江西电力第３２卷２００８年增刊
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文章编号：１００６－３４８Ｘ（２００８）增刊－００２９－０４
输电线路融冰技术探讨
侯荣升，肖红霞，柯
（江西电力职业技术学院，江西
磊
３３００３２）
南昌
摘要：为了减少和避免输电线路因冰害造成的巨大安全事故和经济损失，对融冰技术的研究至关重要。对此，介绍
了输电线路融冰的几种方法，比较了其各自的优缺点，提出了直流融冰中的一些关键性技术及其研究方案，为推进融冰技术的实用化进程提供一定的参考和借鉴。关键词：输电线路；融冰技术；直流融冰中图分类号：ＴＭ７２６
文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔａｎｄｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｏｎｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｉｃｅｄｉｓａｓｔｅｒ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｄｏｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｓｅｖｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｉｒｍｅｒｉｔｓａｎｄｄｒａｗｂａｃｋｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｃｒｕｃｉａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｌａｎｏｆＤＣｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅ；ｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ＤＣｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇ
０引言
输电线路是电能输送的核心组成部分，在电力
冰法、机械除冰法、自然被动法、化学涂料法等等，就融冰技术而言，目前主要是指各类热力融冰方法。
热力融冰法的基本原理是在线路上通以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：１９８２年Ｐｏｈｌｍａｎ和Ｌａｎｄｅｒｓ采用的高电流密度熔冰；１９７６年以来中国和１９９３年以来加拿大Ｍａｎｉｔｏｂａ水电局采用的短路电流熔冰以及１９８７～１９９０年日本Ｙａｓｕｉ、Ｙａｍａｍｏｔｏ和Ｆｕｊｉ等研制的电阻性铁磁线，目前，国内２２０ｋＶ及以下输电线路，除了在电力线路设计、施工中采用“避、改、抗、防”等措施外，短路融冰仍是防止冰害事故的主要手段［１－７］。
为更好地选择适合实际情况的融冰方法，以下就几种常用的融冰技术与方法进行比较分析。
系统中有着十分重要的作用。我国南方地区冬季气温低，雨水多、空气湿度大、特别在海拔３００～１０００ｍ左右的地区很容易结冰。由于南方输电线路的覆冰厚度设计值一般多为１０ｍｍ或１５ｍｍ，抗冰能力低，导致在２００８年初长时间的低温雨雪冰冻天气中包括江西在内的我国南部省份电网损失严重。因此，吸取此次雪灾的教训，加强对此类地区的输电线路的防冰融冰技术研究，对于防止冰灾的发生和减少冰灾危害具有至关重要的作用。本文以此为契机探讨适合于输电线路融冰的各种技术，重点提出并分析未来可能推广应用的直流融冰的关键技术和初步实现方案，为融冰技术的进一步发展提供一定的参考。
１．１增加覆冰线路的负荷电流融冰
在覆冰季节来临时，通过科学调度，如将两条线
１输电线路融冰方法的比较分析
许多国家的电力科研工作者一直致力于研究防
路的负荷通过重冰区的一条线路，或使重冰线路末端变电站的全部负荷电流都通过重冰区的一条线路，从而实现融冰。这种方法对于截面较小的１１０ｋＶ及以下线路可行，对于２２０ｋＶ及以上电压等级的线路而言，由于导线截面大，加之系统容量和运行方式的限制，采用增加覆冰线路负荷电流的方法融冰的
