方式融冰在韶關(guān)電網(wǎng)的應(yīng)用

張韶珍

摘 要：輸電線路的持續(xù)覆冰會(huì)導(dǎo)致輸電線路嚴(yán)重受損，以致電網(wǎng)部分或全網(wǎng)停運(yùn)。本文結(jié)合2008年初冰雪災(zāi)害對(duì)韶關(guān)電網(wǎng)造成的嚴(yán)重影響，積極研究多種抗冰融冰措施，其中線路方式融冰為輸電線路融冰措施的重要組成部分。韶關(guān)供電局在實(shí)施的方式融冰取得成功，為電網(wǎng)抗擊凝凍災(zāi)害提供了新的方法。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)線覆冰；原理；方式融冰

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.前言

韶關(guān)電網(wǎng)覆冰主要分布在西北片電網(wǎng)即樂昌市電網(wǎng)北部和乳源縣部分地區(qū)，仁化縣、始興縣、南雄縣少數(shù)地區(qū)處于覆冰區(qū)域。經(jīng)過近幾年的抗冰改造，關(guān)春片和通濟(jì)片輸電線路抵抗惡劣冰雪凝凍氣候的能力已經(jīng)有了較大幅度地提升，但仍然存在可能因覆冰跳閘的風(fēng)險(xiǎn)，還是會(huì)大幅降低樂昌縣和乳源縣城供電可靠性。本文針對(duì)方式融冰在韶關(guān)電網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)地分析。

1.導(dǎo)線覆冰形成及融冰的相關(guān)概念

導(dǎo)線覆冰都有特定的氣象條件，并非冬季每場(chǎng)雨、雪都會(huì)引起導(dǎo)線覆冰，只有當(dāng)氣溫在0℃上下，相對(duì)濕度在80%以上，風(fēng)速一般不超過10m/s（五級(jí)風(fēng)）的氣象條件下，方可引起導(dǎo)線覆冰，根據(jù)一天氣溫變化情況，凌晨2點(diǎn)～6點(diǎn)間，導(dǎo)線最易發(fā)生覆冰情況。導(dǎo)線融冰電流是指導(dǎo)線上覆冰融化的負(fù)荷電流。融冰電流在導(dǎo)線電阻中產(chǎn)生的熱量一部分使冰柱的溫度上升到融點(diǎn)，一部分使冰柱融化，一部分損失從導(dǎo)線表面的傳遞途中，還有一部分通過冰柱表面消失。保線電流是指保持溫度在冰點(diǎn)以上使導(dǎo)線不覆冰所需最小電流，保線電流通過產(chǎn)生熱量與對(duì)流，輻射散熱消耗熱量平衡。導(dǎo)線最大允許電流是指融冰的短時(shí)間內(nèi)（最長(zhǎng)幾小時(shí)）允許導(dǎo)線達(dá)到最高溫度（90℃）所通過的電流。

2.方式融冰原理

方式融冰在不停線路，通過運(yùn)行方式調(diào)整改變潮流分布，增加覆冰線路負(fù)荷電流，增大線路發(fā)熱量，以實(shí)現(xiàn)融冰。方式融冰操作方便，節(jié)省時(shí)間，不需要線路停電，只需要調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式即可實(shí)現(xiàn)融冰。但只有對(duì)于220kV及以下線路，才有通過方式調(diào)整將覆冰線路電流增加至融冰電流的可能。運(yùn)行方式融冰對(duì)于110kV等級(jí)的地區(qū)電網(wǎng)可實(shí)施性較強(qiáng)，地區(qū)電網(wǎng)只需組織足夠的負(fù)荷或機(jī)組出力即可對(duì)通道上線路進(jìn)行方式融冰。

3.方式融冰原則

（1）方式融冰在正常運(yùn)行線路上進(jìn)行，因此融冰電流不能大于線路的正常熱穩(wěn)定電流。（2）方式融冰范圍重點(diǎn)應(yīng)考慮電源出線、雙回線路以及可通過倒負(fù)荷穿越提升負(fù)荷的線路進(jìn)行融冰。（3）方案中包括融冰線路的相關(guān)參數(shù)，融冰方式示意圖、方案可執(zhí)行的必備條件、方案實(shí)施步驟、事故預(yù)想及相關(guān)補(bǔ)充說明。（4）在調(diào)整一次運(yùn)行方式的同時(shí)，方案中安全約束條件應(yīng)綜合考慮保護(hù)失配、退出重合閘、線路跳閘對(duì)電網(wǎng)的沖擊、退出備自投以及相關(guān)線路設(shè)備參數(shù)是否滿足方式融冰要求的多方面問題。（5）具體融冰電流、保線電流參考南方電網(wǎng)常用導(dǎo)線的融冰電流、保線電流和最大允許電流參考標(biāo)準(zhǔn)中推薦值，原則上按-5℃、風(fēng)速5m/s、覆冰厚度10mm選取電流值。（6）融冰過程中，若相關(guān)線路發(fā)生故障對(duì)融冰方案有影響的，應(yīng)立即停止，并盡快恢復(fù)正常運(yùn)行方式。

