（锡林郭勒超高压供电局 内蒙古自治区 026000）
摘要：随着经济和电力行业的快速发展，500kV及以上电压等级输电线路导线截面大，所需融冰电流较大，多采用固定式融冰装置进行融冰。传统的移动式融冰装置存在容量小、额定融冰电流低等问题，往往无法有效融化大截面导线的覆冰。为了解决大截面导线融冰难、地线融冰难等问题，需开展大容量移动式融冰装置研究。冰雪灾害会使线路覆冰过重，引起线路机械和电气性能急剧下降，从而导致了输电杆塔倒塌、供电中断等危害，严重威胁电网的安全可靠运行，并造成巨大的经济损失。因此，十分有必要对输电线路的融冰技术进行研究。正常情况下，架空线上会流过电流，电流产生的热效应具有一定的防冰效果;而金属回线流过的电流为零，不具有防冰效果，因此对金属回线的融冰尤其重要。
关键词：移动式直流融冰；地线融冰；导线融冰
引言
500kV输电线路融冰存在导线截面大、移动式融冰装置容量不足、地线融冰困难等问题，基于此，通过提升移动式融冰车容量、改进地线接线方式等措施，成功将导线、地线温升提升超过10℃，证明了移动式直流融冰方式用于大截面导线、直接接地地线融冰的可能性。
1融冰原理
双极功率异向融冰方式常用于架空线融冰。在枯水期、少风期，换流站功率较少，架空线路电流也就较小，覆冰后很难实现融冰。此时，若将某一极潮流反转，可实现双极换流站总功率较小，但正负极功率分别较大，从而提升架空线电流实现融冰。现考虑将此方式用于金属回线融冰。电压源型换流器(VSC)的电压极性不能发生改变，潮流反转需要改变电流方向。此时金属回线电流为两极架空线电流之和，可以达到很大，本文讨论的四端直流电网中潮流反转属于此种类型。正负极的功率方向相反，两极的功率均可以达到很大，但双极总的传输功率却较小，因此该融冰方式很适合于枯水期小负荷工况。在融冰的同时，还可以保证换流站向交流系统传输功率，从而实现不停电融冰。由于采用了金属回线而非大地回线，没有电流流入大地，因此对大地及其附近设备无影响;且接地极的电压仍为零电位，因此对接地极绝缘也没有影响。
2试验情况
2.1导线融冰试验
在二回#3塔小号侧B、C相接入直流电缆，在#12塔利用4根短接线将B、C相短接，形成回路。融冰单程为3.1km，导线融冰试验接线图如图2所示。融冰电流从0A上升至3000A，观测#4塔、#12塔导线温度分别上升1℃、3.5℃。继续上升至3500A，导线温度再次上升3.5℃、2.8℃，累计上升4.5℃、6.3℃。继续上升至3980A并保持5min，导线温度逐渐上升9.3℃、14℃，累计上升13.8℃、20.3℃。融冰电流3000A、3500A、3980A对应的电压分别为395V、465V、547V，换算等值电阻为0.134Ω。试验显示：（1）移动式直流融冰装置在额定输送电流下，短距离导线温升可以达到13.8℃、20.3℃，满足融冰需要。（2）20℃导线电阻率为0.07389Ω/km，计算总等效电阻R=2×3.1×0.07389/4≈0.115Ω。考虑到短接线接触电阻、环温下电阻值变化等因素，与实际监测换算的电阻值0.134Ω基本吻合。（3）导线截面为4×400=1600mm2，单位截面电流在2A/mm2以下时（融冰电流3200A），温升提升不明显；单位截面电流在2A/mm2以上时，温升显著提升。
2.2地线融冰试验
在二回#3塔小号侧地线、光缆短接后，和中相B相连接，电流从融冰装置送出后，经B相挂设的电缆、地线连接线等流入地线和光缆。将#12塔地线、光缆短接后，和边相C相连接，电流经地线和光缆流至#12塔后，转至C相，通过C相导线回流，经#3塔C相挂设的电缆流入融冰装置。融冰接线为单程3.1km地线和光缆并联，导线单程3.1km，截面4×400mm2。入大地的影响，将#2、#3、#4、#10、#12、#13共计6基杆塔接地引下线断开。融冰电流从0A上升至800A，观测#3塔连接线温度上升2.4℃。上升至1000A，连接线温度再次上升0.7℃。上升至1500A，连接线温度逐渐上升4℃，累计上升7.1℃。融冰电流从0A上升至800A，观测#4塔地线温度上升1.3℃。上升至1000A，地线温度再次上升0.7℃。上升至1500A，地线温度逐渐上升11℃，累计上升13℃。融冰电流在800A、1000A、1500A时，#4塔、#10塔大号侧电流分别为173.9A、169A；227.5A、206A；346.7A、293A，#4塔电流约为融冰电流的22.64%，#10塔电流约为融冰电流的20.52%。融冰电流在800A、1000A、1500A时，#10塔大号侧、#10塔小号侧电流分别为169A、140A；206A、170A；293A、254A，流经#10塔后损失电流约占比16.44%。融冰电流在800A、1000A、1500A对应的电压分别为162V、200.41V、305.76V，换算等值电阻为0.202Ω。试验显示：（1）移动式直流融冰装置在额定输送电流下，短距离地线温升可以达到13℃，满足融冰需要。（2）对于直接接地地线，可以采用“地线去、导线回”方式融冰。为尽量减少电流损耗，应解开地网。
3直流融冰接地故障定位技术分析
3.1减小定位误差的方法
接地点电弧存在着间歇性以及非线性特征，所以对于输电线路测量所获取的相关数据中存在着一定量的高频分量成分，这些分量会影响定位计算的准确性。在通过上述模式实施线路沿线电压分布计算时，为了确保计算准确性需要对原始采样点实施插值。但是存在的高频分量会对插值结果造成较大影响，从而影响到沿线电压计算准确性，进而造成测距结果不够准确。为了确保融冰线路中电流处在稳定状态，超高压输电线路直流融冰装置常常采取定电流的控制方式。此种控制方式下，一个工频周期中１２脉动直流融冰装置整流器输出电压会脉动１２次，在没有有效滤除交流分量的情况下非常容易影响故障的定位精度。因此，为了减小定位误差就需要通过低通数字滤波器对故障采样数据进行必要的处理，有效降低高频分量的影响，之后实施测距运算所得结果误差相对较低。
3.2融冰控制
融冰控制包括接收预警指令、控制功率计算、启动指令、线路切换指令、退出指令等部分。在融冰状态下，各换流站控制方式不变，只改变有功功率指令值。另外，在对不同线路进行融冰时，可能需要不同的融冰运行状态。例如，本文所设计的融冰方案包括两种融冰状态。融冰预警指令:在持续的寒冷、大雪等恶劣天气下，线路极有可能发生覆冰，此时发出预警指令。控制功率计算:接受融冰预警指令后，系统对当前电网功率进行计算，判断能否达到融冰电流，并判断是否需要降压或由交流侧提供更多功率来进行融冰。融冰启动指令:当覆冰较厚需要进行融冰时，发送融冰启动指令，根据计算值开始调整换流站功率，进行功率异向融冰。
结语
输电线路直流融冰过程中接地故障定位技术具有可行性，能够对输电线路的接地故障定位提供一定参考和帮助，对于进一步推动超高压输电线路的发展具有非常现实的意义。
参考文献
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［2］王昊昊，罗建裕，徐泰山，等．中国电网自然灾害防御技术现状调查与分析［J］．电力系统自动化，2010，34(23):5－10，118．