专利名称：架空输电线路高压大功率双调谐电除冰方法
技术领域：
本发明涉及一种架空输电线路高压大功率双调谐电除冰方法。属于电力系统安全 领域。
背景技术：
我国是世界上输电线路覆冰最为严重的国家之一。严重覆冰会导致输电线路机械 和电气性能的急剧下降，从而导致覆冰事故的发生。在已有的除冰技术手段中，机械人工除 冰方法效率低，风险系数高，周期长，难以大面积推广；采用新材料导线的方法增加了成本 往往也不能很好的推广，特别是在老线路中；直流电流融冰法往往是两条线路同时融冰，在 通常的三相架空输电线路覆冰情况所需融冰时长，且操作复杂。线路大电流融冰法，要求线 路的完整性，而且有很高的无功输出，融冰效率低；近期提出的一种单调谐变频谐振短路融 冰仅能在单一谐振点产生呈纯阻性的谐振回路来提高导线发热效率，而未能利用到高压大 功率电力电子变频装置可输出的高频谐波量来进一步提高导线发热效率，最大限度地去利 用输电线路的集肤效应和装置的额定容量输出有功使线路发热融冰。
发明内容
技术问题本发明旨在克服现有融冰技术的不足，最大限度地利用输电线路的集 肤效应和高压大功率变频谐振融冰电源的装置容量，高效电加热输电线路，自动快速融化覆冰。技术方案本发明通过串联电容器、并联LC电路至输电线路形成可双调谐的等效 电路，融冰阶段高压大功率变频谐振融冰电源通过调节输出产生双频点谐振，形成两个呈 纯阻性的高效电加热回路，使导线高效发热，自动快速融化覆冰。本发明架空输电线路高压 大功率双调谐电除冰方法为由第二电感器与第二电容器相并联组成一个谐振电路，然后 在高压大功率谐振变频装置和架空输电线路间串联第一谐振电容器和所述的谐振电路，形 成可双调谐的线路电除冰加热回路；高压大功率谐振变频装置通过输出包含两个不同频率 的高频电压，使可双调谐的电除冰加热回路上产生两个不同频率的高频谐振电流，形成两 个呈纯阻性的谐振电除冰加热回路，电加热线路实现快速融化覆冰，同时最大限度利用了 高压大功率谐振变频装置容量。所述的两个不同频率的高频谐振电流，其中一个频率在Ik赫兹左右，另一个为其 5次谐波。所述第一谐振电容器、电感器与第二电容器满足与线路电感值Ll连接后具有双 调谐的特性，并满足所述的两个不同频率的高频谐振电流的要求。有益效果(1)高融冰效率，融冰电源装置容量利用率最大化；(2)适用范围广，不同电压等级，单相、三相线路都可以使用，操作灵活，适应性 强；
(3)可以制成移动式的装置，适合在各个地区运行。
图1 架空输电线路单相双调谐除冰原理示意图，图2 双调谐电路示意图，图3 双调谐除冰在频率f时等效的呈纯阻性的线路加热回路，图4:双调谐除冰在频率f'时等效的呈纯阻性的线路加热回路，图5 架空输电线路单相双调谐除冰接线示意图，图6 架空输电线路三相双调谐除冰接线示意图，图中有输电线路高频等效电阻R、输电线路等效电感Li、第一谐振电容器Cl、第 二电容器C2、高频耦合电感L2、线路融冰电源E。
具体实施例方式架空输电线路高压大功率双调谐电除冰方法是基于集肤效应和双调谐电路双点 谐振原理的电除冰方法，旨在最大限度地利用输电线路流通高频电流时产生的集肤效应和 高压大功率变频谐振融冰电源的装置容量，高效电加热输电线路，实现自动快速融化覆冰。 具体可在停电情况下，把线路一端的三相导线通过短接线短接，即把整个三相线路视为一 个三相负载，三相短接点作为负载的中性点。而在线路的另一端加上高压大功率变频谐振 融冰电源，在这个电力电子变频装置与线路之间串联谐振电容器和LC并联谐振电路，形成 可双调谐的电加热回路。