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高压线融冰原理

高压线融冰原理

更新时间:2023-08-26 18:49:45

高压线融冰原理

(1)自然外力除冰;这项除冰技术手段是当前运用最为广泛、最为简单和最为成熟除冰方法。这项技术的应用主要是利用自然外界的大风、温度的差异性以及地球旋转所产生的离心力等自然界外力的作用效果,达到消除输电线的融冰的目的。另外,在应用自然外力除冰的基础上,还在导线上装设如阻雪环、平衡锤等实施装置,以此来降低輸电线的冰雪聚集。外力除冰的方法特点是简单容易操作,所需的成本也相对较低。但是所包含的缺点是在实施上,不能够彻底有效的防止输电线融冰,在一定情况下还有可能因为除冰不均匀造成输电线跳跃,制约其他应用的正常运行。

(2)直流融冰;它的工作原理是选取相应的一晶闸管,晶闸管额定工作电压为4kV,电流为3kA左右。首先要将高压母线进行变压,本文中采用换流变压器,将500kV电压变为6.3kV,晶闸管选额定电压为4kV,电流为3kA的普通晶闸管。4kV是该晶闸管能够承受的相电压,是一个晶闸管正常工作电压。变压器降压后线电压为6.3kV。

对其中一个单桥:Ud=2×1.17U2cosα=2.34U2cosα=1.35U2Lcosα,其中U2L为线电压

Ud=1.35×6.3cosαKV=8.51cosαKV

以上电路带有平衡电抗器,属于电感负载。平衡电抗器一方面可以作为电感滤波;另一方面为平衡电抗器,保证两个整流桥负载相同,可以提高整流桥的容量。不考虑换流器的损耗,控制角α=0°C,则电压Ud为8.51kV,两个桥是并联的。一根导线的电阻为:0.105Ω/km×105km=11Ω;对一条线路融冰,有三相,从以上接线,可以知道这里不考虑分裂导线影响,只作近似计算所以总电阻为:R总=11Ω+11/2Ω=16.5Ω、I=8.51/16.5KA=0.512KA,可得总电流I总=2×0.512KA=1.024>Ic=0.749KA

(3)热力融冰法;热力融冰法是世界公认的最有效的除冰技术,其采用焦耳效应融冰原理,利用电流加热覆冰导线进行除冰。加拿大魁北克水电研究院的研究人员建立了用于估算不同电流、温度、风速条件下融冰时间的数学模型,即

Ec+Ecg+Efg=(I2R+Ps-Pr-Pc)t

式中:Ec为加热导线所需的能量,J/m;Ecg为加热冰所需的能量,J/m;Efg为冰融化所需的能量,J/m;R为导线电阻,Ω/m;I为导线中的电流,A;Ps为吸收的太阳能,W/m;Pr为热辐射损失,W/m;Pc为热对流损失,W/m;t为电流施加时间,s。公式(1)相比于Ic2R1t=Qf+Qd,更加全面。在一定环境下,可以测出以上变量。

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