分裂导线经济电流防冰除冰方法
【专利摘要】分裂导线经济电流防冰除冰方法，涉及分裂导线的防冰除冰技术。它为了解决现有的分裂导线防冰除冰技术影响线路正常供电的问题。本发明在相邻的分裂导体间设置绝缘间隔棒，在每根分裂导体上设置融冰支路开关，正常运行时各融冰支路开关在合位。对其中一根分裂导体进行融冰操作时，保持该分裂导体上的融冰支路开关闭合，并断开其他分裂导体上的融冰支路开关，融冰支路输送全部电流，使分裂导线能够在线路正常供电的条件下进行防冰除冰，并通过建立融冰功率三角形得到覆冰导线脱冰后导线温升和时间的关系、融冰功率和融冰电流，计算误差小于10％，为工程应用提供了依据。本发明适用于分裂导线经济电流防冰除冰。
【专利说明】分裂导线经济电流防冰除冰方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及分裂导线的防冰除冰技术。
【背景技术】
[0002] 我国已广泛采用分裂导线来传输电能。由于导线输送电流的集肤效应，应用分裂 导线输送电力，其输送能力和经济效益明显优于单根导线输电。2008年以来，我国频繁发生 大气覆冰气象造成的电网覆冰事故。为防止电力线路出现覆冰断线、倒杆塔和覆冰闪络等 事故，输配电线路防除冰技术研究已全面展开，并取得了长足进展。目前电网覆冰防治的研 究工作主要集中在单根导线的覆冰物理性状和覆冰积累生长，以及临界融冰电流计算等方 面，对分裂导线的覆冰防治工作已逐步开展研究。分裂导线因其传输电能的容量大，多应用 于电网的主干线路，因此研究分裂导线的防冰除冰方法和技术手段十分重要。目前，应用于 电网防冰和除冰最有效的技术手段是焦耳热融冰法。直流融冰和交流融冰都属于焦耳热融 冰范畴。利用焦耳热效应提高导线发热量的方式有两种：1)加大流经导线的电流；2)增大 导线直流电阻。但目前采用的防冰除冰技术都会影响线路正常供电，且无论采用何种焦耳 热融冰技术，都需解决一下几个关键问题：（1)在气象条件和覆冰电力线路参数既定的条 件下，融冰电流如何选择；（2)融冰过程会对覆冰导线和电网系统造成怎样影响；（3)融冰 需要的电源容量是否足够大。当风速、环境温度等气象条件和覆冰导线参数一定时，融冰电 源容量和覆冰导线升温都是由施加的融冰电流决定的，所以上述问题的解决可归结为如何 确定和选择融冰电流。目前，国内外融冰电流的选择方式主要有二种：（1)融冰现场试验和 风洞试验；（2)融冰过程物理数学模型。导线覆冰融化过程是一个物理相变的动态过程，因 此建立完整和准确的物理数学模型准确地描述环境参数、导线参数和融冰电流的关系十分 复杂，现有的模型都是建立在一定假设的条件下，推导出的公式适用范围很小，计算结果误 差较大，不能指导实际融冰操作使用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决现有的分裂导线防冰除冰技术会影响线路正常供电的 问题，提供一种分裂导线经济电流防冰除冰方法。
[0004] 本发明所述的分裂导线经济电流防冰除冰方法为：在相邻的分裂导体间设置绝缘 间隔棒，在每根分裂导体上设置融冰支路开关，对其中一根分裂导体进行融冰操作时，保持 该分裂导体上的融冰支路开关闭合，并断开其他分裂导体上的融冰支路开关，融冰支路输 送全部负荷电流。
[0005] 上述方法的融冰电流通过以下步骤获得：
[0006] 步骤一、建立融冰功率三角形
[0007] 在平面直角坐标系PxOPy内建立等腰直角三角形，该等腰直角三角形即所述的融 冰功率三角形，该融冰功率三角形的三个顶点坐标分别为（〇,〇)、（p，0)和（p，p,+Ps)，其中 P为融冰输入功率，已为覆冰吸收功率，即覆冰体升温和融化所需的总功率，Ps为导线升温 P +P 和环境损失功率，则sp^ =tg45 ;
