本实用新型涉及电气工程技术领域，具体涉及一种特高压线路融冰系统。
背景技术：
我国能源分布与负荷中心的分布极为不均衡，水电、煤炭等资源主要分布在西部和西北地区，而电力需求却主要集中在东部和南部沿海地区，这决定了我国必须进行远距离、大规模、高效率输电，以实现在全国范围内优化配置电力资源。特高压电网是解决我国能源资源与负荷中心呈逆向分布的必然选择，而特高压线路输送距离长，其走廊所经地区地形复杂，气象条件多变，极易发生严重覆冰而出现倒塔断线等事故。特高压线路输送容量大、供电范围广，可靠性要求非常高，一旦发生覆冰倒塔断线，容易造成大电网解列，引起大面积停电，对国民经济和人民生产生活构成严重威胁。特高压输电线路如采用抗冰措施提高设计覆冰厚度，每公里投资就需要增加费用几百万，一条线路投资需增加费用十几亿。如采用融冰措施对特高压输电线路进行融冰，融冰装置仅需投资几千万，经济效益十分明显。
目前，电网输变电设备防冰减灾国家重点实验室已研制成功特高压线路的融冰装置，并在实验室完成了各项试验，性能满足融冰要求。但是，装置尚未应用于实际工程，如应用于实际，最关键的问题就是如何将装置接入线路。如采用手动临时接线的话，因特高压线路融冰电流大，接线工作量非常巨大，需要40～50人花费3～4天时间，且冰雪天气下上线路高空作业存在很大的安全隐患，不满足特高压线路融冰及时性与安全性的要求。因此，必须开展特高压线路融冰装置自动接入方法的研究，为特高压线路安全、快速开展融冰工作提供技术支撑。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题：针对特高压线路融冰装置手动接线效率低、安全性差的现状，提供一种可将特高压线路融冰装置自动接入待融冰特高压线路，能够显著提高特高压线路的融冰效率，节约大量人员，简化现场操作，节省大量融冰时间，同时保障融冰人员的安全，安全、快速开展特高压线路融冰工作，从而保证特高压线路供电可靠性的特高压线路融冰系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型提供一种特高压线路融冰系统，包括特高压线路融冰装置、二转三切换装置、三相母线、第一地线融冰接入装置、第二地线融冰接入装置、导线融冰接入装置、导线融冰短路装置和地线融冰短路装置，所述二转三切换装置的两个输入端和特高压线路融冰装置的输出端相连，所述二转三切换装置的三个输出端各与三相母线中的一相母线相连，所述三相母线的各相分别通过导线融冰接入装置和待融冰特高压线路的各相相连，且所述三相母线的A相通过第一地线融冰接入装置、待融冰特高压线路的第一地线和地线融冰短路装置相连，所述三相母线的C相通过第二地线融冰接入装置、待融冰特高压线路的第二地线和地线融冰短路装置相连，所述地线融冰短路装置还与待融冰特高压线路的单相导线相连。
优选地，所述特高压线路融冰装置、二转三切换装置、第一地线融冰接入装置、第二地线融冰接入装置、导线融冰接入装置、导线融冰短路装置和地线融冰短路装置上均设有用于控制自身投入和切除状态的投切开关，所述二转三切换装置的每一相输出端设有用于控制输出正负极性的输出极性切换开关。
本实用新型特高压线路融冰系统的优点如下：本实用新型包括特高压线路融冰装置、二转三切换装置、三相母线、第一地线融冰接入装置、第二地线融冰接入装置、导线融冰接入装置、导线融冰短路装置和地线融冰短路装置，可将特高压线路融冰装置自动接入待融冰特高压线路，通过各个接入装置和短路装置连接待融冰特高压线路，即可实现对待融冰特高压线路的自动融冰，融冰工作效率高，无需人工上塔接线，节约大量人员，节省大量融冰时间，同时保障融冰人员的安全，可安全、快速开展特高压线路融冰工作，从而保证特高压线路供电可靠性。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的特高压线路融冰系统结构示意图。
图例说明：1、特高压线路融冰装置；2、二转三切换装置；3、三相母线；4、第一地线融冰接入装置；5、第二地线融冰接入装置；6、导线融冰接入装置；7、导线融冰短路装置；8、地线融冰短路装置。
