路上的覆冰。

目前湖南主電網(wǎng)直流融冰裝置分為配置平波消諧部件與配置整流變壓器2種類型，前者為長線路直流融冰裝置，后者為短線路直流融冰裝置。針對

圖2 兩并一串融冰方式

2 裝置組成

長線路直流融冰裝置主要由平波消諧部件、風冷系統(tǒng)、6脈波整流器、感應電壓抑制部件、組合輸出隔離開關、融冰電纜及保護系統(tǒng)組成，見圖3。

圖3 長線路直流融冰裝置組成

短線路直流融冰裝置主要由整流變壓器、風冷系統(tǒng)、12脈波整流器、串并聯(lián)隔離開關、感應電壓抑制部件、組合輸出隔離開關、融冰電纜及保護系統(tǒng)組成。

圖4 短線路直流融冰裝置組成

平波消諧部件對整流產生的諧波進行抑制，使整流產生的諧波滿足允許接入電網(wǎng)的規(guī)程規(guī)定范圍。

整流變壓器的作用是提供交流/直流的隔離，且可針對不同長度的線路選擇相應的電壓檔位。

整流器通過橋式整流接線將交流電轉換為直流電，再通過組合刀閘選擇融冰線路的融冰方式，將直流電流通過融冰電纜與線路連接形成直流融冰回路，使輸電線路發(fā)熱，最終實現(xiàn)融冰。風冷系統(tǒng)通過大功率軸流風機將整流器中產生的熱量揮發(fā)，達到冷卻作用。

感應電壓抑制部件的作用是針對同塔雙回線路融冰時，避免待融冰線路產生的感應電壓影響整流器正常整流。

3 裝置運行與維護

直流融冰裝置中的整流變壓器、隔離開關、融冰電纜的運行維護工作與常規(guī)設備無太大差異，難點在于整流器及控制保護系統(tǒng)的運行維護?？刂票Ｗo系統(tǒng)的維護工作涉及設備較多，出現(xiàn)故障的概率也較大，任何故障都可能造成直流融冰裝置不能正

常投入運行〔5〕。另外，因為直流融冰裝置的特殊性和不常用性，其日常維護工作顯得尤為重要。

3.1 直流融冰裝置的運行

1)應核查待融冰線路的直流融冰方案(包括融冰線路參數(shù)、融冰電流和保護定值的計算、融冰回路設備的通流能力等)，如有不符應重新進行仿真計算并修改融冰方案。

2)根據(jù)融冰方案調節(jié)整流變壓器的檔位(采用帶整流變壓器的直流融冰裝置時)。

3)合上二次低壓電源，打開整流器的除濕器，根據(jù)直流融冰方案設置輸出組合隔離開關方式。

4)根據(jù)直流融冰方案設置保護定值，并通過急停按鈕等進行裝置內部跳閘校核及保護輸出跳融冰開關傳動試驗。

5)待融冰線路對側三相短接，直流裝置側變電站依次合上融冰回路所有隔離開關并進行檢查。

6)關閉整流器的除濕器，開啟直流融冰裝置所有部件的冷卻風機。

7)合上融冰電源開關，開始融冰并監(jiān)視站內融冰回路設備和直流融冰裝置運行狀況。

8)融冰線路觀測人員監(jiān)視線路的融冰情況并及時匯報。

9)線路一相或兩相(兩并一串或兩相串聯(lián)方式下)融冰完成后斷開融冰電源開關轉為熱備用。

10)通過輸出組合隔離開關進行換相融冰。

11)輸電線路三相融冰完成后將融冰電源開關和融冰線路轉為檢修狀態(tài)。

12)依次分開融冰回路中所有隔離開關。

13)融冰裝置直流輸出正負極之間與正負極對地充分放電。

14)對側變電站拆除三相短路線或分開短路刀閘。

15)融冰完成后直流融冰裝置冷卻風機繼續(xù)運行30 min后關閉。

針對移動式直流融冰裝置，其運行工作還應包括直流融冰裝置輸入電纜、輸出電纜、內部連接電纜、二次電源電纜以及保護跳閘信號電纜的接入與拆除等。

3.2 直流融冰裝置的維護

1)整流變壓器、平波消諧部件、感應電壓抑制部件、融冰電纜的例行試驗。主要包括絕緣電阻測量、工頻交流耐壓等。

2)輸出組合隔離開關及相關隔離開關的檢查，包括絕緣電阻測量、工頻交流耐壓、分合閘試驗、電氣閉鎖(或五防功能)檢查等。

3)整流器的年度檢查。

通風散熱系統(tǒng)及驅潮系統(tǒng)檢查:檢測風冷系統(tǒng)是否正常工作，能否滿足通風散熱要求；檢查加熱驅潮系統(tǒng)在一定溫濕度環(huán)境下是否正常工作。