[0008] 步骤二、设Pq为起始功率，且0<?。<?，在匕轴上取一点（PQ，0)，由点（PQ，0)、 (P，0)和（P，Pr)构成的直角三角形中，斜边与匕轴的夹角为α，则P=PQ+Pr/tga，其中， 〇V, -80+V0S-ΔΤ pr=7^T=-一^--，Vs为单位长度导线覆冰总体积，V3为单位长度导线覆冰融U.24tU.24t 化部分体积，ΛT为覆冰温升，t为融冰时间。
[0009] 步骤三、根据步骤二中的P值计算融冰电流I:
【权利要求】
1. 分裂导线经济电流防冰除冰方法，其特征在于：在相邻的分裂导体间设置绝缘间隔 棒，在每根分裂导体上设置融冰支路开关，对其中一根分裂导体进行融冰操作时，保持该分 裂导体上的融冰支路开关闭合，并断开其他分裂导体上的融冰支路开关。
2. 根据权利要求1所述的分裂导线经济电流防冰除冰方法，其特征在于：所述的融冰 支路开关为220KV户外GW7型隔离开关。
3. 根据权利要求1所述的分裂导线经济电流防冰除冰方法，其特征在于：该方法的融 冰电流通过以下步骤获得： 步骤一、建立融冰功率三角形 在平面直角坐标系PxOPy内建立等腰直角三角形，该等腰直角三角形即所述的融冰功 率三角形，该融冰功率三角形的三个顶点坐标分别为（〇,〇)、（P，〇)和（P，P^Ps)，其中P为 融冰输入功率，为覆冰吸收功率，即覆冰体升温和融化所需的总功率，Ps为导线升温和环
步骤二、设Pq为起始功率，且0<PQ<P，在Px轴上取一点（PQ，0)，由点（P Q，0)、（P， 〇)和（P，P,)构成的直角三角形中，斜边与匕轴的夹角为a，则P = PQ+P,/tga，其中，
,Vs为单位长度导线覆冰总体积，V 3为单位长度导线覆冰融 化部分体积，A T为覆冰温升，t为融冰时间。 步骤三、根据步骤二中的P值计算融冰电流I :
其中，Rt为温度TC时导线电阻，单位Q。
4. 根据权利要求3所述的分裂导线经济电流防冰除冰方法，其特征在于：所述的单位 长度导线覆冰总体积Vs通过下式获得： Vs = 0. 7854 (D+d) (D-d) 其中，D为覆冰体直径，d为导线直径。
5. 根据权利要求3所述的分裂导线经济电流防冰除冰方法，其特征在于：所述的单位 长度导线覆冰融化部分体积V3通过下式获得：
其中，R为覆冰体半径，r为导线半径，△为导线与未融化冰的间隙。
6. 根据权利要求3所述的分裂导线经济电流防冰除冰方法，其特征在于：气温为Ttl、风 速为Va的环境下，任意融冰时间下的起始功率通过以下方法获得：在气温为Ttl、风速为V a的 环境下，采用经济电流对分裂导线的一根导体进行除冰，并测量起始功率和融冰时间，该起 始功率与融冰时间的乘积为常数，通过该常数获得气温为Ttl、风速为Va的环境下，任意融冰 时间下的起始功率。
7. 根据权利要求3所述的分裂导线经济电流防冰除冰方法，其特征在于：tga = 0?851。
8. 根据权利要求3所述的分裂导线经济电流防冰除冰方法，其特征在于：tga = 0.678。
9. 根据权利要求3所述的分裂导线经济电流防冰除冰方法，其特征在于：tga = 0?478。
【文档编号】H02G7/16GK104332928SQ201410669465
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】刘刚, 姜世金, 陈永辉, 赵学增, 周丽滨, 李军, 刘勇军, 孙福军, 田伟, 刘建军, 迟连道 申请人:国家电网公司, 国网黑龙江省电力有限公司佳木斯供电公司, 黑龙江工业学院, 哈尔滨工业大学