摘要：本文主要分析了交流融冰变压器小型化应用，仅供同行参考。
关键词：交流融冰；变压器；小型化；输电线路
1 交流融冰变压器介绍
1．1 原理及结构
交流融冰变压器是一台类似三绕组变压器，原边绕组线电压额定值为10kV，副边三相两种接法（“△”、“Y”）各三个抽头，额定输出线电压根据：“△”“Y”的转换有不同的电压输出。
1.2 使用
首先将需要融冰的输电线路末端三相短接（或短接接地），利用交流融冰变压器提供的电流在导线电阻中产生热量（Q=I2Rt）从而使覆冰融化。如图1所示：
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图1 交流融冰变压器融冰接线图
2 目前交流融冰变压器应用存在的问题
2008年凌冻灾害后，各种技术手段用于电力系统防冰、抗冰，主要以交、直流融冰为主。虽然取得了很好的效果，但因目前主要的防冰设备以解决主网安全为出发点，造成防冰设备体积大、投资大、操作技术要求高、操作准备时间长等特点，针对大面积的配电网无有效的技术防冰、抗冰手段，仍然以人工除冰为主。2011、2012年局部凌冻灾害发生期间，倒杆、断线均 出现在35及以下配电网络，直接影响居民生活用电。若要在确保主网防冰的同时兼顾配网防冰要求，只有应用体积小、操作技术要求低，运输方便、广大供电所基层员工均能操作的融冰设备，开展配电网流动融冰作业。
3 交流融冰变压器小型化探讨
小型化融冰变压器受融冰功率、输出电压、体积、重量等参数制约，同时得兼顾运输条件、操作便利性，更重要的是融冰效 果实用性，融冰线路长度最少应不小于3km（适用于分段融冰）。
3.1 线路融冰参数计算
交流融冰原理是利用交流融冰变压器提供的电流在导线电阻中产生热量（Q=I2Rt）从而使覆冰融化。合适的电流是融冰的核心参数 ，通过融冰电流确定融冰变压器输出电压，同时得考虑融冰所需功率、线路最大允许电流、天气情况等。考虑目前配电网线路以95mm2及以下线径为主，本文只计算95、75、50 mm2三种配电网常用线路相关参数，按融冰电流要求参数计算见表1、2、3：
表1 0.5小时融冰电流参数计算表
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表2 1小时融冰电流参数计算表
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表3 线路最大允许电流参数计算表
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3.2 融冰变压器小型化选型论证
通过计算相关参数，小型化融冰变压器选型受融冰功率、输出电压、体积、重量等参数制约，本文通过融冰功率选择最小变压器容量，最大允许电流计算输出最大电压。
3.2.1 按功率计算最小容量选型
以LGJ50导线1小时融冰电流1km最小有效融冰功率计算，满足3km线路融冰要求所需最小功率P=3*59.03=177.09kW，最小容量S=177.09/0.95=186.4kVA。
3.2.2 按最大允许电流计算输出最大电压
以LGJ50导线1小时融冰电流1km最大允许电流计算，满足3km线路融冰要求所需输出最大电压V=3*0.529=1.587kV.
综上所述，只要应用容量大于186.4kVA，最大输出电压小于1.587kV融冰变压器均可进行配网交流融冰，适用于配网融冰变压器可进行小型化、轻量化设计。
3.3 融冰变压器小型化初选论证
综合考虑融冰变压器功率（有效融冰距离）、体积、重量、操作性因素，有以下几种变压器可供选型：
表4 小型化融冰变压器按50mm2线径融冰参数初选对照表
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表5 小型化融冰变压器按70mm2线径融冰参数初选对照表
容量
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表6 小型化融冰变压器按95mm2线径融冰参数初选对照表
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经上表对照，考虑融冰有效距离，平衡体积、重量选择500kVA变压器为最优方案，其次为630kVA变压器，400kVA、315kVA变压器有效融冰距离较短实用性较差。
3.4 交流融冰变压器输出电压选择
融冰变压器输出电压与线路交流阻抗决定融冰电流，同时受变压器容量制约，通过变压器容量（满载情况下有效融冰距离）计算所需输出电压。以500、630kVA变压器满足50 mm2线径融冰为例：
表7 小型化融冰变压器按50mm2线径融冰参数电压选择表
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考虑实际融冰过程变压器满载情况较少，且可调整融冰短接点位置（控制融冰距离），最优输出最高电压为1.73kV。小型融冰变压器受内部空间限制，输出端只能容纳1组输出端子，输出电压可通过输出接线△/Y连接方式变化，Y型输出为1.73kV，△型输出为1kV。
3.5 小型融冰变压器选型结论
经线路融冰相关参数计算、容量、电压、便利性平衡选择，适用与配电线路交流融冰变压器最优方案为500kVA变压器，输出端1组输出端子，输出电压通过输出接线△/Y连接方式变化，Y型输出为1.73kV，△型输出为1kV。其次为630kVA变压器，输出端1组输出端子，输出电压通过输出接线△/Y连接方式变化，Y型输出为2.3kV，△型输出为1.33kV。以上两型变压器可进行配网90%以上线路开展融冰作业。
4 500kVA、630kVA变压器融冰短接点选择参考
小型化融冰变压器开展配网融冰作业短接点选择应注意以下几点：
（1）融冰点应便于车辆通行（最低保障四驱皮卡车通行）；
（2）短接点便于人员达到；
（3）尽量将覆冰比值≥0.5的线路包含在融冰有效距离内；
（4）因需融冰线路过长一次融冰不能完成，可分段进行。
以500kVA融冰变开展融冰作业为例见表8、9、10：
表8 500kVA融冰变开展50mm2线径融冰短接点选择参考表
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表9 500kVA融冰变开展70mm2线径融冰短接点选择参考表
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表10 500kVA融冰变开展95mm2线径融冰短接点选择参考表
输出电压
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注：最小安全融冰距离：相应输出电压下保证线路安全和变压器未过载距融冰变压器输出端至短接点距离，融冰时短接点装设位置必须大于该距离。
有效融冰距离：该距离内可有效融冰。
最佳融冰距离：该距离按0.5小时融冰电流计算，短接点装设位置大于安全距离、小于该距离时达到融冰效果将更加快速。
5 小型融冰变压器融冰实例介绍
2012年12月29日，铜仁供电局某供电所应用630kVA融冰变，开展覆冰超5 mm2的某50mm2线径配网线路交流融冰作业。选择2300V输出电压，加载融冰电流25分钟左右7.6km线路覆冰基本融化，30分钟覆冰完全融化，本次融冰作业从线路共耗时3小时，彻底消除线路倒杆、断线危险，取得良好应用效果。
结束语
交流融冰技术是当前保护输电线路，提高电力输送稳定性的重要技术，因此一定要重视加强交流融冰技术的发展，尤其是融冰变压器的小型化技术，为输电线路的稳定运行提供保障。