冰和除冰技术及措施，这对于防止冰灾的发生和减少冰灾危害具有至关重要的作用。国内外除冰防冰技术多达３０多种，按其工作原理可大致分为热力融
收稿日期：２００８－０３－１８
作者简介：侯荣升（１９７２－），男，在读研究生，江苏东海人，主要从事电力系统谐波抑制与无功补偿技术的研究与教学工作。
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实际效果尚需进一步研究。
江西电力第３２卷２００８年增刊
负载，对发电机不会产生其它影响。采用此方案，除整流装置、引出配电装置需要重新设计配置外，可借用发电机励磁控制系统实现零起升压、升流。其保护也可采用发电机保护和励磁系统保护，大大减少投资，但其限制条件为机组的容量与融冰所需的容量之间的差异。当采用系统电源融冰方案时由系统提供电源，经整流变压器、整流装置，带线路融冰。
对于５００ｋＶ的输电线路，由于其交流阻抗和截面大，难以做到在交流短路条件下以系统电源提供较大的电流（其中大部分为无功电流）。而５００ｋＶ交流线路的直流电阻只有交流阻抗的０．１倍左右，相差一个数量级，欲得到同样大小的融冰电流，采用直流融冰方案需要的电源容量就小得多。因此，对于
１．２采用高强度耐热铝合金导线
高强度耐热铝合金导线的允许连续温度为
１５０℃（普通钢芯铝绞线７０℃），在相同截面下，高强
度耐热铝合金导线通过提高导线的工作温度，比普通钢芯铝绞线提高输送容量５０倍左右。利用高强度耐热铝合金导线的这一性能，可在重冰区采用截面比普通钢芯铝绞线小的高强度耐热铝合金导线，这样可减小杆塔的荷载，如果线路的最小负荷电流能大于导线的预防融冰电流，那么在覆冰气象条件下线路将不会覆冰，就可以从根本上防止所有的覆冰事故。如果线路的最小负荷电流小于导线的预防融冰电流，可以采用人为方法，增大导线中的电流，使其大于导线的预防融冰电流。该法的缺点是对已有的线路而言，需对线路进行改造；此外高强度耐热铝合金导线的损耗比普通钢芯铝绞线稍高，是需考虑的问题。
５００ｋＶ线路，采用直流方式融冰是可行的方法，一
般条件下，只能采取由系统提供电源，经整流变压器和整流装置的方式。
直流融冰是一种有别于交流融冰、新型且实际有效的输电线路融冰技术，从一定程度上克服了交流融冰方式的技术限制和技术缺陷，具有如下特点：一是直流融冰时，线路阻抗的感性分量不起作用，大大降低了直流融冰所需的容量，提高了直流融冰效率。尤其是对于５００ｋＶ的输电线路，由于其交流阻抗和截面大，难以做到在交流短路条件下以系统电源提供较大的电流（其中大部分为无功电流）。而
１．３交流短路电流融冰
交流短路电流融冰是将融冰线路的一端三相短
路，而在另一端提供融冰交流电源，以较大短路电流来加热导线，使依附在导线上的冰融化。输电线路的短路融冰操作性质属于事故处理，值班调度员临时拟写操作指令票，安排电网运行方式，临时将输电线路上的用户转移到其他线路上供电。其缺点是操作任务多且很复杂，往往一条输电线路融完冰要几个小时到十几个小时，如果这期间线路不堪重负发生倒杆断线，则将前功尽弃。
５００ｋＶ交流线路的直流电阻只有交流阻抗的０．１倍
左右，相差一个数量级，欲得到同样大小的融冰电流，采用直流融冰方案需要的电源容量就小得多，因此实用性更强。二是适用性更强，可根据不同情况调节直流融冰电压，使之满足不同的应用环境需要。由此可知直流融冰技术是在现有输电设备下，确保冰雪恶劣天气下供电安全可靠的一种非常可行的方法。
１．４直流电流融冰
直流融冰技术主要是指在线路覆冰现象严重的
时候，将覆冰线路两端跟主网断开，并将线路末端短接，同时在线路首端接入直流电源，使之形成一回路，运用电路通过较大电流发热使附着在线路上的冰层融化脱落从而减轻线路的负担，进而防止线路的拉断和铁塔的倒塌，保障输电线路安全，当完成除冰任务后，可将直流融冰设备切除，恢复到正常状态。
从原理上看直流融冰技术是将覆冰线路作为负载，施加直流电源，用较低电压提供短路电流加热导线使覆冰融化。其主要方法包括采用发电机电源整流的直流融冰方案和采用系统电源的融冰方案。当采用发电机电源整流的直流融冰方案时，发电机出口经旁路到整流装置，带线路融冰，其中整流装置采用不可控整流方式。由于整流采用不可控三相整流，其整流脉动系数较小，发电机相当于带整流电阻性
２直流融冰的关键技术与方案设计
