专利名称：一种高压输电线路除霜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压输电线路除霜装置，利用此高压输电线路的除霜的技术及装置，只需通过遥控开关把高压输电线路除霜装置接入高压输电线路，就可以在高压输电线路中产生强大的电流，使高压输电线发热，从而使凝结在高压输电线上的结冰融化脱落，以防止高压输电线路在冬天因结冰增加负重，把高压线空架塔压垮。
背景技术：
在天气比较寒冷的冬天，高压输电线路经常出现因结冰增加负重，使高压线空架塔压垮的情况，目前还没有一种有效的方法，能够在不停电的情况下，可以把高压输电线上的结冰清除，以防止高压线支撑塔架被压垮，避免供电中断。根据中央电视台的新闻报道， 目前对高压输电线上的结冰进行清除的方法，是让高压输电线路停止供电，然后用低压直流电对高压输电线通电加热半小时，待高压输电线上的结冰被清除后，再恢复供电。此种方法，费时费工，并且给整条高压线路加热需要供电设备提供非常大的电源功率，还很不容易操作。本发明的一种高压输电线路除霜装置的工作原理，主要是利用电感和电容并联谐振时，在高压输电线路中产生强大的电流，使高压输电线发热，从而使凝结在高压输电线上的结冰融化脱落。由于这种高压输电线路除霜装置是按一定的间隔把多组高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关安装在高压输电线路上，并让多组高压大功率电感器和高压大功率电容器按顺序轮流接通工作。因此，利用本发明技术装置不但不需要停电，也不需要用人工的方法，就可以对高压输电线上的结冰清除，不但省时，并且还省电，因为当电感和电容产生并联谐振时，其谐振回路中的电流虽然很大，但需要供电设备提供的功率却很小。
发明内容本发明的一种高压输电线路除霜装置，主要由高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关和高压输电线路等四个部分组成，高压大功率电感器和高压大功率电容器分别通过遥控开关按一定的间隔连接在各段需要除霜的高压输电线路上，即高压大功率电感器和高压大功率电容器分别通过遥控开关连接在某段高压输电线路的两端，中间为高压输电线路，并按顺序轮流工作，当某段高压输电线路对应的高压大功率电感器和高压大功率电容器通过遥控开关与高压输电线路接通时，高压大功率电感器与高压大功率电容器组成的LC电路会与高压输电线路上的交流电压产生谐振，从而在谐振回路中会产生很大的电流，使高压输电线路因有大电流流过而发热以达到除霜的目的。前面所述的某段高压输电线路，是指整个高压输电线路中的其中一段需要除霜的高压输电线路，高压大功率电感器通过遥控开关与此段高压电输电线路的功率输入端连接，高压大功率电容器通过遥控开关与此段高压输电线路的功率输出端连接，这一段高压输电线路对输入交流电压的延时，其相位不应超过36度，或这一段高压输电线路的长度不应超过输送交流电的十分之一波长。对于近距离高压输电线路，即，当这一段高压输电线路的长度不超过输送交流电的十分之一波长时，只需要一组由高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关和高压输电线路组成的高压输电线路除霜装置，当这一段高压输电线路需要除霜时，可分别通过遥控开关把高压大功率电感器和高压大功率电容器同时接通。而对于远距离高压输电线路，即，当这一段高压输电线路的长度超过输送交流电的十分之一波长时，则需要多组由高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关和高压输电线路组成的高压输电线路除霜装置，并按一定的间隔把高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关安装在高压输电线路上，当高压输电线路需要除霜时，可分别通过遥控开关让多组高压输电线路除霜装置按顺序轮流工作，保证任何时刻只能让其中一组高压输电线路除霜装置的高压大功率电感器和高压大功率电容器与高压输电线路接通， 其余组高压输电线路除霜装置的高压大功率电感器和高压大功率电容器均断开。