4.韶關(guān)電網(wǎng)方式融冰分析

4.1 通過改變電網(wǎng)接線方式實(shí)施方式融冰，韶關(guān)電網(wǎng)具備方式融冰線路有8條110kV線路，占覆冰線路總數(shù)的8/25。分別是110kV通大線、大梅線、關(guān)梅線、關(guān)塘甲乙線、關(guān)江甲乙線以及坪江線，如圖1所示。

4.2 通過220kV通濟(jì)站、220kV關(guān)春站110kV母線分裂運(yùn)行，利用南水電廠、泉水電廠、天井山站水電的機(jī)組出力，采用大負(fù)荷單通道強(qiáng)迫潮流分配，使水電出力從通濟(jì)站直送至關(guān)春站主變上網(wǎng)，從而提高融冰通道各線路負(fù)載達(dá)到融冰效果。實(shí)施融冰前應(yīng)考慮融冰的時(shí)間長(zhǎng)度，以及未來幾天導(dǎo)線覆冰情況，結(jié)合南水電廠、泉水電廠庫(kù)容情況，來決定開停機(jī)方式，如圖2所示。

4.3 融冰期間風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析

（1）電網(wǎng)系統(tǒng)防御能力比較薄弱，電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也隨之凸顯，單一設(shè)備發(fā)生故障情況下的事故事件等級(jí)有所上升，從關(guān)春站一直長(zhǎng)串供電至通濟(jì)站，跳閘失壓風(fēng)險(xiǎn)較高。（2）220kV通濟(jì)站、220kV關(guān)春站的110kV母線分裂運(yùn)行，供電可靠性下降。（3）南水電廠、泉水電廠長(zhǎng)距離上網(wǎng)，電壓質(zhì)量有所下降。

4.4 融冰期間風(fēng)險(xiǎn)控制措施

（1）提前調(diào)整運(yùn)行方式，降低融冰期間電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。構(gòu)建芙蓉站-沐溪站-東區(qū)站-通濟(jì)站110kV 2M-鷹峰站-韶冶站-芙蓉站電氣環(huán)網(wǎng)。（2）做好融冰通道各線路的特巡工作，特別是融冰期間，需現(xiàn)場(chǎng)派人觀察融冰情況并攜帶備紅外測(cè)溫設(shè)備，防止融冰速度過快發(fā)生線路抖動(dòng)劇烈而跳閘。（3）融冰通道各相關(guān)變電站做好設(shè)備巡視維護(hù)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)匯報(bào)地調(diào)，及時(shí)終止方式融冰并恢復(fù)正常運(yùn)行方式。（4）南水電廠、泉水電廠調(diào)節(jié)無功出力，控制好電壓。

5.韶關(guān)電網(wǎng)方式融冰實(shí)例

2014年，韶關(guān)地調(diào)組織開展了110kV大梅線方式大電流融冰，根據(jù)線路實(shí)際的覆冰情況，構(gòu)建融冰通道融冰。如圖3所示：110kV通南線-通濟(jì)站110kV 1M-通天線-通大線-、大梅線-關(guān)梅線-關(guān)春站。利用南水電廠127MW（3×34MW+25MW）機(jī)組、泉水電廠24MW（4×6MW）機(jī)組作為融冰電源，調(diào)整機(jī)組出力使通過線路的電流達(dá)到保線電流或融冰電流，從而使線路正常運(yùn)行。

隨著電流加大導(dǎo)線溫升明顯，方式大電流融冰效果隨之顯現(xiàn)，通過實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證了方式大電流融冰的可操作性，同時(shí)也積累了抗冰融冰的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

結(jié)語

綜上所述，方式融冰是輸電線路融冰重要措施之一，通過電廠多臺(tái)機(jī)組出力的分配、母線分裂運(yùn)行和開環(huán)點(diǎn)的選擇，再通過加大導(dǎo)線電流產(chǎn)生熱效應(yīng)使線路覆冰融化或使線路不結(jié)冰。在實(shí)施的方式融冰取得成功的同時(shí)也驗(yàn)證韶關(guān)電網(wǎng)在方式融冰的應(yīng)用效果顯著。

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