就实用性而言，直流融冰技术还不完善，在多个
方面尚需进一步研究，以下就其中的几个关键技术点进行分析并提出初步的实现方案。
２．１直流供电电源结构
直流供电电源结构是整个融冰装置中的关键部
分，其主要要求是具有较高的稳定性并且易于控制。根据直流融冰的原理可知，融冰时线路将通过极大的电流，这将极大的超过单整流装置的极限，因而最好采用整流桥并联的形式，确保装置的安全。对于晶闸管整流器并联形式，目前主要有三种形式，１２脉
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冲电路、双１２脉冲电路和双６脉冲电路。通过对三种形式的分析可知，双６脉冲电路由于可直接并联触发，控制较为简单，是一种较可行的方法，其具体接线图如下图１。
下，由于开关器件运行在较大的直流和开通关断电压下，同时所有的开关器件都在运行，这样将会产生
图１
直流融冰电源示意图
较大的功率损失，为了充分减少开关器件的损失，可采用改装整流电路的结构组成ＴＣＲ，如图３所示。此种结构下，只需一组整流桥即可，将另外的跟电网断开，剩下的晶闸管采用反并联的方式形成调节部分，融冰模式下的换流电抗器将成为ＳＶＣ模式下的
在此种结构中，两个桥式全桥整流电路通过整流电抗器接到变压器的低压侧，换流电抗器用于平波，接在前面的滤波器用于吸收整流装置产生的谐波，它们的阴极出线将通过平衡电抗器相连，作为直流电源的正端，他们的阳极出线将直接连接作为直流电源的负端，它们两端的出线即作为直流供电电源的出线。
ＴＣＲ电抗器，通过控制晶闸管的通断来调节无功，
同时可极大的减少功率损失。
２．２直流装置容量的选择
对于直流装置的容量，必须充分考虑各种情况。
通过实际测量和推断找出通电电流与融冰时间的关系，由此得到最佳的容量选择，确保融冰的有效运行。实际应用中可采用下面的技术方案：通过实验测试获取融冰时间、周边条件、线上覆冰半径之间的精确数据，从而可获取不同输电线路所需的电流；获取所需安装装置的变电站的所有进出线长度，导线类型的数据，通过计算，得到所需的装置的电压和电流范围；通过上面所获取的数据，并考虑某些极端情况，从而得到装置的容量范围，进而可以决定某些器件的参数要求，这样既可满足运行要求，又满足经济性要求。
图３
ＴＣＲ连接示意图
２．４移动式直流融冰设备的研究
根据不同情况下的除冰要求，需要对覆冰线路
进行快速、高效的进行处理，对于长距离线路可采用基站式的直流融冰装置，这样全站共用一套装置，即可对全站所有的进出线开展直流融冰工作，在线路大面积覆冰时，效果尤其明显。而对局部线路则可采用移动式直流融冰装置，这将具有更强的灵活性，可针对部分覆冰线路进行融冰操作，极大地降低能源消耗。移动式融冰的实质是发电机接整流装置带线路运行，借助发电机及励磁设备，采用零起升流办法提供直流进行融冰。
对于输出电流的调节，需可考虑各种线路所承受的电流极限及其融冰所需电流的大小，在运行过程中，实时收集电流电压数据值，通过控制装置对整流装置进行控制，实时的控制电流的大小，做到既可满足融冰的需要，又不会对线路和装置构成破坏，
从
２．３非融冰装置应用研究
考虑到直流融冰装置的时间性要求，为充分发
挥融冰设备的效应，使之可运行在不同的模式，如不进行融冰的时候对结构进行改装，可组装成ＳＶＣ，进行无功补偿，保障线路供电电压的稳定等。如图２。
在此示意图中，电网自带的ＴＳＣ和融冰装置改装成的ＴＣＲ可根据情况对电网的无功功率进行调节，而滤波器则用于消除ＳＶＣ所产生的谐波，满足电网谐波含量要求，三者组合一起用来保障电网的电能质量。要将整流装置当成ＴＣＲ应用，可有多种方式，如可直接利用原有的结构，但是在此种结构
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而可安全有效的对附冰线路进行融冰处理。
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直融冰方法更为合适的结论，从直流供电电源结构、流装置容量的选择、与ＴＣＲ之间的转换和移动式装置的实现这几个方面提出了直流融冰装置的初步设计与实施方案，为直流融冰装置的进一步研究与推广应用提供了一定的参考。
参考文献：
［１］蒋兴良．张丽华．输电线路除冰防冰技术综述［Ｊ］．高电压技
