技術領域

本發明是一種不帶專用換流變壓器直流融冰裝置的設計方法，特別是一種涉及綜合考慮直流融冰及其等效試驗、晶閘管控制電抗器(TCR)或晶閘管投切電抗器(TSR)等功能的設計方法，屬于高壓及特高壓電網輸電線路直流融冰和靜止無功補償應用的創新技術。

背景技術

輸電線路在冬季覆冰嚴重威脅電力系統的安全運行。由于導線上增加了冰載荷，對導線、鐵塔和金具都會帶來一定的機械損壞，覆冰嚴重時會斷線、倒桿塔，導致大面積停電事故，對國民經濟造成重大損失。

隨著全球氣候的不斷惡化，冰災對輸電線路造成的危害越發嚴重。特別是2008年初的冰災，對我國電網造成了巨大的損失。

國內外研究融冰的幾種思路為：將電能轉化為熱能融冰；將電能轉化為機械能以破壞輸電線上的覆冰的物理結構，達到使覆冰脫落的目的；直接破壞物理結構的機械法除冰。

我國自上世紀70年代以來就一直在220kV以下線路上采用交流短路方法對嚴重覆冰線路進行融冰，對防止冰災起到了一定的作用。由于交流融冰需要很高的熱量，且交流線路存在電抗，致使220kV及以下線路融冰時要求的融冰電源容量是線路實際融冰功率的5-10倍；對于500kV以上超高壓和特高壓交流輸電線路融冰時要求的融冰電源容量是線路實際融冰功率的10-20倍。在實施交流電流短路融冰時往往存在融冰電源容量遠遠不足的問題。因此，對于500kV或更高電壓等級輸電線來說，由于難以找到滿足要求的融冰電源，采用交流短路融冰方案不可行。

由于交流短路融冰法的局限，國際上自上世紀80年代開始就一直在探討直流融冰的可能和開發直流融冰裝置。1998年的北美冰風暴災難后，魁北克水電局與AREVA公司合作開發了一套直流融冰裝置，該裝置裝設于魁北克的Lévis變電站，2008年完成現場調試。但是到目前為止，該裝置還沒有用于過實際融冰。

2008年冰災后，我國電力科技工作者自主進行了直流融冰技術及裝置的研發，成功研發出了具有完全自主知識產權的大功率直流融冰裝置，主要包括帶專用換流變壓器、不帶專用換流變壓器和車載移動式等多種型式，進而在全國進行了推廣應用。

2011年1月，受持續低溫雨雪凝凍天氣影響，南方電網供電區域內貴州大部分地區、廣西桂北地區、廣東粵北地區和云南滇東北地區的輸變電設施相繼出現覆冰險情，先后導致1414條10kV及以上線路、70個35kV及以上變電站停運。2011年次冰災是繼2008年之后南方電網遭遇的又一次特重冰災。但與2008年多條線路斷線倒塔、500kV主網架遭受重創、電網多處解列或孤網運行、大量減供負荷相比，本次冰災期間未發生220kV及以上線路倒塔事故，未發生縣級及以上城市停電事故，確保了電網安全穩定運行和電力正常供應。2011年冰災中，南方電網已經安裝的19套直流融冰裝置首次得到了全面實戰檢驗，發揮了巨大的作用，累計對110kV及以上線路融冰227次，其中500kV線路40余次。

鑒于直流融冰裝置實際應用效果，我國電網企業從2011年開始又進行了新一輪的大規模推廣應用。

鑒于直流融冰裝置每年用于融冰的時間并不是很長，在實際的應用中一般均兼有靜止無功補償裝置的功能，沒有尚未有完整設計方案提出。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種綜合考慮直流融冰及其等效試驗、晶閘管控制電抗器或晶閘管投切電抗器等功能的不帶專用換流變壓器直流融冰裝置的設計方法。本發明方便實用。