[发明专利]新型钢芯融冰绝缘导线及其融冰系统和方法

说明书

本发明涉及一种新型钢芯融冰绝缘导线的融冰系统，导线包括钢芯、外层铝绞线和设于钢芯和外层铝绞线之间的绝缘层，所述钢芯的两端与外层铝绞线相电连接，所述导线的所述铝绞线断开，断开处连接所述钢芯绝缘隔离开关，所述短路刀闸设于所述导线的一端，所述交流电源连接所述导线的另一端。融冰时，断开所述钢芯绝缘隔离开关、闭合所述短路刀闸，利用交流电源的融冰电流全部通过钢芯流通进行融冰。本发明利用导线钢芯的高电阻，减小交流融冰需求的融冰电流和融冰视在功率，扩展35kV电压等级的交流导线融冰的适应范围，使110kV三绕组变电站也可作为35kV交流融冰电源进行融冰，填补10kV交流融冰的空白。

技术领域

本发明涉及电网除冰技术领域，尤其涉及一种新型钢芯融冰绝缘 导线及其融冰系统和方法。

背景技术

在冰雪灾害中，电网遭到了严重的破坏，导线严重覆冰是主要原 因。因此线路除在设计建设时，除根据历史气象资料，在重冰区采取 特殊设计的杆塔和高强度导线，提高线路抗覆冰能力外。还设计和配 套建设了融冰设施，在导线或者架空地线上通流大电流方式，利用热 效应进行融冰。

目前，融冰方案根据融冰电源的不同可分为交流融冰和直流融冰 两大类。交流融冰又可根据其融冰电压分为中低压交流融冰、融冰变 压器调压交流融冰、水电机组零起升压融冰、高压交流融冰等方式。 交流融冰具有操作步骤少，可三相同时融冰，速度快，配套设施少， 实现成本低的优势，是制定融冰方案时优先采用的融冰方式，特别是 利用变电站直接输出的10kV、35kV电压进行交流融冰，是110kV 及以下电压等级电网最为便捷、成本最低且易于实现的方式。

但是交流融冰有融冰距离短，融冰无功功率高，对融冰电源容量 需求大，作为融冰电源的变电站需要进行负荷转供才能满足交流融冰 的容量需求的缺点。如下表1列出了-3摄氏度，3米/秒风速状态下， 目前电网建设常见的导线型号融冰范围：

表1：不同型号导线交流融冰距离表

可见：常用的10kV、35kV交流融冰的范围是存在断档的，当需 要融冰的线路长度不处于合适的范围内时，将无法直接进行交流融 冰。如LGJ-300导线线路在19～38km长度时，将不能采用上述两种 电压进行交流融冰。

上表中还统计了不同类型导线线路融冰距离与每一地区的电网 单条线路长度的覆盖范围进行了统计，10kV、35kV交流融冰不能很 好地覆盖全部线路，特别是需要融冰的线路往往是单辐射供电或者为 风电送出线路，只能在线路单侧作为融冰电源进行融冰。需要采用融 冰变压器改变融冰电压或者采用融冰距离更长的直流融冰方式作为 补充。

从上表中还可以看到，另外，交流融冰中35kV电压等级融冰距 离较大，超过了现有电网主流的线路长度，即使对于大截面的双分裂 导线，35kV交流融冰虽然融冰长度较合适，但是需求的融冰电源容 量非常大，以电网常见的300截面导线为例，38km的该型导线的融 冰视在功功率达到80MVA，远远超过普通三绕组110kV变压器容量， 因此对大截面、双分裂导线或者较长线路进行35kV电压等级融冰时， 只有采用了变比为220/110/35kV主变的220kV变电站能够提供融冰 电源，这种变电站在电网中非常稀少，因此应用范围非常有限。

融冰变压器调压交流融冰通过在变电站设置可调挡位的融冰变压 器，可使融冰电压根据线路长度和导线型号进行灵活调整，可有效解 决融冰距离限制的问题，但是对于越长的和导线截面越大的输电线 路，融冰负荷就越大，因此融冰变压器的体积、占地都非常大，在已 建变电站及新建变电站通用设计中都没有考虑融冰变压器的安装位 置，大部分变电站是不具备安装融冰变压器条件的。

直流融冰虽然有融冰距离长且灵活，设备占地小，需配置的融冰 电源容量小，无需匹配线路阻抗和进行负荷转供的优点，但是直流融 冰不能实现线路三相同时融冰，且直流电源价格非常昂贵，能够配置 的直流融冰装置数量较少。