直流融冰兼SVC装置知识培训课件

直流融冰兼直流融冰兼SVC装置装置知识培训知识培训一、融冰装置安装背景二、融冰装置原理三、直流融冰装置四、SVC装置五、直流融冰兼SVC装置六、融冰技术应用目目 录录输电线路在冬季覆冰严重威胁电力系统的安全运行。2008年1-2月，长时间、大范围雨雪冰冻天气袭击我国南方，造成电网设备严重破坏、大面积停电事故，给社会经济带来巨大损失一、融冰装置安装背景一、融冰装置安装背景一、融冰装置安装背景一、融冰装置安装背景一、融冰装置安装背景一、融冰装置安装背景 一、融冰装置安装背景一、融冰装置安装背景3 3、对、对 策：无功平衡策：无功平衡 方方 法：优化无功（有载调压）法：优化无功（有载调压）改变网络参数（串联电容补偿、可控串补）改变网络参数（串联电容补偿、可控串补）无功补偿（同步调相机、并联电容器、并联电无功补偿（同步调相机、并联电容器、并联电抗器、静止无功补偿器）抗器、静止无功补偿器）楚雄SVC桂林直流融冰兼SVC独山直流融冰兼SVC罗平直流融冰兼SVC梧州SVC黎平直流融冰牛寨直流融冰河池直流融冰一、融冰装置安装背景一、融冰装置安装背景高坡直流融冰二、融冰装置原理二、融冰装置原理二、融冰装置原理二、融冰装置原理融冰方法有30余种，大致可分为三大类：p机械除冰法p自然除冰法p热力融冰法主要有电磁脉冲除冰、人工除冰、复合导线融冰、防覆冰导线、化学涂料防冰、可控硅整流融冰和短路融冰等等。二、融冰装置原理二、融冰装置原理 机械除冰法机械除冰法主要利用输电线路导线的力学效应破坏覆冰的力学平衡使其脱落。n电磁脉冲除冰电磁脉冲除冰是利用电容器冲击放电和电流通过线圈产生脉冲磁场,从而在导线中产生涡流,涡流的磁场与线圈磁场产生斥力使导线产生扩张,脉冲消失后导线收缩到原状态,反复的扩张和收缩使导线表面的覆冰胀裂掉落。n滑动铲刮除冰法滑动铲刮除冰法是将电容器的冲击放电电流通过线圈产生的脉冲磁场转换为执行机构的脉冲力,通过执行机构将导线表面的覆冰击裂掉落。n人工除冰法人工除冰法，需要大量人力，一般仅适用于作业环境好、一百公里左右的输电线路覆冰的除冰。n电磁力除冰法电磁力除冰法：其原理是在线路额定电压下短路，短路电流产生的电磁力使导线相互撞击，使覆冰脱落。这种方法的应用会给系统带来稳定性问题，线路压降也比较大。二、融冰装置原理二、融冰装置原理自然除冰法自然除冰法不能阻止冰的形成，但有助于限制冰灾。平衡锤技术：可防止导线旋转；允许导线升降技术：可减小倒杆塔的几率或防止倒杆塔事故发生，并有助于确保冰灾事故后线路迅速恢复送电。阻雪环：导线上的覆冰堆积到一定程度时，依靠风力、地球引力、辐射以及温度突变等作用自行脱落。该法简单易行，但可能因不均匀或不同期脱冰产生的导线跳跃的线路事故，不能保证可靠除冰，具有一定的偶然性。憎水性和憎冰性涂料防冰：通过减少水和冰与导线的附着力来防止结冰，与其他方法相比在工程上简单易行，成本较低，是防止覆冰具有潜力的可行途径。二、融冰装置原理二、融冰装置原理热力融冰法热力融冰法的基本原理是在线路上通过高于正常电流密度的传输电流以获得焦耳热进行融冰。前期研究主要包括：1976 年以来中国和1993 年以来加拿大水电局采用的短路电流融冰1982年有专家提出采用高电流密度融冰;19871990 年日本研制的电阻性铁磁线。常见的几种热力除冰法：1、过电流防冰融冰法：调度通过改变潮流分布增大线路的负荷电流而使得导线发热达到防冰融冰目的。这种方法对截面较小的110kV及以下线路可行，对更高电压等级线路由于截面大，并受系统容量和运行方式限制，无明显作用。二、融冰装置原理二、融冰装置原理2、移相器带负荷融冰法 ONDI(on-load network de-icer)最早在1990 年提出，并在此后得到了发展。此方法利用移相变压器角度的变化改变平行双回线的潮流分布，通过增加其中一回线的电流来增加线路发热，达到融冰的目的，其原理如右图所示。二、融冰装置原理二、融冰装置原理3、高频激励融冰法（8200 kHz），机理是高频时冰是一种有损耗电介质，能直接引起发热，且集肤效应导致电流只在导体表面很浅范围内流通，造成电阻损耗发热。