超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置及方法，所述装置包括高压母线、高压断路器、换流变压器、两个换流阀、保护球隙、保护避雷器、三个快速接地刀闸、控制保护装置、两条融冰输出高压线、融冰刀闸和融冰短路刀闸；当发生由于静电感应电压和电磁感应电压引起的稳态过电压时，快速接地刀闸快速接地，保护球隙击穿放电；当发生暂态过电压时避雷器动作，保护融冰装置。实现了带电融冰情况下融冰装置的过电压保护和绝缘配合，确保了融冰装置的安全运行，同时有效实现了特高压地线和OPGW在线路带电运行情况下的可靠融冰。冰。冰。

【技术实现步骤摘要】
超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置及方法


[0001]本专利技术属于高电压与绝缘
，特别涉及一种超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来，某些地区从传统的非重覆冰区逐渐向重覆冰区转变，因覆冰导致的超特高压线路跳闸故障逐渐增多，严重影响了电力系统的安全稳定运行，严重影响了居民的正常生活和工业生产。
[0003]当电力资源远离电力负荷中心时，超、特高压输电已成为解决远距离大容量输电的必然选择。特高压直流输电线路传输距离远，冬季容易形成雨雪引起的导地线覆冰，覆冰导致地线过载，易引起放电和断线事故。某
±
800kV特高压线路连续两年发生覆冰过载导致的地线和OPGW断线，引起线路停运，严重影响了特高压线路安全稳定运行。目前，线路融冰采用停电后交流或直流融冰的方式开展，具有融冰速度快、安全可靠等优点；同时，一般均对导线开展融冰，地线融冰极为罕见。但是，超特高压线路输送容量大，且在系统中的重要程度高，停电融冰会引起大量负荷损失和电网运行方式的变化，实际中开展难度较大。同时，地线在正常运行工况中不通过电流，其覆冰比导线更为严重，实际中更需要开展地线融冰。
[0004]然而，在超特高压线路正常运行的工况下开展地线及光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW)直流带电融冰存在以下问题：(1)运行中的直流线路在待融冰地线及OPGW上产生静电感应电压，会引起融冰装置损坏；(2)与运行线路平行交跨的交流线路会在待融冰地线及OPGW上产生电磁感应电压，会引起融冰装置损坏；(3)融冰过程中，直流线路某一极突发故障停运，在地线和OPGW上产生暂态过电压，会引起融冰装置损坏。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置及方法，既能保证在线路运行情况下安全可靠实现地线和OPGW带电融冰，又能确保融冰装置在带电融冰下的安全可靠，避免超特高压线路覆冰引起的断线、放电等故障问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所述一种超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置，包括高压母线、高压断路器、换流变压器、第一换流阀、第二换流阀、保护球隙、保护避雷器、第一快速接地刀闸、第二快速接地刀闸、第三快速接地刀闸、控制保护装置、第一融冰输出高压线、第二融冰输出高压线、融冰刀闸和融冰短路刀闸；高压断路器一端与高压母线连接，另一端与换流变压器输入端相连接，换流变压器的两个输出端分别与第一换流阀以及第二换流阀的输入端连接，第一换流阀和第二换流阀输出端分别与第一融冰输出高压线和第二融冰输出高压线一端相连接，第一融冰输出高压线和第二融冰输出高压线另一端分别通过两个融冰刀闸与架空地线和架空地线连接，架空地线和架空地线分别经过两个融冰
短路刀闸与光纤复合架空地线和光纤复合架空地线连接，光纤复合架空地线和光纤复合架空地线通过引流线相连接；第一融冰输出高压线和第二融冰输出高压线上均连接有保护球隙和保护避雷器；第一快速接地刀闸连接于第一融冰输出高压线上；第二快速接地刀闸连接于第二融冰输出高压线上；第三快速接地刀闸连接于第一换流阀和第二换流阀中性点；控制保护装置通过控制电缆与高压断路器、第一换流阀、第二换流阀、第一快速接地刀闸、第二快速接地刀闸和第三快速接地刀闸的控制端连接。
[0007]进一步的，高压断路器为高压真空断路器，置于充气式高压开关柜内。
[0008]进一步的，换流变压器为三相三绕组整流变压器，换流变压器高压侧绕组为Δ接变压器，低压侧绕组为Y接和Δ接变压器，额定电压由融冰装置额定输出电压和融冰线路电阻决定。
[0009]进一步的，第一换流阀和第二换流阀均为6脉动可控换流阀，第一换流阀和两级串联形成12脉动换流阀；12脉动换流阀设置有相间避雷器、直流电流传感器和直流分压器。
[0010]进一步的，保护球隙包括两个球形电极，保护球隙置于密封容器内并充气，球形电极的直径大于2倍球隙距离，球隙放电电压小于等于换流装置直流耐受电压。
[0011]进一步的，保护避雷器为金属氧化物避雷器，其持续运行电压大于融冰装置最大输出直流电压，其雷电冲击残压小于等于换流装置雷电冲击耐受电压，其最大通流容量需满足在线路最大感应电压下保护动作时间内避雷器不被损坏。
[0012]进一步的，第一融冰输出高压线和第二融冰输出高压线采用架空线或电缆，融冰刀闸为双向刀闸，融冰时刀闸合于位置
②
处时，将融冰装置与待融冰地线接通，非融冰时融冰刀闸合于位置
①
处时，将融冰装置与地线断开，并将地线接地。
[0013]进一步的，融冰区段首末两端分别采用第一光电分离接续盒和第二光电分离接续盒实现融冰区段与非融冰区段电气隔离和光纤通信的导通，融冰区段中间采用地线接续盒实现电气和光纤通信的导通。