具体实施方式
实施例一：
如图1所示，本实施例的特高压线路融冰系统包括特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、三相母线3、第一地线融冰接入装置4、第二地线融冰接入装置5、导线融冰接入装置6、导线融冰短路装置7和地线融冰短路装置8，二转三切换装置2的两个输入端和特高压线路融冰装置1的输出端相连，二转三切换装置2的三个输出端各与三相母线3中的一相母线相连，三相母线3的各相分别通过导线融冰接入装置6和待融冰特高压线路的各相相连，且三相母线3的A相通过第一地线融冰接入装置4、待融冰特高压线路的第一地线和地线融冰短路装置8相连，三相母线3的C相通过第二地线融冰接入装置5、待融冰特高压线路的第二地线和地线融冰短路装置8相连，地线融冰短路装置8还与待融冰特高压线路的单相导线相连。
本实施例中，地线融冰短路装置8与待融冰特高压线路的B相导线相连，此外，也可以选择与待融冰特高压线路的A相或C相导线相连，对应的两相串联融冰模式和两并一串的融冰模式的连接方式也需要进行对应的调整即可，其原理与本实施例相同，故在此不再赘述。
本实施例中，特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、第一地线融冰接入装置4、第二地线融冰接入装置5、导线融冰接入装置6、导线融冰短路装置7和地线融冰短路装置8上均设有用于控制自身投入和切除状态的投切开关，二转三切换装置2的每一相输出端设有用于控制输出正负极性的输出极性切换开关，因此特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、第一地线融冰接入装置4、第二地线融冰接入装置5、导线融冰接入装置6、导线融冰短路装置7和地线融冰短路装置8的操作均为开关按钮操作，操作简单方便，快捷高效。
本实施例中的待融冰特高压线路为特高压长南线，下文将以对特高压长南线进行融冰为例，对本实施例特高压线路融冰系统的自动融冰方法进行进一步说明。
本实施例特高压线路融冰系统的自动融冰方法，步骤包括：
1)将特高压长南线的三相导线、地线的电源拉开，特高压长南线的地线包括第一地线和第二地线，从而将特高压长南线断电；
2)切除特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、第一地线融冰接入装置4、第二地线融冰接入装置5、导线融冰接入装置6和地线融冰短路装置8，投入导线融冰短路装置7将特高压长南线的A、B、C三相导线短接；本实施例中，导线融冰短路装置7具体在距长治变电站100km处投入导线融冰短路装置7，将特高压长南线的导线A、B、C三相短接；
3)投入导线融冰接入装置6，将特高压长南线的A、B、C三相导线接入三相母线3；
4)选择特高压长南线的导线融冰模式，导线融冰模式包括两相串联融冰模式和两并一串的融冰模式；本实施例具体选择两相串联融冰模式；
5)根据导线融冰模式控制二转三切换装置2的三个输出端的输出电压正负极性；
6)投入特高压线路融冰装置1，对特高压长南线的A、B、C三相导线融冰；
7)切除特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、导线融冰接入装置6、导线融冰短路装置7，确定两根地线的地线短接方式，地线短接方式包括两根地线串联的短接方式和单根地线串联B相导线的短接方式；
8)根据确定的地线短接方式控制地线融冰短路装置8对特高压长南线的地线接地；
9)根据地线短接方式将地线接入三相母线3；
10)根据地线短接方式控制二转三切换装置2的三个输出端的输出电压正负极性；
11)投入特高压线路融冰装置1，将特高压线路融冰装置1的输出电压自动接入特高压长南线的地线实现对特高压长南线的地线的融冰；
12)在融冰完成后，切除特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、第一地线融冰接入装置4、第二地线融冰接入装置5、导线融冰接入装置6、导线融冰短路装置7和地线融冰短路装置8，退出融冰；