这里需要特别说明的是，各遥控开关在把各高压大功率电感器和高压大功率电容器与高压输电线路接通或断开的时候，必须在交流电压过零的时刻接通或断开，否则在高压大功率电感器和高压大功率电容器进行初始充电的瞬间，会在高压输电线路中产生很大的电流，甚至会把遥控开关和高压大功率电容器因过流损坏，或者，在准备对高压输电线路进行除霜时，先把高压输电线路断电，让高压大功率电感器和高压大功率电容器都接好后再送电，这也是一个好办法。零电压接入(或零电压接通)，就是各遥控开关在交流电压过零的时刻把各高压大功率电感器和高压大功率电容器与高压输电线路接通或断开。零电压接通一般需要采用电子开关器件(如可控硅、高压闸流管等)与电磁继电器一起配合使用。在交流电压过零的时刻，先让电子开关器件接通，然后再让继电器接通，或先让继电器先断开，然后再让电子开关器件断开，这样可以同时利用电子开关动作速度快，而电磁继电器接入损耗低的特点。我们还可以把这种按一定的间隔把多组高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关安装在高压输电线路上，并让多组高压大功率电感器和高压大功率电容器按顺序轮流接通工作的高压输电线路除霜装置，称为分布式高压输电线路除霜装置，或高压输电线路分段除霜装置。采用分布式高压输电线路除霜装置的目的是为了降低高压供电设备的额外输出功率，保证高压供电设备的安全。如果把多组高压输电线路除霜装置的高压大功率电感器和高压大功率电容器同时接到高压输电线路上，势必使高压供电设备因额外输出功率过大而过载损坏。本发明的一种高压输电线路除霜装置，对于单相高压输电线路，每组高压输电线路除霜装置只需一个高压大功率电感器和一个高压大功率电容器以及两个分别与高压大功率电感器和高压大功率电容器连接的遥控开关，高压大功率电感器和高压大功率电容器分别通过遥控开关与高压输电线路连接。对于三相高压输电线路，每组高压输电线路除霜装置需要三个高压大功率电感器和三个高压大功率电容器以及六个分别与高压大功率电感器和高压大功率电容器连接的遥控开关，高压大功率电感器和高压大功率电容器分别通过遥控开关与三相高压输电线路连接。
图1是本发明的一种高压输电线路除霜装置(以三相高压输电线路除霜装置为例)的工作原理示意图。高压输电线路除霜装置主要由高压大功率电感器(单元200中的 Li、L2、L3)，和高压大功率电容器(单元500中的Cl、C2、C3)以及遥控开关(单元301中的K11、K12、K13和单元302中的Κ21、Κ22、Κ23)和高压输电线路(单元400中的A、B、C、 G，其中A、B、C分别为三相电的三根火线，G为三相电的中线)等四个部分组成。高压大功率电感器(Li、L2、L3)和高压大功率电容器(Cl、C2、C3)通过遥控开关分别按一定的间隔连接在某段高压输电线路上，即高压大功率电感器和高压大功率电容器分别通过遥控开关(K11、K12、K13、K21、K22、K2;3)连接在某段高压输电线路的两端(单元 100和单元600)，中间为高压输电线路(单元400中的A、B、C)，即高压大功率电感器通过遥控开关与此段高压电输电线路的功率输入端(单元100)连接，高压大功率电容器通过遥控开关与此段高压输电线路的功率输出端(单元600)连接，当高压大功率电感器(L1、L2、 L3)和高压大功率电容器(C1、C2、C3)分别通过遥控开关(K11、K12、K13、K21、K22、K23)与高压输电线路(A、B、C、G)接通时，在高压大功率电感器(L1、L2、U)与高压大功率电容器 (Cl、C2、C3)以及高压输电线路组成的LC回路中，将会产生很大的与输入电压同步的谐振电流，即，高压大功率电感器存储的能量将会与高压大功率电容器存储的能量互相进行交换，从而使高压输电线路因有大电流流过而发热，以达到除霜的目的。本发明的一种高压输电线路除霜装置的工作原理还可以用图2所示的简化电路来说明。