本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)研究領(lǐng)域，具體地，涉及一種可調(diào)電容串聯(lián)補(bǔ)償?shù)呐渚W(wǎng)線路交流融冰裝置及方法。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)遭受的風(fēng)災(zāi)、地震災(zāi)害、冰災(zāi)等自然災(zāi)害中，冰災(zāi)給電網(wǎng)造成的損失往往更為嚴(yán)重，輕則發(fā)生冰閃，重則造成倒塔(桿)、斷線，甚至使電網(wǎng)癱瘓。

2008年初，低溫雨雪冰凍天氣覆蓋我國南方、華中、華東地區(qū)，導(dǎo)致貴州、湖南、廣東、云南、廣西和江西等省輸電線路大面積、長時(shí)間停運(yùn)，造成全國范圍電網(wǎng)停運(yùn)電力線路36740條，停運(yùn)變電站2018座，110kv-500kv線路共有8381基桿塔傾倒及損壞，全國共170個(gè)縣(市)發(fā)生供電中斷的情況。南方電網(wǎng)供電區(qū)域的貴州大部分、廣西桂北地區(qū)、廣東粵北地區(qū)和云南滇東北地區(qū)電網(wǎng)設(shè)施遭受嚴(yán)重破壞。這次冰災(zāi)給國民經(jīng)濟(jì)和人民生活造成巨大損失，僅南方電網(wǎng)的直接損失就達(dá)150多億元。

我國是世界上路嚴(yán)重覆冰的地區(qū)之一。因此，覆冰技術(shù)的研究和探討無疑對提高我們?nèi)粘Ｅ渚W(wǎng)線路的安全運(yùn)行及解決高濕、高海拔地區(qū)配網(wǎng)線路覆冰問題，都將是有積極意義的。

35kv或10kv線路覆冰時(shí)，可以采用交流融冰方式，對線路全線進(jìn)行融冰作業(yè)。但是由于交流融冰電流值無法調(diào)節(jié)，因此傳統(tǒng)交流融冰需先期進(jìn)行阻抗匹配分析。由于交流融冰線路融冰電壓、線路阻抗均是定值，若線路阻抗不匹配，則可能出現(xiàn)融冰電流小于最小融冰電流、大于線路最大融冰電流、主變能提供的無功功率小于線路融冰時(shí)需要的無功功率等問題，從而無法進(jìn)行交流融冰。傳統(tǒng)的交流融冰方法具有較大的局限性。

綜上所述，本申請發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

在現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有的配網(wǎng)線路融冰方法存在交流融冰電流值無法調(diào)節(jié)，具有較大的局限性的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種可調(diào)電容串聯(lián)補(bǔ)償?shù)呐渚W(wǎng)線路交流融冰裝置及方法，解決了現(xiàn)有的配網(wǎng)線路融冰方法存在交流融冰電流值無法調(diào)節(jié)，具有較大的局限性的技術(shù)問題，采用本方法，可以調(diào)節(jié)交流融冰電流有效值，提高了交流融冰方法的適用性。

為實(shí)現(xiàn)本申請的目的，本申請一方面提供了一種可調(diào)電容串聯(lián)補(bǔ)償?shù)呐渚W(wǎng)線路交流融冰裝置，所述裝置包括：

3相融冰電路，每相融冰電路均包括：串補(bǔ)電容、導(dǎo)線電阻、導(dǎo)線電抗；其中，串補(bǔ)電容器串聯(lián)在變電站內(nèi)待融冰線路出線間隔與待融冰線路之間，待融冰線路末端三相短接不接地，串補(bǔ)電容器的容抗值可調(diào)。

進(jìn)一步的，當(dāng)線路融冰電流小于線路導(dǎo)線最小融冰電流時(shí)，調(diào)節(jié)電容容抗值以抵消配網(wǎng)線路的感抗；當(dāng)線路融冰電流大于線路導(dǎo)線最大融冰電流時(shí)，調(diào)節(jié)電容容抗值使配網(wǎng)線路呈容性。調(diào)節(jié)電容容抗值的范圍為60uf-200uf。

進(jìn)一步的，交流電源10kv電源。

另一方面，本申請還提供了一種基于可調(diào)電容串聯(lián)補(bǔ)償?shù)呐渚W(wǎng)線路交流融冰置的交流融冰方法，所述方法包括：

步驟1：將交流融冰裝置接入交流電源和配網(wǎng)線路融冰短接點(diǎn)；

步驟2：基于待融冰配網(wǎng)線路的長度，調(diào)整交流融冰裝置中串補(bǔ)電容的容抗值，使得融冰電源電壓與待融冰配網(wǎng)線路阻抗相匹配；

步驟3：調(diào)整完成后開始融冰。

本發(fā)明針對現(xiàn)有交流融冰方法下融冰電流無法調(diào)節(jié)的不足，提出了一種利用可調(diào)電容分級(jí)串聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄕ{(diào)節(jié)交流融冰電流，使得融冰電源與融冰線路阻抗相匹配。即交流融冰電源始終是10kv，將分級(jí)可調(diào)的電容串入待融冰線路中。當(dāng)線路距離過長時(shí)，調(diào)節(jié)電容容抗值以抵消配網(wǎng)線路的感抗；當(dāng)線路距離較短時(shí)，調(diào)節(jié)電容容抗值使配網(wǎng)線路呈容性。調(diào)節(jié)電容值是為了確保配網(wǎng)線路總阻抗在合適范圍內(nèi)，交流融冰電流如同直流融冰電流一樣大小可調(diào)，以提升交流融冰適用性。