术，１９９７．２３（１）：７３－７６
图４
移动式直流融冰设备示意图
［２］Ｃａｎａｄａｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔ
ＩＷＡＩＳ，Ｗａｎｋｕｗａ，Ｃａｎａｄａ，１９８２
［３］ＬａｎｄｒｙＭ，ＢｅａｕｃｈｅｍｉｎＲ，ＶｅｎｎｅＡ．Ｄｅ－ｉｃｉｎｇＥＨＶｏｖｅｒｈｅａｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓＵｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｍｏｄｅｒａｔｅｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｃｕｒｒｅｎｔ［Ｃ］ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＩＥＥＥ９ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｉｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄＬｉｖｅ－ｌｉｎｅＭａｉｍｍａｎｃｅ２０００：９４－１０．
［４］蔡成良，康健，５００ｋＶ输电线路融冰技术研究［Ｊ］湖北电力２００５．２９（１２）：２－７．
［５］山霞，舒秋．关于架空输电线除冰措施的研究［Ｊ］高电压技
术．２００６．３２（４）：２５－２８．
移动式装置的结构如图４所示。发电机输出线路接可控直流装置，为了提高输出电压，采用双整流装置串联的方式，整流装置输出通过连接线路接到覆冰线路，同时需利用线路短接装置将线路短接起来，组成一回路，既可进行融冰处理。在这其中，需根据实际情况决定发电机的容量大小。装置运行过程中，通过相关的采集模块对线路的各种参数状况进行实时跟踪，将数据传送到控制器盒中，由控制器对数据进行处理，并转化为对整流和其他装置的控制，这样就可做到对装置的控制和保护功能，待线路完全恢复正常后，就可切除整个装置。
［ＳＬ］，
［６］ＪＩＡＮＧＸｉｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＳＨＵＬｉ－ｃｈｕｎ．Ｃｈｉｎｅｓｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓ＇ｉｃｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｅｖｅｒｅｉｃｅａｃｃｉｄｅｎｔｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｆｆ－ｓｈｏｒｅａｎｄＰｏｌａｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２００４，１４（３）：１９６－２０１．
［７］ＦＡＲＺＥＮＥＨＭ．Ｉｃｅａｃｃｒｅｔｉｏｎｏｎｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓａｎｄｉｎｓｕｌａｔｏｒｓａｎｄｒｅｌａｔｅｄｐｈｅｎｏｍｅｎａ［Ｊ］．ＰｈｉｌｏｓｏｐｈｉｃａｌＴｒａｎ．ｏｆｔｈｅＲｏｙａｌＳｏｃｉｅｔｙ．２０００（１０）：２９７１－３００５．
３结束语
针对这次冰灾对电力系统的影响及中暴露出来
的问题，通过比较分析几种较为实用的输电线路融冰方法，得出了就５００ｋＶ的输电线路而言采用直流
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! "
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
电力科技信息
（２００６—２０２０）的重大科技专项，是我国建设创新型国家的一项标志性工程。工程计划２００９年９月正式开工建设，２０１３年年底并网发电。该厂址远期规划容量为７．８０ＧＷ，包括３．８０ＧＷ高温气冷堆核电机组和４．００ＧＷ压水堆核电机组。
高温气冷堆是国际核能界公认的目前安全性最高的新型核反应堆，热效率高，系统简单，用途广泛，是最有希望成为适应未来能源市场安全和经济需要的先进堆型之一。该堆型在失冷失压的严重事故状况下，无须借助应急冷却系统即可保持燃料元件完整性，不会造成堆芯熔化、核放射性大量释放的严重后果，可达到第４代核能系统的核安全目标，无需采取厂外应急技术措施。