13)分别将特高压长南线的三相导线、地线的电源合上，恢复特高压长南线的正常供电。
本实施例中，步骤4)的详细步骤包括：根据特高压长南线的三相导线单相导线的电阻计算两相串联的电阻，两相串联的电阻为单相导线的电阻的两倍，将特高压线路融冰装置1的输出端电压除以两相串联的电阻得到融冰电流，如果融冰电流大于或等于特高压长南线的三相导线的最小融冰电流，则优先采用两相串联融冰模式；否则，如果融冰电流小于特高压长南线的三相导线的最小融冰电流，则采用两并一串的融冰模式。本实施例中将特高压线路融冰装置1的输出端电压除以两相串联的电阻得到的融冰电流为10050A，大于长南线导线的最小融冰电流8000A，因此采用两相串联融冰模式。
本实施例中，步骤5)的详细步骤包括：判定导线融冰模式的类型，如果导线融冰模式为两相串联融冰模式，则控制二转三切换装置2的A相输出端的输出电压为正极性、C相输出端的输出电压为负极性；如果导线融冰模式为两并一串的融冰模式，则控制二转三切换装置2的B相输出端的输出电压为正极性、A相输出端的输出电压为为负极性、C相输出端的输出电压为负极性。本实施例中，导线融冰模式为两相串联融冰模式，因此控制二转三切换装置2的A相输出端的输出电压为正极性(“﹢”极电压)、C相输出端的输出电压为负极性(“﹣”极电压)。
本实施例中，步骤7)中确定地线短接方式的详细步骤包括：根据特高压长南线的单根地线的电阻计算两根地线串联的电阻，两根地线串联的电阻为单根地线的电阻的两倍，将特高压线路融冰装置1的输出端电压除以两根地线串联的电阻得到融冰电流，如果融冰电流大于或等于特高压长南线的单根地线的最小融冰电流，则优先采用两根地线串联的短接方式；否则，如果融冰电流小于特高压长南线的单根地线的最小融冰电流，则采用单根地线串联B相导线的短接方式。本实施例中，将特高压线路融冰装置1的输出端电压除以两根地线串联的电阻得到的融冰电流为520A，大于长南线地线的最小融冰电流400A，地线采用两根地线串联的短接方式。
本实施例中，步骤8)中通过地线融冰短路装置8根据确定的地线短接方式控制两根地线接地时，如果确定的地线短接方式为两根地线串联的短接方式，则将两根地线中的第一地线和第二地线接入地线融冰短路装置8实现短接；如果确定的地线短接方式为单根地线串联B相导线的短接方式，则将两根地线中的第一地线或第二地线接入地线融冰短路装置8实现短接。本实施例中，地线采用两根地线串联的短接方式，因此在距长治变电站100km处利用地线融冰短路装置8将第一地线和第二地线接入该装置实现短接。
本实施例中，步骤9)根据地线短接方式将地线接入三相母线3时，如果地线短接方式为两根地线串联的短接方式，则投入第一地线融冰接入装置4和第二地线融冰接入装置5；如果地线短接方式为单根地线串联B相导线的短接方式，当选择地线为第一地线时投入第一地线融冰接入装置4和导线融冰接入装置6，当选择地线为第二地线时投入第二地线融冰接入装置5和导线融冰接入装置6。本实施例中，地线采用两根地线串联的短接方式，因此投入第一地线融冰接入装置4和第二地线融冰接入装置5，将地线接入三相母线3。
本实施例中，步骤10)的详细步骤包括：判定地线短接方式的类型，如果确定的地线短接方式为两根地线串联的短接方式，则控制二转三切换装置2的A相输出端的输出电压为正极性、C相输出端的输出电压为负极性；如果地线短接方式为单根地线串联B相导线的短接方式，当选择地线为第一地线时则控制二转三切换装置2的A相输出端的输出电压为正极性、B相输出端的输出电压为负极性，当选择地线为第二地线时则控制二转三切换装置2的B相输出端的输出电压为正极性、B相输出端的输出电压为负极性。本实施例中，地线采用两根地线串联的短接方式，因此长治变电站利用二转三切换装置2将A相输出“﹢”极电压，C相输出“﹣”极电压。
