11月2日,由湖南省电力公司试验研究院研制的世界上首台可调电容串联补偿式交流融冰装置,在220千伏集里变电站一次试验成功。这种装置是该院继9月份自行研制成功国内首台移动式短线路直流融冰装置、移动式长线路直流融冰装置后取得的又一重大突破。
本次试验以集里变电站220千伏丛集线作为试验对象,该装置成功地将融冰电流升至810安。15分钟后,导线温度由17摄氏度上升至35摄氏度,融冰装置运行正常。
据了解,湖南公司原有的交流短路融冰技术有较大的局限性,操作复杂,且必须保证线路阻抗匹配。在今年年初的冰雪灾害中,湖南公司共安排交流融冰20条次,平均每天只能安排1~2条线路融冰。而在覆冰情况较为严重的1月28日,湖南覆冰超过3毫米的220千伏线路有64条,覆冰超过20毫米的有40条。
可调电容串联补偿式交流融冰装置的成功问世,标志着利用10千伏电源即可实现单条不同长度输电线路的交流融冰,大大延长了融冰线路,减少了线路融冰所需的系统容量,同时避免了传统方式融冰所需的线路阻抗匹配和繁杂的系统倒闸操作,缩短了融冰操作时间,提高了融冰工作效率。据湖南公司试研院相关人士介绍,在设备台数可以保证的情况下,利用可调电容串联补偿式交流融冰技术,一天可为上百条线路进行融冰作业。新技术对今年电网抗冰防灾极其有用,为电网提供了一种更加安全、经济、便捷的融冰装置。
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融冰装置研发背景
今年年初的冰雪灾害是我国电网有史以来受灾最严重的一次。由于大范围冻雨滴水成冰,电网覆冰厚度严重超过我国现行的设计标准,导致大面积倒塔(杆)断线。国家电网累计停运35千伏及以上变电站884座,停运10千伏及以上输电线路1.53万条,损毁高压杆塔18.4万基,倒断低压线杆51.9万基。湖南电网一度濒临崩溃,郴州、衡阳等地区供电中断。江西电网先后5次与华中主网解列,省网一度解列成三片运行。浙江多条500千伏线路停运。福建电网持续31天孤网运行。灾后国家电网恢复重建和改造投入资金达390亿元。
交流短路融冰
减少输电线路冰害损失的主要途径有两种。一是加强输电线路的抗冰能力。但每改造一基220千伏杆塔及导线需30万~40万元,一条中等长度的220千伏输电线路(杆塔120基),改造总费用3000万~5000万元。二是进行短路融冰。为有效抗击冰灾,从上世纪70年代起,湖南电网即研发出一套交流短路融冰技术,并成功应用30多年。但这种融冰技术有诸多局限性,在电网遭受大范围雨雪冰冻灾害时往往束手无策,所以有进一步改造的需要。
阻抗匹配是关键
阻抗匹配是指给输电线路融冰时的电流不能过大或过小,因此线路长度必须在一个相对固定的范围内。过大,导线就会烧毁,过小,发热不够,无法将线路上的冰融化。