▲我国首座拥有自主知识产权的高温
气冷堆商用核电站通过可研审查华能山东
石岛湾核电厂高温气冷堆核电站示范工程可行性研究报告已通过了由国家电力规划设计总院、国防科工委、国家核安全局、山东省政府等单位组织的联合审查。
华能山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程位于山东省荣成市，是由华能山东石岛湾核电有限公司负责建设和运营的、具有我国自主知识产权的中国第１座高温气冷堆商用示范电站。该工程于２００６年２月列入国家中长期科技发展规划
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江西电力第３２卷２００８年增刊
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文章编号：１００６－３４８Ｘ（２００８）增刊－００２９－０４
输电线路融冰技术探讨
侯荣升，肖红霞，柯
（江西电力职业技术学院，江西
磊
３３００３２）
南昌
摘要：为了减少和避免输电线路因冰害造成的巨大安全事故和经济损失，对融冰技术的研究至关重要。对此，介绍
了输电线路融冰的几种方法，比较了其各自的优缺点，提出了直流融冰中的一些关键性技术及其研究方案，为推进融冰技术的实用化进程提供一定的参考和借鉴。关键词：输电线路；融冰技术；直流融冰中图分类号：ＴＭ７２６
文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔａｎｄｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｏｎｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｉｃｅｄｉｓａｓｔｅｒ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｄｏｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｓｅｖｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｉｒｍｅｒｉｔｓａｎｄｄｒａｗｂａｃｋｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｃｒｕｃｉａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｌａｎｏｆＤＣｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅ；ｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ＤＣｉｃｅ－ｍｅｌｔｉｎｇ
０引言
输电线路是电能输送的核心组成部分，在电力
冰法、机械除冰法、自然被动法、化学涂料法等等，就融冰技术而言，目前主要是指各类热力融冰方法。
热力融冰法的基本原理是在线路上通以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：１９８２年Ｐｏｈｌｍａｎ和Ｌａｎｄｅｒｓ采用的高电流密度熔冰；１９７６年以来中国和１９９３年以来加拿大Ｍａｎｉｔｏｂａ水电局采用的短路电流熔冰以及１９８７～１９９０年日本Ｙａｓｕｉ、Ｙａｍａｍｏｔｏ和Ｆｕｊｉ等研制的电阻性铁磁线，目前，国内２２０ｋＶ及以下输电线路，除了在电力线路设计、施工中采用“避、改、抗、防”等措施外，短路融冰仍是防止冰害事故的主要手段［１－７］。
为更好地选择适合实际情况的融冰方法，以下就几种常用的融冰技术与方法进行比较分析。
系统中有着十分重要的作用。我国南方地区冬季气温低，雨水多、空气湿度大、特别在海拔３００～１０００ｍ左右的地区很容易结冰。由于南方输电线路的覆冰厚度设计值一般多为１０ｍｍ或１５ｍｍ，抗冰能力低，导致在２００８年初长时间的低温雨雪冰冻天气中包括江西在内的我国南部省份电网损失严重。因此，吸取此次雪灾的教训，加强对此类地区的输电线路的防冰融冰技术研究，对于防止冰灾的发生和减少冰灾危害具有至关重要的作用。本文以此为契机探讨适合于输电线路融冰的各种技术，重点提出并分析未来可能推广应用的直流融冰的关键技术和初步实现方案，为融冰技术的进一步发展提供一定的参考。