综上所述，本实施例的特高压线路融冰系统及其融冰方法具有下述有益效果：1、可将特高压线路融冰装置1自动接入待融冰特高压线路，融冰工作效率高；2、所有接入装置、切换装置、短路装置均可采用按钮操作，操作简单方便；3、无需人工上塔接线，节约大量人员，节省大量融冰时间，同时保障融冰人员的安全；4、可安全、快速开展特高压线路融冰工作，从而保证特高压线路供电可靠性。
实施例二：
本实施例的特高压线路融冰系统和实施例一完全相同，本实施例中的待融冰特高压线路为特高压都榕线，下文将以对特高压都榕线进行融冰为例，对本实施例特高压线路融冰系统的自动融冰方法进行进一步说明。
本实施例特高压线路融冰系统的自动融冰方法，步骤包括：
1)将特高压都榕线的三相导线、地线的电源拉开，特高压都榕线的地线包括第一地线和第二地线，从而将特高压都榕线断电；
2)切除特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、第一地线融冰接入装置4、第二地线融冰接入装置5、导线融冰接入装置6和地线融冰短路装置8，在距榕城变电站180km处投入导线融冰短路装置7将特高压都榕线的A、B、C三相导线短接；本实施例中，导线融冰短路装置7具体在距长治变电站100km处投入导线融冰短路装置7，将特高压都榕线的导线A、B、C三相短接；
3)投入导线融冰接入装置6，将特高压都榕线的A、B、C三相导线接入三相母线3；
4)选择特高压都榕线的导线融冰模式，导线融冰模式包括两相串联融冰模式和两并一串的融冰模式；本实施例具体选择两相串联融冰模式；本实施例中，本实施例中将特高压线路融冰装置1的输出端电压除以两相串联的电阻得到的融冰电流为9500A，小于都榕线导线的最小融冰电流10000A，导线采用两并一串的融冰模式；
5)根据导线融冰模式控制二转三切换装置2的三个输出端的输出电压正负极性；本实施例中导线采用两并一串的融冰模式，因此利用榕城变电站二转三切换装置2将B相输出“﹢”极电压，A、C相输出“﹣”极电压；
6)投入特高压线路融冰装置1，对特高压都榕线的A、B、C三相导线融冰；
7)切除特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、导线融冰接入装置6、导线融冰短路装置7，确定两根地线的地线短接方式，地线短接方式包括两根地线串联的短接方式和单根地线串联B相导线的短接方式；本实施例中，将特高压线路融冰装置1的输出端电压除以两根地线串联的电阻得到的融冰电流为320A，小于都榕线地线的最小融冰电流450A，地线采用单根地线串联B相导线的短接方式；
8)根据确定的地线短接方式控制地线融冰短路装置8对特高压都榕线的地线接地；本实施例中，具体是在距榕城变电站180km处利用地线融冰短路装置8将第一地线或第二地线与B相导线接入该装置实现短接；
9)根据地线短接方式将地线接入三相母线3；本实施例中，地线采用单根地线串联B相导线的短接方式，因此投入第一地线融冰接入装置4和导线融冰接入装置6，将地线接入三相母线3；
10)根据地线短接方式控制二转三切换装置2的三个输出端的输出电压正负极性；本实施例中，地线采用单根地线串联B相导线的短接方式，因此利用二转三切换装置2将A相输出“﹢”极电压，B相输出“﹣”极电压；
11)投入特高压线路融冰装置1，将特高压线路融冰装置1的输出电压自动接入特高压都榕线的地线实现对特高压都榕线的地线的融冰；
12)在融冰完成后，切除特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、第一地线融冰接入装置4、第二地线融冰接入装置5、导线融冰接入装置6、导线融冰短路装置7和地线融冰短路装置8，退出融冰；本实施例中，榕城变电站切除特高压线路融冰装置1、二转三切换装置2、第一地线融冰接入装置4、导线融冰接入装置6，退出融冰装置，在距榕城变电站180km处切除地线融冰短路装置8；
13)分别将特高压都榕线的三相导线、地线的电源合上，恢复特高压都榕线的正常供电。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。