当将冰作为有损耗电介质时，覆冰输电线路的等值电路如图所示：二、融冰装置原理二、融冰装置原理4、复合导线融冰法：将架空电力线路导线做成一种可变换载流截面的复合导线,上面装设自动控制的复合开关装置,当导线上的覆冰厚度达整定值时,复合开关自动将复合导线的内层导线回路断开,使其退出载流运行,仅保留外层导线载流,增大载流导线的电阻(电流密度),从而增大导线的发热量,达到融冰的目的。融冰完成后,复合开关自动将内层导线回路接通,恢复全截面载流运行。对于多分裂导线，也可以通过把线路电流集中在某一分裂导线上，增大发 热量而融冰，通过各分裂导线间的切换，使线路覆冰完全融化。这些方法均需要对线路进行大范围改造，造价昂贵，很难大范围应用。二、融冰装置原理二、融冰装置原理5、交流短路电流融冰法：人为将融冰线路的一端两相或三相短路，而在另一端提供融冰交流电源，以较大短路电流(控制在导线最大允许电流范围之内)来加热导线，将附着的冰融化。二、融冰装置原理二、融冰装置原理6、直流融冰法：将覆冰线路作为负载，施加直流电源，用较低电压提供较大电流加热导线使覆冰融化。序号方法名称应用范围使用情况价格1过电流融冰过电流融冰导线和电缆导线和电缆已采用已采用低低2ONDI法法(移相器带负荷融冰移相器带负荷融冰)导线与电缆导线与电缆困难困难高高3交流短路融冰法交流短路融冰法导线与电缆导线与电缆已应用已应用中等中等4直流电流融冰法直流电流融冰法导线与电缆导线与电缆已应用已应用高高5高频高压激励融冰法高频高压激励融冰法导线导线困难困难高高6阻性线融冰法阻性线融冰法导线导线少量应用少量应用高高各种融冰方式比较各种融冰方式比较二、融冰装置原理二、融冰装置原理二、融冰装置原理二、融冰装置原理小小 结结国内外专家通过多年的深入研究一致认为：国内外专家通过多年的深入研究一致认为：p对于发生在大范围的输电线路覆冰问题，导线的对于发生在大范围的输电线路覆冰问题，导线的热力融热力融 冰方法冰方法是最有效的方法。是最有效的方法。p对于出现在局部范围内的输电线路覆冰问题，导线的对于出现在局部范围内的输电线路覆冰问题，导线的机械机械 除冰方法除冰方法也可做为一种辅助措施。也可做为一种辅助措施。直流融冰原理直流融冰原理三、直流融冰装置三、直流融冰装置 直流融冰特点直流融冰特点三、直流融冰装置三、直流融冰装置直流融冰装置额定容量确定原则 三、直流融冰装置三、直流融冰装置直流融冰示意图直流融冰示意图三、直流融冰装置三、直流融冰装置三、直流融冰装置三、直流融冰装置三、直流融冰装置三、直流融冰装置晶闸管阀组三、直流融冰装置三、直流融冰装置四、四、SVC装置装置SVCSVC的基本概念：的基本概念：静止无功补偿器（Static Var CompensatorSVC），全称为静止型动态无功补偿装置。通常由并联电容器组（或滤波器）和一个可调节电感量的电感元件组成。SVC与一般的补偿装置的区别是能够快速跟踪电网或负荷的无功波动，进行随机性适时补偿，从而改善电能质量。四、四、SVC装置装置SVCSVC的作用：的作用：负荷补偿：改善功率因数；抑制电压闪变、波动；稳定系统接入点三相电压；降低电压和电流三相不平衡度等功能。系统补偿：电压控制；负荷平衡；增加传输容量；系统阻尼；降低线损等。四、四、SVC装置装置SVCSVC的分类：的分类：1)晶闸管控制电抗器型（晶闸管控制电抗器型（TCRTCR）：用反向并联的晶闸管阀与电抗器串联，通过对触发角的相位控制，改变其等值电纳，从而改变装置的无功输出。特 点：自动跟踪补偿；连续平滑调节；响应快，数十毫秒。四、四、SVC装置装置2)晶闸管投切电容器型（晶闸管投切电容器型（TSCTSC）：）：英文缩写TSC。它是利用反向并联的晶闸管阀的开关功能对 电容器组进行投切操作的补偿装置。特特 点：点：不产生谐波，不产生电压冲击。四、四、SVC装置装置3 3)TCR+FCTCR+FC型：型：一种组合补偿形式，可将TCR的补偿范围从感性扩展到容性区域，是对单一的TCR功能的完善。固定电容器同时起滤波作用。是目前SVC的一种主要使用方式。四、四、SVC装置装置4)TCR+TSC+FCTCR+TSC+FC型：型：这种补偿形式的SVC是专为克服TSC或TCR+FC的缺点而产生的。一方面，它可以平滑TSC的阶跃特性；另一方面它又可以避免TCR+FC在吸收感性无功时的容量对消，降低成本。五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置n1.