控制系統(tǒng)檢查:主要是指裝置的控制功能是否滿足要求。

保護系統(tǒng)檢查:主要檢查直流融冰裝置的過流、過熱、風機停風等保護能否正常啟動、保護出口是否正確動作等。

絕緣電阻測量和工頻交流耐壓:檢查整流裝置的絕緣狀況是否合格，防止不必要的高電壓破壞。

低壓大電流試驗:主要是檢驗裝置在額定電流下電路的各個環(huán)節(jié)與主電路各元器件是否相互協(xié)調正常工作，溫升是否滿足要求。試驗原理見圖5。

圖5 低壓大電流試驗原理圖

空載升壓試驗:輸出電壓升至額定電壓運行半個小時，檢驗電路的各個環(huán)節(jié)與主電路各元器件是否相互協(xié)調正常工作。試驗原理見圖6。

圖6 空載升壓試驗原理圖

以6脈波整流器為例，空載升壓試驗時示波器測量電壓波形如圖7所示。

圖7 6脈波整流器空載升壓試驗波形圖

圖7 中從上至下分別為正負極疊加波形(即整流器輸出直流電壓波形)、正極波形和負極波形。從波形圖分析，1個工頻周期內，整流器輸出有6個脈沖，即整流器工作正常。

4)直流融冰裝置的控制系統(tǒng)也應進行定期檢查，以免二次控制長時間不帶電運行，接線端子受潮銹蝕，導致接觸不良，影響直流融冰裝置正常投入運行。

5)每年應對變電站融冰電源間隔相關設備進行例行試驗，避免融冰時電源不能正常投入，直流融冰裝置保護系統(tǒng)在裝置年度檢查中，也應進行保護出口傳動試驗，做好相關的二次連接片及轉換開關的切換工作，以免造成保護拒動或引起越級跳閘。

直流融冰裝置應納入變電站運行日常巡視檢查中。每年融冰期前應對直流融冰裝置進行一次全面的檢查維護。重點對整流器、控制系統(tǒng)、保護系統(tǒng)進行全面的檢查維護工作，以保證直流融冰裝置在融冰期安全穩(wěn)定地運行。

4 結論

直流融冰裝置的運行與維護工作十分重要。只有檢修人員嚴格按照要求進行維護和試驗，運行人員正確熟練地掌握了直流融冰裝置的運行，才能保證在防凍融冰期電網(wǎng)遭遇冰凍災害的情況下，直流融冰裝置能正常快速地投入，確保直流融冰裝置安全穩(wěn)定的運行，提高電網(wǎng)抗擊雨雪冰凍的能力。

〔1〕劉澤洪.直流輸電線路覆冰與防治〔M〕.北京:中國電力出版社，2012.

〔2〕阮啟運，顧雪平，陸佳政，等.湖南電網(wǎng)220 kV線路直流融冰問題研究〔J〕.電力系統(tǒng)保護與控制，2011，39(9): 131-136.

〔3〕陸佳政，蔣正龍，張紅先，等.湖南電網(wǎng)2008年冰災技術分析〔J〕.湖南電力，2008，28(3):1-9.

〔4〕李黨學.移動式直流融冰裝置的運行維護〔J〕.云南電力技術，2009，37(3):55-56.

〔5〕陸佳政，張紅先，李波，等.2008年湖南電網(wǎng)冰災應用中技術措施的應用效果分析〔J〕.湖南電力，2008，28(3): 10-12.

TM752.5

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1008-0198(2016)01-0025-03

譚艷軍(1983)，男，碩士研究生，工程師，研究方向為輸電線路防災減災技術。

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.01.007

2015-05-21

國家電網(wǎng)公司科研項目(521820150003)

朱遠(1988)，男，碩士研究生，助理工程師，研究方向為輸電線路防災減災技術。