线路交流融冰装置及系统的制作方法

1.本发明涉及电力设备技术领域，特别是涉及一种线路交流融冰装置及系统。


背景技术：

2.电力线路是指在发电厂、变电站和电力用户间用来传送电能的线路。由于大范围电网的布设，电力线路在高寒地区、山区等野外环境中，在遭受寒冷天气时电力线路上容易结冰或堆积冰雪，给电力线路造成不利影响和额外负荷。因此，需要对电力线路进行融冰除冰处理。线路融冰，就是融化电力线路上凝结的冰雪，防止冰雪对电力线路的损坏或影响。
3.传统的电力线路融冰处理，主要有固定发电机融冰法、系统电变压器融冰法、变压器融冰法、转移负荷融冰法和人工除冰法等。其中，除人工除冰法外，各类融冰处理均是使电力线路自身发热，来起到融化冰雪的作用。而电力线路的发热，原理是加大电力线路的电流，以提高线路自身的温度。然而，由于电力线路自身的阻抗限制，限制了融冰线路的长度。例如400v交流融冰一般只能融1.3km左右，远低于电力线路的实际覆冰长度。较短的融冰线路长度，限制了融冰的效率，且提高了融冰的能源损耗和设备损耗。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对较短的融冰线路长度，限制了融冰的效率，且提高了融冰的能源损耗和设备损耗这一缺陷，提供一种线路交流融冰装置及系统。
5.一种线路交流融冰装置，包括：
6.融冰变压器，用于为待融冰线路的各相线路提供融冰电压；
7.开关模块，包括多个受控开关，受控开关用于在导通时并联导通待融冰线路的任意两相或多相线路，使并联的线路短接。
8.上述的线路交流融冰装置，包括了融冰变压器和开关模块。首先融冰变压器为待融冰线路的各相线路提供融冰电压，而开关模块的受控开关用于在导通时并联导通待融冰线路的任意两相或多相线路，使并联的线路短接。基于此，通过将两相或多相线路进行并联，降低并联线路的阻抗，从而延长融冰距离，降低融冰的能耗和设备损耗。进一步地，由于非并联线路升温比并联线路快，可通过控制受控开关的切换导通，轮流转换并联的线路，提高各相线路的融冰速度。
9.在其中一个实施例中，开关模块包括：
10.第一开关，第一端连接融冰变压器的第一输出端，第二端用于连接待融冰线路的第一相线路；
11.第二开关，第一端连接融冰变压器的第二输出端，第二端用于连接待融冰线路的第二相线路；
12.第三开关，第一端连接融冰变压器的第三输出端，第二端用于连接待融冰线路的第三相线路；
13.第四开关，第一端连接第三开关的第二端，第二端连接第二开关的第二端；
14.第五开关，第一端连接第二开关的第二端，第二端连接第一开关的第二端；
15.第六开关，第一端连接第三开关的第二端，第二端连接第一开关的第二端。
16.在其中一个实施例中，受控开关包括常开型继电器。
17.在其中一个实施例中，还包括：
18.开关控制器，用于根据控制信号控制各受控开关导通或关断。
19.在其中一个实施例中，开关控制器包括plc控制器。
20.在其中一个实施例中，还包括：
21.开关通信模块，用于接收遥控信号，并根据遥控信号输出控制信号至开关控制器。
22.在其中一个实施例中，开关通信模块包括局域网通信单元、gprs通信单元、gps通信单元、蓝牙通信单元或zigbee通信单元。
23.在其中一个实施例中，融冰变压器包括10kv/400v的配电变压器。
24.一种线路交流融冰系统，包括：
25.一个或多个线路交流融冰装置，线路交流融冰装置包括:
26.融冰变压器，用于为待融冰线路的各相线路提供融冰电压；
27.开关模块，包括多个受控开关，受控开关用于在导通时并联导通待融冰线路的任意两相或多相线路，使并联的线路短接。
28.开关控制平台，用于向线路交流融冰装置传输遥控信号，以控制受控开关导通或关断。
29.上述的线路交流融冰系统，包括了融冰变压器和开关模块。首先融冰变压器为待融冰线路的各相线路提供融冰电压，而开关模块的受控开关用于在导通时并联导通待融冰线路的任意两相或多相线路，使并联的线路短接。基于此，通过将两相或多相线路进行并联，降低并联线路的阻抗，从而延长融冰距离，降低融冰的能耗和设备损耗。进一步地，由于非并联线路升温比并联线路快，开关控制平台通过遥控信号控制受控开关的切换导通，轮流转换并联的线路，提高各相线路的融冰速度。
30.在其中一个实施例中，还包括：
31.环境监测设备，用于监测待融冰线路的工作环境，获得环境信息并将环境信息反馈至开关控制平台。
附图说明
32.图1为一实施方式的线路交流融冰装置结构示意图；
33.图2为一实施方式的融冰线路示意图；
34.图3为三相线路并联连接示意图；
35.图4为一实施方式的开关模块结构示意图；
36.图5为另一实施方式的开关模块结构示意图；
37.图6为另一实施方式的线路交流融冰装置结构示意图；