融冰电源通过输出高频基波分量和注入谐波分量使融冰回路在两 个谐振点均发生谐振，形成两个呈纯电阻性的线路加热回路，从而装置输出基波分量和注 入谐波分量都能产生有功分量使线路高效发热融冰，同时装置无功输出理论上降至零，融 冰电源装置容量得到了更加充分的利用。又由于导线上高频基波电流和谐波电流均会产生 集肤效应，线路的等效电阻会大大增加，线路的发热也会大部分集中在线路的表面附近，融 冰速度进一步提高。双调谐电路的电容器采用金属化的无感薄膜电容器串组成。电容器基本单元为额 定交流电压3000V，额定交流电流100A的单个，通过该类电容器串/并联结成电容器堆。电 感采用高频非晶耦合电抗器。所述的串接用电容器实际为谐振电容器堆。其基本组成是100A/3000V的无感大 电流薄膜电容器，通过它们的串/并联来提高电容的耐压和电流承载能力，构成高压大电 流运行情况下的实际谐振电容器堆。所述的串接电感实际为高频非晶耦合电抗器，保证其 在高频电流下的正常运行。如图1所示一旦线路覆冰，即停电并在覆冰输电线1中串入电容器堆2，和并联 谐振LC电路(3，4)，当再加入融冰电源5形成除冰回路后，谐振电容器堆2、并联谐振LC电 路与输电线路1等效电感Ll形成可双调谐的融冰加热等效电路，如图2所示。双调谐等效电路特性分析串联LC 电路阻抗Zs ⑴=Zs(J) = Κ πJL1-^)并联LC 电路阻抗夺(/) = HlnfC2 + -^k)-1整个双调谐电路阻抗
权利要求
一种架空输电线路高压大功率双调谐电除冰方法，其特征在于由第二电感器(L2)与第二电容器(C2)相并联组成一个谐振电路，然后在线路融冰电源(E)和架空输电线路(1)间串联第一谐振电容器(C1)和所述的谐振电路，形成可双调谐的线路电除冰加热回路；线路融冰电源(E)通过输出包含两个不同频率的高频电压，使可双调谐的电除冰加热回路上产生两个不同频率的高频谐振电流，形成两个呈纯阻性的谐振电除冰加热回路，电加热线路实现快速融化覆冰，同时最大限度利用了线路融冰电源(E)容量。
2.根据权利要求1所述的架空输电线路高压大功率双调谐电除冰方法，其特征是所 述的两个不同频率的高频谐振电流，其中一个频率在Ik赫兹左右，另一个为其5次谐波。
3.根据权利要求1所述的架空输电线路高压大功率双调谐电除冰方法，其特征是所 述第一谐振电容器(Cl)、高频耦合电感(L2)与第二电容器(C2)满足与输电线路等效电感 (Li)串联后具有双调谐的特性，并满足所述的两个不同频率的高频谐振电流的要求。
全文摘要
一种架空输电线路高压大功率双调谐电除冰方法由第二电感器(L2)与第二电容器(C2)相并联组成一个谐振电路，然后在线路融冰电源(E)和架空输电线路(1)间串联第一谐振电容器(C1)和所述的谐振电路，形成可双调谐的线路电除冰加热回路；线路融冰电源(E)通过输出包含两个不同频率的高频电压，使可双调谐的电除冰加热回路上产生两个不同频率的高频谐振电流，形成两个呈纯阻性的谐振电除冰加热回路，电加热线路实现快速融化覆冰，同时最大限度利用了线路融冰电源(E)容量。本发明方法具有融冰效率高，除冰时间快，并能最大限度利用高压大功率电力电子变频谐振装置容量的优点，适合对单相和三相输电线路融冰，可实施性强。
文档编号H03J7/02GK101964506SQ20101027951
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者倪喜军, 季振东, 施超, 曹武, 赵剑锋, 闫安心 申请人:东南大学