１．１增加覆冰线路的负荷电流融冰
在覆冰季节来临时，通过科学调度，如将两条线
１输电线路融冰方法的比较分析
许多国家的电力科研工作者一直致力于研究防
路的负荷通过重冰区的一条线路，或使重冰线路末端变电站的全部负荷电流都通过重冰区的一条线路，从而实现融冰。这种方法对于截面较小的１１０ｋＶ及以下线路可行，对于２２０ｋＶ及以上电压等级的线路而言，由于导线截面大，加之系统容量和运行方式的限制，采用增加覆冰线路负荷电流的方法融冰的
冰和除冰技术及措施，这对于防止冰灾的发生和减少冰灾危害具有至关重要的作用。国内外除冰防冰技术多达３０多种，按其工作原理可大致分为热力融
收稿日期：２００８－０３－１８
作者简介：侯荣升（１９７２－），男，在读研究生，江苏东海人，主要从事电力系统谐波抑制与无功补偿技术的研究与教学工作。
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实际效果尚需进一步研究。
江西电力第３２卷２００８年增刊
负载，对发电机不会产生其它影响。采用此方案，除整流装置、引出配电装置需要重新设计配置外，可借用发电机励磁控制系统实现零起升压、升流。其保护也可采用发电机保护和励磁系统保护，大大减少投资，但其限制条件为机组的容量与融冰所需的容量之间的差异。当采用系统电源融冰方案时由系统提供电源，经整流变压器、整流装置，带线路融冰。
对于５００ｋＶ的输电线路，由于其交流阻抗和截面大，难以做到在交流短路条件下以系统电源提供较大的电流（其中大部分为无功电流）。而５００ｋＶ交流线路的直流电阻只有交流阻抗的０．１倍左右，相差一个数量级，欲得到同样大小的融冰电流，采用直流融冰方案需要的电源容量就小得多。因此，对于
１．２采用高强度耐热铝合金导线
高强度耐热铝合金导线的允许连续温度为
１５０℃（普通钢芯铝绞线７０℃），在相同截面下，高强
度耐热铝合金导线通过提高导线的工作温度，比普通钢芯铝绞线提高输送容量５０倍左右。利用高强度耐热铝合金导线的这一性能，可在重冰区采用截面比普通钢芯铝绞线小的高强度耐热铝合金导线，这样可减小杆塔的荷载，如果线路的最小负荷电流能大于导线的预防融冰电流，那么在覆冰气象条件下线路将不会覆冰，就可以从根本上防止所有的覆冰事故。如果线路的最小负荷电流小于导线的预防融冰电流，可以采用人为方法，增大导线中的电流，使其大于导线的预防融冰电流。该法的缺点是对已有的线路而言，需对线路进行改造；此外高强度耐热铝合金导线的损耗比普通钢芯铝绞线稍高，是需考虑的问题。
５００ｋＶ线路，采用直流方式融冰是可行的方法，一
般条件下，只能采取由系统提供电源，经整流变压器和整流装置的方式。
直流融冰是一种有别于交流融冰、新型且实际有效的输电线路融冰技术，从一定程度上克服了交流融冰方式的技术限制和技术缺陷，具有如下特点：一是直流融冰时，线路阻抗的感性分量不起作用，大大降低了直流融冰所需的容量，提高了直流融冰效率。尤其是对于５００ｋＶ的输电线路，由于其交流阻抗和截面大，难以做到在交流短路条件下以系统电源提供较大的电流（其中大部分为无功电流）。而
１．３交流短路电流融冰
交流短路电流融冰是将融冰线路的一端三相短
路，而在另一端提供融冰交流电源，以较大短路电流来加热导线，使依附在导线上的冰融化。输电线路的短路融冰操作性质属于事故处理，值班调度员临时拟写操作指令票，安排电网运行方式，临时将输电线路上的用户转移到其他线路上供电。其缺点是操作任务多且很复杂，往往一条输电线路融完冰要几个小时到十几个小时，如果这期间线路不堪重负发生倒杆断线，则将前功尽弃。
５００ｋＶ交流线路的直流电阻只有交流阻抗的０．１倍
左右，相差一个数量级，欲得到同样大小的融冰电流，采用直流融冰方案需要的电源容量就小得多，因此实用性更强。二是适用性更强，可根据不同情况调节直流融冰电压，使之满足不同的应用环境需要。由此可知直流融冰技术是在现有输电设备下，确保冰雪恶劣天气下供电安全可靠的一种非常可行的方法。
１．４直流电流融冰
直流融冰技术主要是指在线路覆冰现象严重的