38.图7为一实施方式的线路交流融冰系统模块结构图。
具体实施方式
39.为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例
对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
40.本发明实施例提供了一种线路交流融冰装置。
41.图1为一实施方式的线路交流融冰装置结构示意图，如图1所示，一实施方式的线路交流融冰装置包括融冰变压器100和开关模块101：
42.融冰变压器100，用于为待融冰线路的各相线路提供融冰电压；
43.开关模块101，包括多个受控开关，受控开关用于在导通时并联导通待融冰线路的任意两相或多相线路，使并联的线路短接。
44.其中，由于电力线路并非全部线路段都是覆冰的，因此只需针对覆冰线路段进行融冰。图2为一实施方式的融冰线路示意图，如图2所示，10kv线路出线，线路前段正常，在x号杆和y号杆之间的线路段覆冰，为需要进行融冰的待融冰线路。如图2所示，在其中一个实施例中，融冰变压器100包括10kv/400v的配电变压器。融冰变压器100利用线路出线的10kv电压，将其转换为400v电压作为融冰电压供待融冰线路进行交流电融冰处理。需要注意的是，融冰变压器100可根据线路出线电压进行相应的选型，还可利用外部电源进行融冰处理，融冰变压器100选型较为灵活，上述10kv/400v的配电变压器仅为一实施方式，不代表对融冰变压器100的唯一限定。
45.开关模块101包括多个受控开关，受控开关根据控制信号导通或关断。其中，任意两相或多相线路可根据一个或多个受控开关的通断配合，完成并联连接。图3为三相线路并联连接示意图，如图3所示，融冰变压器100在根据abc三相的输入变压后，给到待融冰线路的abc三相，abc三相中任意两相进行并联的方式如图3所示。通过任意两相的并联完成线路短接，降低并联线路的阻抗。需要注意的是，在线路为四相或四相以上时，存在任意两相或任意多相的并联连接方式，图3所示仅为便于解释，不代表对待融冰线路的唯一限定。
46.在其中一个实施例中，图4为一实施方式的开关模块101结构示意图，如图4所示，开关模块101包括六个受控开关，分别为第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、第四开关s4、第五开关s5和第六开关s6：
47.第一开关s1，第一端连接融冰变压器100的第一输出端，第二端用于连接待融冰线路的第一相线路；
48.第二开关s2，第一端连接融冰变压器100的第二输出端，第二端用于连接待融冰线路的第二相线路；
49.第三开关s3，第一端连接融冰变压器100的第三输出端，第二端用于连接待融冰线路的第三相线路；
50.第四开关s4，第一端连接第三开关s3的第二端，第二端连接第二开关s2的第二端；
51.第五开关s5，第一端连接第二开关s2的第二端，第二端连接第一开关s1的第二端；
52.第六开关s6，第一端连接第三开关s3的第二端，第二端连接第一开关s1的第二端。
53.其中，通过第四开关s4、第五开关s5和第六开关s6构成的三角形开关，与第一开关s1、第二开关s2和第三开关s3的开关通断配合，实现如图3所示的多类型并联连接。需要注意的是，在实现并联连接逻辑的基础上，开关模块101内受控开关的组合不受限制，图5为另一实施方式的开关模块101结构示意图，如图5所示，受控开关包括第一刀闸、第二刀闸、第三刀闸、第四刀闸、第五刀闸和第六刀闸，如下表1所示，表1中逻辑“1”表示刀闸闭合导通，
逻辑“0”表示刀闸打开关断，通过第一刀闸k1、第二刀闸k2、第三刀闸k3、第四刀闸k4、第五刀闸k5和第六刀闸k6的通断配合，实现三相线路abc的不同并联连接方式。
54.表1刀闸通关逻辑关系表
[0055][0056]
其中，受控开关包括手动开关或电控开关等。相关管理人员可通过手动操作受控开关的通断，完成待融冰线路的并联组合。同时，在受控开关采用电控开关时，受控开关可包括继电器、电子开关或半导体开关阵列等在内的弱电开关，通过电信号形式的控制信号控制受控开关的导通。并且，电控开关便于轮流转换并联的线路，提高各相线路的融冰速度。作为一个较优的实施方式，受控开关选用常开型继电器，常开型继电器根据控制信号完成闭合。
[0057]
基于此，图6为另一实施方式的线路交流融冰装置结构示意图，如图6所示，另一实施方式的线路交流融冰装置还包括开关控制器200：
[0058]
开关控制器200，用于根据控制信号控制各受控开关导通或关断。
[0059]
开关控制器200分别输出控制信号，独立控制各受控开关的通断。其中，开关控制器200可选用手动开关控制逻辑阵列，由相关管理人员手动操作开关通断。在其中一个实施例中，开关控制器200包括电控控制器，包括单片机、plc控制器或fpga控制模块等。作为一个较优的实施方式，开关控制器200选用plc控制器。