本申請?zhí)峁┑囊粋€(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

采用本方法，可以調(diào)節(jié)交流融冰電流有效值，提高了交流融冰方法的適用性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定；

圖1是采用可調(diào)電容分級(jí)串聯(lián)補(bǔ)償實(shí)施交流融冰的連接示意圖；

圖2是某一線路在現(xiàn)有交流融冰方法下的融冰電流與融冰電壓波形；

圖3是某一線路經(jīng)過串聯(lián)電容補(bǔ)償后的交流融冰方法下的融冰電流與融冰電壓波形；

圖4是現(xiàn)有交流融冰與本發(fā)明提及的交流融冰電壓電流矢量分析圖；

u為線路融冰電壓，il為線路電抗電流；ic為串補(bǔ)電容電流；ir為電阻電抗電流；i融冰為線路融冰電流，為il、ic、ir的矢量和。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種可調(diào)電容串聯(lián)補(bǔ)償?shù)呐渚W(wǎng)線路交流融冰裝置及方法，解決了現(xiàn)有的配網(wǎng)線路融冰方法存在交流融冰電流值無法調(diào)節(jié)，具有較大的局限性的技術(shù)問題，采用本方法，可以調(diào)節(jié)交流融冰電流有效值，提高了交流融冰方法的適用性。

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在相互不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述范圍內(nèi)的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

請參考圖1，本申請中的一種可調(diào)電容串聯(lián)補(bǔ)償?shù)呐渚W(wǎng)線路交流融冰裝置，包括：

3相融冰電路，每相融冰電路均包括：串補(bǔ)電容、導(dǎo)線電阻、導(dǎo)線電抗；其中，串補(bǔ)電容器串聯(lián)在變電站內(nèi)待融冰線路出線間隔與待融冰線路之間，待融冰線路末端三相短接不接地，串補(bǔ)電容器的容抗值可調(diào)。

當(dāng)線路融冰電流小于線路導(dǎo)線最小融冰電流時(shí)，調(diào)節(jié)電容容抗值以抵消配網(wǎng)線路的感抗；當(dāng)線路融冰電流大于線路導(dǎo)線最大融冰電流時(shí)，調(diào)節(jié)電容容抗值使配網(wǎng)線路呈容性。

(1)配網(wǎng)系統(tǒng)交流短路融冰系統(tǒng)線電壓為us，導(dǎo)線電阻為rs，導(dǎo)線電抗為xl，線路阻抗為配網(wǎng)導(dǎo)線最大融冰電流imax，配網(wǎng)導(dǎo)線最小融冰電流imin，則導(dǎo)線融冰電流需滿足式(1)條件，方可開展交流融冰。

根據(jù)式1，us、rs、xl均是固定值，因此is是固定值，交流融冰電流值無法改變。若不滿足式(1)條件，則無法進(jìn)行交流融冰，具有一定局限性。

(2)當(dāng)融冰線路中串聯(lián)一個(gè)容抗可調(diào)的電容器(容抗為xc)后，導(dǎo)線融冰電流為

根據(jù)式2，在us、rs、xl均是固定值的情況下，通過調(diào)節(jié)xc，就可以控制交流融冰電流值，從而滿足線路的融冰電流需求。

(3)常用配網(wǎng)線路各導(dǎo)線型號(hào)交流融冰范圍，請參考表1所示。

表1配網(wǎng)線路導(dǎo)線型號(hào)適用融冰電流范圍

實(shí)施例1：以某供電公司穿越高海拔山區(qū)10kv線路交流融冰為例說明本方法。

該線路導(dǎo)線型號(hào)lgj-50，線路阻抗值(9.63+j5.79)ω，j為復(fù)數(shù)的的虛部單位。根據(jù)資料說明，該類導(dǎo)線的交流融冰電流范圍是165a至492a。只要交流融冰電流在上述范圍內(nèi)，就能在確保線路安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線發(fā)熱并將覆冰融化掉。

一般35kv及以下線路交流融冰電源電壓均為10kv。若采用10kv作為融冰電源，即使是對該線路全線進(jìn)行交流融冰，其融冰電流達(dá)到了516a)，超過了該線路最大融冰電流492a。因此，無法采用現(xiàn)有交流融冰方法對線路進(jìn)行交流融冰。線路融冰電流與融冰電壓波形如圖2所示。

將分級(jí)可調(diào)的三相電容串聯(lián)入待融冰導(dǎo)線，并設(shè)置每相電容值為130uf。采用10kv作為融冰電源對線路全線進(jìn)行交流融冰，其融冰電流為273a。該電流值處于lgj-50導(dǎo)線的交流融冰電流范圍內(nèi)，可以在確保線路安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線發(fā)熱并將覆冰融化掉。串補(bǔ)后，線路融冰電流與融冰電壓波形如圖3所示，現(xiàn)有交流融冰與本發(fā)明提及的交流融冰電壓電流矢量分析如圖4所示。

采用該方法，可以調(diào)節(jié)交流融冰電流有效值，提高了交流融冰方法的適用性。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。