一種基于單相接地故障電流的配電線路在線融冰方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)融冰技術領域，特別涉及一種在線融冰方法。
【背景技術】
[0002] 我國中南部數(shù)省易出現(xiàn)大范圍冰凍雨雪天氣，導致配電線路覆冰，發(fā)生絕緣子掉 串、倒塔斷線等事故，甚至造成大面積停電。因此，研宄合適的除冰、防冰技術，對于保障電 網(wǎng)的穩(wěn)定性運行有著重要意義。
[0003] 到目前為止，國內外的除冰融冰技術有30多種，按照工作原理的不同可歸納為三 類：機械融冰法、自然融冰法和熱力除冰法。
[0004] 1)機械融冰法。機械融冰主要是通過力學效應，破壞導線上覆冰的力學平衡，然后 使其脫落。目前常采用電磁脈沖、滑動鏟刮和人工等方法來除冰。電磁脈沖除冰是利用導 線中的渦流效應，通過電容器和電感線圈產(chǎn)生的脈沖磁場，在導線上產(chǎn)生渦流和磁場，與線 圈磁場產(chǎn)生斥力，使導線在兩個磁場的斥力下擴張，隨著脈沖的變化，導線受到的斥力也發(fā) 生變化，導線不斷地擴張和收縮使導線表面的覆冰脫落?；瑒隅P刮法是由地面操作人員拉 動線路上的滑輪，滑輪在線路上行走來鏟除導線上的覆冰。另外一種是人工除冰，通過除冰 人員現(xiàn)場對導線進行除冰操作，效率極低，需要耗費大量的人力和物力，且存在一定的安全 風險。
[0005] 2)自然除冰法。自然除冰法不需要外界加入能量，而是充分利用自然條件對線路 進行除冰。例如在導線或絕緣子表面涂具有憎水性能的涂料，可通過減少水和冰與導線的 附著力來防止結冰；使用抗雪環(huán)可以在導線覆冰達到一定程度時，依靠自然條件促使覆冰 線路上的冰層脫落；在導線上安裝平衡錘，可以防止導線扭轉，阻止導線積雪后形成雪環(huán)。
[0006] 3)熱力除冰法?，F(xiàn)有的各種熱力除冰方法都是采用焦耳熱效應除冰原理，在覆冰 導線上通以大于或等于臨界融冰電流的傳輸電流，使導線發(fā)熱進而導致其表面上覆冰融化 或脫落。目前較常用的熱力除冰法有：短路電流法、高頻激勵融冰、直流電流法和負荷融冰 法。但是這些方法都存在著很多的局限性以及實際操作困難的問題。例如：短路融冰法必 須使覆冰線路停電，會嚴重影響到用戶用電的可靠性，并且操作復雜；直流融冰法需要研宄 專門的直流融冰裝置，投資費用巨大；負荷融冰雖然可以在不停運線路的情況下，通過改變 線路上的負荷分布，增大覆冰線路上流過的電流，達到融冰的目的，但受負荷特性和電網(wǎng)運 行方式的限制，適用范圍有限。
[0007] 另外，現(xiàn)在大部分的融冰除冰方法，主要是針對高壓輸電線路，而中低壓配電線路 分布廣域，絕緣等級低，沒有配置融冰裝置，缺少經(jīng)濟適用的融冰除冰方法。

【發(fā)明內容】

[0008] 為解決上述高壓輸電線路融冰方法難以適用于中低壓配電線路的問題，本發(fā)明提 供了一種基于單相接地故障電流的配電線路在線融冰方法。
[0009] 本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案包括以下步驟：
[0010] 1)在線測量配電線路負荷電流；
[0011] 2)根據(jù)配電線路臨界融冰電流和負荷電流，計算配電線路進行單相接地故障時的 接地故障電流；
[0012] 3)計算用于配電線路融冰運行的消弧線圈電感設定值，并調整消弧線圈電感大于 或等于該電感設定值；
[0013] 4)在配電線路末端進行人工單相接地故障，實現(xiàn)配電線路融冰；
[0014] 5)融冰完成后，解除接地故障，并調節(jié)消弧線圈電感至融冰前運行值。