图2中，单元100为三相高压输送设备的其中一相高压输电线路功率输入端的等效电路，它可以等效成一个高压正弦波电源E ;L1为单元200的其中一个高压大功率电感器；在高压电输送线路单元400中，LX表示高压输电线路的分布电感，RX表示高压输电线路的等效电阻；Cl为单元500的其中一个高压大功率电容器；RL为高压输电线路(单元400) 的功率输出端(单元600)的等效负载，相当于把用电端高压配电设备单元600等效成一个电阻。此高压除霜装置的工作原理就是让RX流过足够大的电流，使其发热，以达到除霜的目的。在图2中，当加于Ll两端电压的上升率为正时(电压在增加)，表示高压电源E将对Ll进行充电(充磁)，此时，流过Ll的电流会在Ll中产生磁场，并把电能转换成磁能储存起来；当加于Ll两端电压的上升率为负时(电压在降低)，Ll中储存的磁能将转换成反电动势给高压输送线路送电，此时，流过Ll的电流也会在Ll中产生磁场，不过此电流产生的磁力线方向与原来充磁时的磁力线方向正好相反，相当于退磁。在正弦波电路中，流过Ll 的电流，在相位上正好落后于其两端电压90度的相位角。对于Cl，当流过Cl两端电流的上升率为正时(电流在增加)，表示高压电源E正在对Cl进行充电，此时，流过Cl的电流将会转换成电能(电荷)在Cl中储存起来(电荷在增加)；当流过Cl两端电流的上升率为负时(电流在下降)，Cl中储存的电能(电荷) 将转换成电流输出给高压输送线路送电。在正弦波电路中，流过Cl的电流，在相位上正好超前其两端电压90度的相位角。在理想的情况下，电感器Ll储存的能量和释放的能量完全相等；同样，电容器Cl 储存的能量和释放的能量也完全相等，即，它们都不损害能量；如果电感器Ll的两端电压与电容器Cl的两端电压完全相等，并且回路电阻等于零，那么，由于流过电感器Ll的电流与流过电容器Cl的电流在相位上正好相反，则其结果就是流过它们之间的电流可以互相提供，不损耗电源的功率。当Ll和Cl储存的能量完全相等时，它们互相提供的能量也完全相等，这种情况称为LC电路产生谐振。当LC电路产生谐振时，在理想的情况下(即谐振回路的电阻等于零)，LC电路是不损耗能量的，并且在其谐振回路中还可以产生很大的电流。但由于谐振回路中总会存在电阻，当电阻中有电流流过时，电阻就会产生电压降，并会产生功率损耗，使电感器Ll和电容器Cl每次互相交换能量时总会产生一部分能量损失。当LC谐振回路中的电阻不等于零时，高压电源E需要提供部份能量来补充谐振回路中电阻产生的损耗，电路才会继续产生等幅振荡。可以证明，当LC电路产生谐振时，在LC 电路中产生的电流将等于高压电源E提供给LC电路的电流的Q倍。即由此可知，IL = Ic = QI(1)(1)式中成和Ic分别为流过电感器Ll和电容器Cl的电流，I为高压电源E提供给LC电流回路的电流，Q为谐振回路的品质因数。Q = -(2)
R(2)式中X= fflL = +，为谐振时Ll和Cl的阻抗，R为谐振回路的电阻。
eeL·一般谐振回路中Ll和Cl的阻抗X远远比电阻R大，所以Q都很大，因此，在谐振回路中产生的谐振电流込和Ic也很大，当此电流流过图2中的高压输电线的等效电阻RX 时，高压输电线就会发热，以此来达到对高压输电线除霜的目的。在实际应用中，Q值是可以选择的，Il和Ic也是可以选择的，只需适当选择高压输电线路的长度，以及Ll和Cl的数值，Q值和I Ic的数值就可以改变。这里特别应该注意的是，前面在对图2谐振回路进行分析的时候，并没有把高压输电线的分布电感LX的作用考虑进去，在实际电路中，高压输电线的分布电感LX的作用是不能忽视的。分布电感LX虽然不像电阻那样会损耗能量，但当分布电感LX的值很大时，流过LX的电流就会在LX两端产生电压降或反电动势，这个电压降或反电动势将会使电容器 Cl两端的电压与电感器Ll两端的电压产生相移，使图2中电容器Cl两端的电压与电感器 Ll两端的电压不但数值不同，并且在相位上也不完全相同，此时，电容器Cl两端电压的相位要滞后于电感器Ll两端电压的相位一个相位角P，如图3所示。在图3中，Il为流过电感器Ll的电流，Ul为电感器Ll两端的电压，UL超前电流IL 一个相位角90度山为流过电容器Cl的电流，Uc为电容器Cl两端的电压，Ic超前其电压 Uc 一个相位角90度；由于分布电感LX的存在，Uc要滞后Ul 一个相位角炉。由于Uc滞后Ul—个相位角炉，使得流过电容器Cl的电流Ic与流过电感器Ll的电流込在相位上不是正好相差180度，即它们不能完全互相抵消，而只能抵消一部分，即