时候，将覆冰线路两端跟主网断开，并将线路末端短接，同时在线路首端接入直流电源，使之形成一回路，运用电路通过较大电流发热使附着在线路上的冰层融化脱落从而减轻线路的负担，进而防止线路的拉断和铁塔的倒塌，保障输电线路安全，当完成除冰任务后，可将直流融冰设备切除，恢复到正常状态。
从原理上看直流融冰技术是将覆冰线路作为负载，施加直流电源，用较低电压提供短路电流加热导线使覆冰融化。其主要方法包括采用发电机电源整流的直流融冰方案和采用系统电源的融冰方案。当采用发电机电源整流的直流融冰方案时，发电机出口经旁路到整流装置，带线路融冰，其中整流装置采用不可控整流方式。由于整流采用不可控三相整流，其整流脉动系数较小，发电机相当于带整流电阻性
２直流融冰的关键技术与方案设计
就实用性而言，直流融冰技术还不完善，在多个
方面尚需进一步研究，以下就其中的几个关键技术点进行分析并提出初步的实现方案。
２．１直流供电电源结构
直流供电电源结构是整个融冰装置中的关键部
分，其主要要求是具有较高的稳定性并且易于控制。根据直流融冰的原理可知，融冰时线路将通过极大的电流，这将极大的超过单整流装置的极限，因而最好采用整流桥并联的形式，确保装置的安全。对于晶闸管整流器并联形式，目前主要有三种形式，１２脉
江西电力第３２卷２００８年增刊
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冲电路、双１２脉冲电路和双６脉冲电路。通过对三种形式的分析可知，双６脉冲电路由于可直接并联触发，控制较为简单，是一种较可行的方法，其具体接线图如下图１。
下，由于开关器件运行在较大的直流和开通关断电压下，同时所有的开关器件都在运行，这样将会产生
图１
直流融冰电源示意图
较大的功率损失，为了充分减少开关器件的损失，可采用改装整流电路的结构组成ＴＣＲ，如图３所示。此种结构下，只需一组整流桥即可，将另外的跟电网断开，剩下的晶闸管采用反并联的方式形成调节部分，融冰模式下的换流电抗器将成为ＳＶＣ模式下的
在此种结构中，两个桥式全桥整流电路通过整流电抗器接到变压器的低压侧，换流电抗器用于平波，接在前面的滤波器用于吸收整流装置产生的谐波，它们的阴极出线将通过平衡电抗器相连，作为直流电源的正端，他们的阳极出线将直接连接作为直流电源的负端，它们两端的出线即作为直流供电电源的出线。
ＴＣＲ电抗器，通过控制晶闸管的通断来调节无功，
同时可极大的减少功率损失。
２．２直流装置容量的选择
对于直流装置的容量，必须充分考虑各种情况。
通过实际测量和推断找出通电电流与融冰时间的关系，由此得到最佳的容量选择，确保融冰的有效运行。实际应用中可采用下面的技术方案：通过实验测试获取融冰时间、周边条件、线上覆冰半径之间的精确数据，从而可获取不同输电线路所需的电流；获取所需安装装置的变电站的所有进出线长度，导线类型的数据，通过计算，得到所需的装置的电压和电流范围；通过上面所获取的数据，并考虑某些极端情况，从而得到装置的容量范围，进而可以决定某些器件的参数要求，这样既可满足运行要求，又满足经济性要求。
图３
ＴＣＲ连接示意图
２．４移动式直流融冰设备的研究
根据不同情况下的除冰要求，需要对覆冰线路
进行快速、高效的进行处理，对于长距离线路可采用基站式的直流融冰装置，这样全站共用一套装置，即可对全站所有的进出线开展直流融冰工作，在线路大面积覆冰时，效果尤其明显。而对局部线路则可采用移动式直流融冰装置，这将具有更强的灵活性，可针对部分覆冰线路进行融冰操作，极大地降低能源消耗。移动式融冰的实质是发电机接整流装置带线路运行，借助发电机及励磁设备，采用零起升流办法提供直流进行融冰。
对于输出电流的调节，需可考虑各种线路所承受的电流极限及其融冰所需电流的大小，在运行过程中，实时收集电流电压数据值，通过控制装置对整流装置进行控制，实时的控制电流的大小，做到既可满足融冰的需要，又不会对线路和装置构成破坏，
从
２．３非融冰装置应用研究
考虑到直流融冰装置的时间性要求，为充分发
挥融冰设备的效应，使之可运行在不同的模式，如不进行融冰的时候对结构进行改装，可组装成ＳＶＣ，进行无功补偿，保障线路供电电压的稳定等。如图２。