直流融冰兼直流融冰兼SVC设备原理设备原理对变电站现有对变电站现有SVC和滤波装置进行改造可以降低直流融冰和滤波装置进行改造可以降低直流融冰兼兼SVC装置的成本，其基本原理如图所示。装置的成本，其基本原理如图所示。五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置n2.带带SVC功能的直流融冰装置有如下特点：功能的直流融冰装置有如下特点：具有直流融冰和SVC两种工作模式，没有冰灾时，可作为普通SVC使用，装置利用率高。适应性强，可根据线路参数和最佳融冰温度设定目标电流。一次设备的模式转换操作仅通过隔离开关切换完成，不需要任何现场短接或搭接改线工作。操作快捷、方便。五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置所有晶闸管阀、电抗器（相控和平波）、交流滤波器等主设备的设计均考虑兼顾融冰和SVC 两种工作模式，设备利用率高，降低造价，同时有利于维持设备健康水平。二次控制系统的模式转换操作仅通过用户界面选择“融冰/SVC”模式设置，即可实现整套系统的模式切换。不需现场改线或软件改动等任何其他操作。整个模式切换过程简单、快速，满足紧急时刻融冰需求。直流融冰兼直流融冰兼SVCSVC装置交流侧接线装置交流侧接线五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置直流融冰兼直流融冰兼SVCSVC装置阀侧主接线装置阀侧主接线融冰模式融冰模式五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置直流融冰兼直流融冰兼SVCSVC装置阀侧主接线装置阀侧主接线融冰模式融冰模式五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置直流融冰兼直流融冰兼SVCSVC装置交流侧接线装置交流侧接线五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置直流融冰兼直流融冰兼SVCSVC装置阀侧主接线装置阀侧主接线融冰模式融冰模式五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置直流融冰兼直流融冰兼SVCSVC装置阀侧主接线装置阀侧主接线融冰模式融冰模式五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置SVCSVC模式控制画面模式控制画面五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置SVCSVC模式模式TCRTCR监视画面监视画面五、直流融冰兼五、直流融冰兼SVC装置装置五、直流融冰工作流程五、直流融冰工作流程融冰线路复电融冰线路复电恢复正常接线恢复正常接线直流融冰直流融冰融冰方式接线融冰方式接线融冰线路停运融冰线路停运五、直流融冰工作流程五、直流融冰工作流程融冰工作模式融冰工作模式调度指挥模式调度指挥模式工作组模式工作组模式五、直流融冰工作流程五、直流融冰工作流程五、直流融冰工作流程五、直流融冰工作流程 融冰经验融冰经验500kV导线融冰220kV导线融冰普通地线融冰OPGW地线融冰线路串联融冰29293 38 84 43030五、直流融冰工作流程五、直流融冰工作流程直流融冰模式导线融冰控制画面直流融冰模式导线融冰控制画面五、直流融冰工作流程五、直流融冰工作流程直流融冰模式地线融冰控制画面直流融冰模式地线融冰控制画面五、直流融冰工作流程五、直流融冰工作流程1 覆冰在线监测系统覆冰在线监测系统六、融冰技术应用六、融冰技术应用2 融冰刀闸融冰刀闸三、融冰技术应用三、融冰技术应用六、融冰技术应用六、融冰技术应用3 除冰机器人除冰机器人三、融冰技术应用三、融冰技术应用六、融冰技术应用六、融冰技术应用4 地线融冰地线融冰三、融冰技术应用三、融冰技术应用六、融冰技术应用六、融冰技术应用4 地线融冰地线融冰三、融冰技术应用三、融冰技术应用六、融冰技术应用六、融冰技术应用5 地线融冰自动接线装置地线融冰自动接线装置三、融冰技术应用三、融冰技术应用六、融冰技术应用六、融冰技术应用 谢谢！谢谢！