[0015] 本技術方案通過覆冰線路的臨界融冰電流及在線測量線路正常運行時的負荷電 流，計算當線路末端發(fā)生單相接地故障時的接地故障電流值和消弧線圈的電感設定值，然 后調整接于配電網(wǎng)中性點的消弧線圈的電感至設定值，再對該線路末端進行人工的單相接 地故障，增大線路中流過的電流，使其大于或等于線路的臨界融冰電流值，從而達到融冰保 線的目的。本發(fā)明原理簡單、無需對覆冰線路停電處理、無需安裝專門的融冰裝置、融冰速 度快、效率高、易于工程實現(xiàn)、且不受線路的運行方式的影響，能為配電線路融冰提供一種 便捷高效的融冰方法。
[0016] 作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發(fā)明還包括以下附加技術特征。
[0017] 步碟2)中配電線路單相梓地故瞳電流的計算公式為：
[0018]
[0019] 其中，1">為線路臨界融冰電流，Ih為線路負荷電流，0為線路負載的功率因素角。
[0020] 步驟3)中配電線路融冰運行的消弧線圈電感設定值的計算公式為：
[0021] L=Uph/(3?2CUph-?If)
[0022] 其中，Uph電源相電壓，《為電網(wǎng)工頻角頻率，C為配電網(wǎng)單相對地分布電容值。
[0023] 本發(fā)明的技術效果在于：（1)利用配電線路中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在發(fā)生單 相接地故障后，仍可帶故障運行一段時間的特點，無需對覆冰線路停電，提高了電網(wǎng)供電的 可靠性；（2)發(fā)明的融冰方法僅需要調節(jié)消弧線圈電感值大于或等于設定值，然后在配電 線路末端進行人工單相接地故障，無需增添融冰裝置和進行復雜的倒閘操作，實現(xiàn)簡便。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明的流程圖。
[0025] 圖2是本發(fā)明的在線融冰原理示意圖。
[0026] 圖3是正常運行時各相電壓與相電流矢量關系圖。
[0027] 圖4是單相接地故障各相電壓與相電流矢量關系圖。
[0028] 圖5是本發(fā)明的仿真線路單相接地示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0030] 我國配電網(wǎng)中性點一般采用消弧線圈接地，當配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，線電 壓保持不變，僅三相對地電壓發(fā)生變化，可以不中斷向用戶供電，并允許帶單相接地故障繼 續(xù)運行一段時間，根據(jù)電力系統(tǒng)相關運行規(guī)程規(guī)定：帶單相接地故障最長可持續(xù)運行2小 時。而目前熱力融冰方案一般按融冰時間60分鐘制定，根據(jù)導線截面、氣候條件和冰厚確 定交流臨界融冰電流，即當線路電流大于臨界融冰電流條件下，融冰時間小于60分鐘。因 此，單相接地故障電流融冰能夠滿足配電線路在線融冰的要求。
[0031] 本發(fā)明以某35kV配電網(wǎng)架空線路的融冰為例，饋線參數(shù)及線路負荷參數(shù)如表1所 示，根據(jù)導線截面、氣候條件（溫度為-3°C、風速3m/s)和冰厚10_，確定線路1、2、3的交 流臨界融冰電流分別為169A、214A和270A。參見圖1和圖2,圖1為基于單相接地故障電 流的配電線路在線融冰流程圖；圖2為實施本發(fā)明架空線路的在線融冰原理圖，以A相線路 融冰為例，進行A相接地故障，使A相線路的負荷電流與接地故障電流的矢量和大于臨界融 冰電流，實現(xiàn)A相線路融冰，確保融冰時間小于60分鐘。
[0032] 正常運行條件下，線路各相電壓和相電流的矢量分析如圖3所示；接地故障