[0060]
在其中一个实施例中，为配合电控形式的开关控制器200，另一实施方式的线路交流融冰装置还包括开关通信模块201：
[0061]
开关通信模块201，用于接收遥控信号，并根据遥控信号输出控制信号至开关控制器200。
[0062]
其中，开关通信模块201可以有线通信形式或无线通信形式接受遥控信号，完成遥控信号的处理，输出控制信号至开关控制器200，以便于相关管理人员对开关模块101的远程操作，适应电力线路的实际需求。
[0063]
在其中一个实施例中，开关通信模块201包括局域网通信单元、gprs通信单元、gps通信单元、蓝牙通信单元或zigbee通信单元等。通过多类型的开关通信模块201选型，适应不同通信场景下的开关模块101控制需求。
[0064]
作为一个较优的实施方式，开关通信模块201选用5g通信模块，相关管理人员可通过云端服务器形式的开关控制平台向开关通信模块201下发遥控信号，完成线路交流融冰装置的物联网初步构建，便于分布式管理各线路段的线路交流融冰装置。
[0065]
上述任一实施例的线路交流融冰装置，包括了融冰变压器100和开关模块101。首先融冰变压器100为待融冰线路的各相线路提供融冰电压，而开关模块101的受控开关用于在导通时并联导通待融冰线路的任意两相或多相线路，使并联的线路短接。基于此，通过将两相或多相线路进行并联，降低并联线路的阻抗，从而延长融冰距离，降低融冰的能耗和设备损耗。进一步地，由于非并联线路升温比并联线路快，可通过控制受控开关的切换导通，轮流转换并联的线路，提高各相线路的融冰速度。
[0066]
本发明实施例还提供了一种线路交流融冰系统。
[0067]
图7为一实施方式的线路交流融冰系统模块结构图，如图7所示，一实施方式的线路交流融冰系统包括：
[0068]
一个或多个线路交流融冰装置1000，线路交流融冰装置1000包括:
[0069]
融冰变压器100，用于为待融冰线路的各相线路提供融冰电压；
[0070]
开关模块101，包括多个受控开关，受控开关用于在导通时并联导通待融冰线路的任意两相或多相线路，使并联的线路短接。
[0071]
开关控制平台1001，用于向线路交流融冰装置1000传输遥控信号，以控制受控开关导通或关断。
[0072]
其中，开关控制平台1001包括计算机设备或云端服务器等的现场控制平台或远程控制平台。作为一个较优的实施方式，开关控制平台1001包括云端服务器，相关管理人员可通过云端服务器远程控制开关模块101内受控开关的通断运行，包括使用第三方设备接入云端服务器以实现远程操作。同时，云端服务器还可根据预先设置的管理程序，自动向线路交流融冰装置1000下发遥控信号，完成对线路交流融冰装置1000的自动控制，提高线路交流融冰装置1000的效率并降低人力管理成本。
[0073]
在其中一个实施例中，如图7所示，一实施方式的线路交流融冰系统还包括：
[0074]
环境监测设备1002，用于监测待融冰线路的工作环境，获得环境信息并将环境信息反馈至开关控制平台1001。
[0075]
环境监测设备1002设置在待融冰线路的工作环境，监测待融冰线路的工作环境，温度监测或电压电流监测等，通过监测获得环境信息，并将环境信息反馈至开关控制平台1001，以便于相关管理人员从云端服务器远程了解线路交流融冰的运行情况，也可便于云端服务器的遥控信号反馈调整，实现对线路交流融冰装置1000的自动控制，丰富基于开关控制平台1001的应用开发，完整搭建基于线路交流融冰装置1000的物联网。
[0076]
在其中一个实施例中，环境监测设备1002包括温度传感器或电压电流采集传感器等。
[0077]
上述任一实施例的线路交流融冰系统，包括了融冰变压器100和开关模块101。首先融冰变压器100为待融冰线路的各相线路提供融冰电压，而开关模块101的受控开关用于在导通时并联导通待融冰线路的任意两相或多相线路，使并联的线路短接。基于此，通过将两相或多相线路进行并联，降低并联线路的阻抗，从而延长融冰距离，降低融冰的能耗和设备损耗。进一步地，由于非并联线路升温比并联线路快，开关控制平台1001通过遥控信号控制受控开关的切换导通，轮流转换并联的线路，提高各相线路的融冰速度。
[0078]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛
盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0079]
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。