权利要求
1.一种高压输电线路除霜装置，主要由高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关和高压输电线路等四个部分组成，高压大功率电感器和高压大功率电容器分别通过遥控开关按一定的间隔连接在各段需要除霜的高压输电线路上，即高压大功率电感器和高压大功率电容器分别通过遥控开关连接在某段高压输电线路的两端，中间为高压输电线路，并按顺序轮流工作，当某段高压输电线路对应的高压大功率电感器和高压大功率电容器通过遥控开关与高压输电线路接通时，高压大功率电感器与高压大功率电容器组成的LC 电路会与高压输电线路上的交流电压产生谐振，从而在谐振回路中会产生很大的电流，使高压输电线路因有大电流流过而发热以达到除霜的目的。
2.如权利要求1中所述的某段高压输电线路，是指整个高压输电线路中的其中一段需要除霜的高压输电线路，高压大功率电感器通过遥控开关与此段高压电输电线路的功率输入端连接，高压大功率电容器通过遥控开关与此段高压输电线路的功率输出端连接，其特征是，这一段高压输电线路对输入交流电压的延时，其相位不应超过36度，或这一段高压输电线路的长度不应超过输送交流电的十分之一波长。
3.如权利要求1所述的一种高压输电线路除霜装置，对于近距离高压输电线路，即，当这一段高压输电线路的长度不超过输送交流电的十分之一波长时，只需要一组由高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关和高压输电线路组成的高压输电线路除霜装置，当这一段高压输电线路需要除霜时，可分别通过遥控开关把高压大功率电感器和高压大功率电容器同时接通。
4.如权利要求1所述的一种高压输电线路除霜装置，对于远距离高压输电线路，即，当这一段高压输电线路的长度超过输送交流电的十分之一波长时，则需要多组由高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关和高压输电线路组成的高压输电线路除霜装置， 并按一定的间隔把高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关安装在高压输电线路上，当高压输电线路需要除霜时，可分别通过遥控开关让多组高压输电线路除霜装置按顺序轮流工作，保证任何时刻只能让其中一组高压输电线路除霜装置的高压大功率电感器和高压大功率电容器与高压输电线路接通，其余组高压输电线路除霜装置的高压大功率电感器和高压大功率电容器均断开。
5.如权利要求1所述的一种高压输电线路除霜装置，各遥控开关在把各高压大功率电感器和高压大功率电容器与高压输电线路接通或断开的时候，均在交流电压过零的时刻接通或断开。
6.如权利要求1、5所述的一种高压输电线路除霜装置，遥控开关采用电子开关器件与电磁继电器一起配合使用，在交流电压过零的时刻，先让电子开关器件接通，然后再让继电器接通，或先让继电器先断开，然后再让电子开关器件断开。
全文摘要
一种高压输电线路除霜装置，由高压大功率电感器和高压大功率电容器以及遥控开关和高压输电线路等四个部分组成，高压大功率电感器和高压大功率电容器分别通过遥控开关按一定的间隔连接在各段需要除霜的高压输电线路上，即高压大功率电感器和高压大功率电容器分别通过遥控开关连接在某段高压输电线路的两端，中间为高压输电线路，并按顺序轮流工作，当某段高压输电线路对应的高压大功率电感器和高压大功率电容器通过遥控开关与高压输电线路接通时，高压大功率电感器与高压大功率电容器组成的LC电路会与高压输电线路上的交流电压产生谐振，从而在谐振回路中会产生很大的电流，使高压输电线路因有大电流流过而发热以达到除霜的目的。
文档编号H02G7/16GK102208791SQ201110049229
公开日2011年10月5日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者陶显芳 申请人:苏州蓝特照明科技有限公司, 陶显芳