在此示意图中，电网自带的ＴＳＣ和融冰装置改装成的ＴＣＲ可根据情况对电网的无功功率进行调节，而滤波器则用于消除ＳＶＣ所产生的谐波，满足电网谐波含量要求，三者组合一起用来保障电网的电能质量。要将整流装置当成ＴＣＲ应用，可有多种方式，如可直接利用原有的结构，但是在此种结构
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而可安全有效的对附冰线路进行融冰处理。
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直融冰方法更为合适的结论，从直流供电电源结构、流装置容量的选择、与ＴＣＲ之间的转换和移动式装置的实现这几个方面提出了直流融冰装置的初步设计与实施方案，为直流融冰装置的进一步研究与推广应用提供了一定的参考。
参考文献：
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图４
移动式直流融冰设备示意图
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移动式装置的结构如图４所示。发电机输出线路接可控直流装置，为了提高输出电压，采用双整流装置串联的方式，整流装置输出通过连接线路接到覆冰线路，同时需利用线路短接装置将线路短接起来，组成一回路，既可进行融冰处理。在这其中，需根据实际情况决定发电机的容量大小。装置运行过程中，通过相关的采集模块对线路的各种参数状况进行实时跟踪，将数据传送到控制器盒中，由控制器对数据进行处理，并转化为对整流和其他装置的控制，这样就可做到对装置的控制和保护功能，待线路完全恢复正常后，就可切除整个装置。
［ＳＬ］，
［６］ＪＩＡＮＧＸｉｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＳＨＵＬｉ－ｃｈｕｎ．Ｃｈｉｎｅｓｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓ＇ｉｃｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｅｖｅｒｅｉｃｅａｃｃｉｄｅｎｔｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｆｆ－ｓｈｏｒｅａｎｄＰｏｌａｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２００４，１４（３）：１９６－２０１．
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３结束语
针对这次冰灾对电力系统的影响及中暴露出来
的问题，通过比较分析几种较为实用的输电线路融冰方法，得出了就５００ｋＶ的输电线路而言采用直流
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电力科技信息
（２００６—２０２０）的重大科技专项，是我国建设创新型国家的一项标志性工程。工程计划２００９年９月正式开工建设，２０１３年年底并网发电。该厂址远期规划容量为７．８０ＧＷ，包括３．８０ＧＷ高温气冷堆核电机组和４．００ＧＷ压水堆核电机组。
高温气冷堆是国际核能界公认的目前安全性最高的新型核反应堆，热效率高，系统简单，用途广泛，是最有希望成为适应未来能源市场安全和经济需要的先进堆型之一。该堆型在失冷失压的严重事故状况下，无须借助应急冷却系统即可保持燃料元件完整性，不会造成堆芯熔化、核放射性大量释放的严重后果，可达到第４代核能系统的核安全目标，无需采取厂外应急技术措施。
▲我国首座拥有自主知识产权的高温
气冷堆商用核电站通过可研审查华能山东
石岛湾核电厂高温气冷堆核电站示范工程可行性研究报告已通过了由国家电力规划设计总院、国防科工委、国家核安全局、山东省政府等单位组织的联合审查。
华能山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程位于山东省荣成市，是由华能山东石岛湾核电有限公司负责建设和运营的、具有我国自主知识产权的中国第１座高温气冷堆商用示范电站。该工程于２００６年２月列入国家中长期科技发展规划
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