[0014]基于上述的带电融冰装置的超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰方法，包括以下步骤：
[0015]步骤S1：根据待融冰线路参数、气象环境条件和覆冰厚度，计算地线和OPGW融冰所需融冰电压、最大融冰电流和最小融冰电流；
[0016]步骤S2：根据融冰电压选择第一快速接地刀闸、第二快速接地刀闸和第三快速接地刀闸的分合状态；
[0017]步骤S3：将融冰短路刀闸合闸，将融冰刀闸合于位置
②
处，使融冰装置与待融冰地线接通并形成闭合回路；
[0018]步骤S4：控制保护装置通过控制电缆控制合闸高压断路器，开始地线和光纤复合架空地线的融冰；
[0019]步骤S5：采用拉力传感器在线监测覆冰重量，判断在线覆冰重量<0.1M是否成立，M为架空地线和光纤复合架空地线初始总覆冰重量：若成立，则执行步骤S7，否则执行步骤S6；
[0020]步骤S6：固定融冰电流为I，返回步骤S5；最小融冰电流＜I＜最大融冰电流；
[0021]步骤S7：通过控制保护装置断开高压断路器，将融冰刀闸合于位置
①
处，使待融冰地线接地，融冰结束。
[0022]进一步的，第一快速接地刀闸、第二快速接地刀闸和第三快速接地刀闸的额定电流大于线路故障时在地线上感应的最大感应电流；当融冰装置两端需输出
±
5kV额定电压时，第三快速接地刀闸处于合位，第一快速接地刀闸、第二快速接地刀闸处于分位；当融冰装置需输出10kV额定电压时，第二快速接地刀闸处于合位，第一快速接地刀闸和第三快速接地刀闸处于分位；当融冰装置需输出
‑
10kV额定电压时，第一快速接地刀闸处于合位，第二快速接地刀闸和第三快速接地刀闸处于分位。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0024]本专利技术所述的一种超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置，采用保护球隙、保护避雷器、快速接地刀闸等设备对线路进行保护，当发生由于静电感应电压和电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置，其特征在于，包括高压母线(1)、高压断路器(2)、换流变压器(3)、第一换流阀(4
‑
1)、第二换流阀(4
‑
2)、保护球隙、保护避雷器、第一快速接地刀闸(7
‑
1)、第二快速接地刀闸(7
‑
2)、第三快速接地刀闸(7
‑
3)、控制保护装置(8)、第一融冰输出高压线(9
‑
1)、第二融冰输出高压线(9
‑
2)、融冰刀闸和融冰短路刀闸；所述高压断路器(2)一端与高压母线(1)连接，另一端与换流变压器(3)输入端相连接，所述换流变压器(3)的两个输出端分别与第一换流阀(4
‑
1)以及第二换流阀(4
‑
2)的输入端连接，所述第一换流阀(4
‑
1)和第二换流阀(4
‑
2)输出端分别与第一融冰输出高压线(9
‑
1)和第二融冰输出高压线(9
‑
2)一端相连接，第一融冰输出高压线(9
‑
1)和第二融冰输出高压线(9
‑
2)另一端分别通过两个融冰刀闸与架空地线(11
‑
1)和架空地线(11
‑
2)连接，所述架空地线(11
‑
1)和架空地线(11
‑
2)分别经过两个融冰短路刀闸与光纤复合架空地线(13
‑
1)和光纤复合架空地线(13
‑
2)连接，所述光纤复合架空地线(13
‑
1)和光纤复合架空地线(13
‑
2)通过引流线(13
‑
3)相连接；第一融冰输出高压线(9
‑
1)和第二融冰输出高压线(9
‑
2)上均连接有保护球隙和保护避雷器；所述第一快速接地刀闸(7
‑
1)连接于第一融冰输出高压线(9
‑
1)上；所述第二快速接地刀闸(7
‑
2)连接于第二融冰输出高压线(9
‑
2)上；所述第三快速接地刀闸(7
‑
3)连接于第一换流阀(4
‑
1)和第二换流阀(4
‑
2)中性点；所述控制保护装置(8)通过控制电缆与高压断路器(2)、第一换流阀(4
‑
1)、第二换流阀(4
‑
2)、第一快速接地刀闸(7
‑
1)、第二快速接地刀闸(7
‑
2)和第三快速接地刀闸(7
‑
3)的控制端连接。2.根据权利要求1所述的一种超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置，其特征在于：所述高压断路器(2)为高压真空断路器，置于充气式高压开关柜内。3.根据权利要求1所述的一种超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置，其特征在于：所述换流变压器(3)为三相三绕组整流变压器，所述换流变压器(3)高压侧绕组为Δ接变压器，低压侧绕组为Y接和Δ接变压器，额定电压由融冰装置额定输出电压和融冰线路电阻决定。4.根据权利要求1所述的一种超特高压地线及光纤复合架空地线的带电融冰装置，其特征在于：所述第一换流阀(4
‑
1)和第二换流阀(4
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2)均为6脉动可控换流阀，第一换流阀(4
‑
1)和(4
‑
2)两级串联形成12脉动换流阀；所述12脉动换流阀设置有相间避雷器、直流电流传感器和直流分压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璐，韩彦华，蒲路，李新民，李伟，朱明曦，张鹏，王文森，
申请(专利权)人：国网西安环保技术中心有限公司陕西中试电力科技有限公司，
类型：发明
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