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【摘要】经济全球化发展促进我国各行各业大发展，同时用电量也急剧增加，给电力系统带来新机遇与新要求。电力企业要满足新要求，除了大力供电外还必须要确保输电的稳定性。而影响到输电稳定性因素较多，电力线结冰也是影响因素之一。本文简单阐述了电力线结冰原因以及危害性，并以小东江电厂作为案例探讨采用零起升压来解决融冰问题，为相关研究人士提供理论参考依据。
【关键词】融冰问题；小东江电厂；零起升压
中图分类号：TM6文献标识码： A 文章编号：
每一年到了11月到第二年的3月，郴州地区电网就到了防冻融冰的警戒期。在这段时间中，郴州地区就会采取各种措施对架空输电线路融冰，但是不管采用哪种融冰方式，所串接变电站相对来说比较多，因此在操作之前就需要复杂的倒闸操作，从而影響到正常接线方式与安全运行。在这种形式下，探讨小东江电厂的零起升压融冰问题具有现实意义。
一 输电线路结冰原因以及危害
对于输电线路而言，季节、气候变化以及地理条件都会造成一些影响。尤其是冬季与春节时节，架空输电线极易因寒冷而结冰。事实上要结冰必然要满足两个条件，其一是要有水，其二气温至少降低到零下。一旦遇到空气中充满水雾，而且气温也达到了零度之下就会在架空输电线路上结冰。但是在下雪天气下，因为空气之中并没有水雾，但从稳定上来看确实处于零下，但是却不会结冰。依据水雾形态线路结冰大致可以划分成雾凇、雨凇以及混合凇等三种类型。这三种相比之下危害最大的是雨凇，次之是混合凇，最小是雾凇。一旦架空线结冰之后必然会增加线路重量，铁塔、电杆承受力必然增大，只要超出了它们承重范围，就可能出现断线或电杆倒塌等各种故障。加之天寒地冻，而且能够结冰架空线路大多处于海拔比较高山上，因此维修人员和维修材料在短时间内都不可能到达事故点，必然导致该线路较长时间中不能够供电，给用户与系统都会带来巨大经济损失，同时还会威胁到电力系统的安全、稳定运行。例如在2011年冬季到2012年的春节，郴州电网就出现了大约20条次严重冰灾，造成多条220KV、500KV的线路停运，影响到该地区的正常供电。后来在郴州电网相关领导正确指挥下，全体员工共同努力之下进行抢险，让郴州电网承受住了一次次冰冻考验，并且每次都能够在极短时间内恢复电网正常供电。
二 、小东江电厂工程概述
（1）、从系统中所处位置来说，小东江电厂在郴州电网中在资兴市市效，距郴州柜纽变220KV塘溪变只有25公里，且可通过110KV小桥线、塘桥线连接塘溪变，这条通道小桥线为LGJ-185,TA变比为600/5,导线最大载流为535A或10万千瓦；塘桥线为LGJ-240,TA变比为600/5。
（2）、从自身情况来说，小东江电厂总库容量1050万立方米，具有一定库容量；机组装机5.5万千瓦时，在无来水情况下满库容时4台机满发可发电2.5小时，开两台大机（带出力4.1万千瓦）可发电4小时，大机、小机各开1台（带2.8万千瓦）可发电5小时，开1台大机（带2.0万千瓦）7.5小时，开1台小机可发电9小时，实际上，因小东江电厂上游为大东江水库，在系统需要时大东江水库可以任意放水，所以小东江电厂自我调性能好。同时经过逐台机组试验知道小东江电厂机组打开导叶的油压保持时间较长。
（3）、从小东江电厂零起升压对系统供电成功的经验来说，在2008年我国南方地区冰灾时，小东江电厂曾两次作为黑启动电源零起升压对郴州电网供电。同时该电厂值班人员素质较高，经验丰富，机组每年检修实验数据完整。对于郴州电网众多小水电厂筛选出来的黑启动电源，小东江电厂是最优的。
所以，熟悉和撑握小东江电厂零起升压对110KV小桥线融冰方案及技术参数对郴州电网在冰冻灾害时迅速恢复供电至关重要。
三、小桥（小桥线）融冰方案理论计算
（1）接线：
(2)融冰数据计算：
计算公式：Z=R+jX=Z1 |Z|=SQRT(R×R+X×X)
I=U/(1.732×|Z|)(A)Wk＝P+jQ=3×I×R+j3×I×X
ZΣ=2.357+j6.11(Ω)Uk=6.5（kV）
Ik=573(A) Wk=2.322+j6.019(MVA)
LGJ-185冰厚15mm
风速为3米/秒时融冰时间为：T1=42(分)；
风速为5米/秒时融冰时间为：T2=55(分)
（3）保护：
小东江314： TA 800/5
速断：4.3A0s 过流: 4.3A0.5s
（4）、方式说明：
1、融冰短路点设在110KV桥口变507。
2、融冰电源：小东江电厂#3、4G零起升压至10kV侧电压U=6.5kV。
3、小东江电厂#2主变停电，小桥线504断路器转冷备用；桥口变110kV旁母、小桥线502断路器转冷备用。小东江电厂#3、4G零起升压至10kV母线，再经融冰电缆到小桥线、桥口变110kV旁母供融冰电源。
四、实际操作中遇到的问题及解决
小东江电厂为了解决线路结冰问题，从各种融冰方案中选择了零起升压方式，从实际运用来看确实达到了预期效果和目标，但是依然还存在一些问题，在实际操作中的问题如下：
机组无法正常起励
1）所遇到问题
在第一阶段中，我们是按这样的步骤进行，见下图：
初始状态：桥口变融冰507、小桥线5025隔离开关在合位，小桥线5023隔离开关在分位，110KV旁母上其余所有元件均在分位。小东江电站小桥线5047隔离开关在合位、融冰314、#3机组330断路器在运行位置，10KVⅡ母上其余所有元件在分位，#3G投入备用，保护按要求投入。
其后，用#3G带小桥线融冰短接回路零起升压至10%额定电压时（相电压为0.6KV），励磁装置维持不了10%额定电压，#3G零起升压不成功。
2）探讨问题，探索解决办法
为了解决这个问题，我们实验人员积极配合，仔细查阅图纸，检查开机程序，第二次升压时协商一致采用机组空载零起升压至 6kV ，待机组稳定后，用融冰 314 断路器对线路送电，同步实时调整机组励磁，确保机组稳定运行的方案并最终取得成功( 升压合314时电压降至3.2KV)。
此次演练过程中也暴露出小东江电站机组带融冰短接点直接零起升压时，机组自励启动困难、难以稳定运行的问题。
这次零起升压实验的成功，为我们郴州电业局总结经验，为其它电站零起升压提供了宝贵经验。
2 发电机不能建立电压
1）存在的问题
在操作中通过几次零起升压时，发电机都不能够建立出电压。所采用方法为对励磁调节器A、B通道都采取了手动调节模式，启动了“残压启励”功能，采用“电压跟踪”的退出功能。投入到“零起升压跟踪”之功能，应用了机组的转子剩磁实施零起升压，将启动按键按下去5S，不能够建立机组的机端电压，多次操作后均不能够建压。
2）解决方法
为了不影响线路融冰，小东江电厂就采用了临时给发电机转子进行充磁方式，就是采用直流电焊机给转子充磁，其操作如下：
其一，打开发电机的机械灭磁开关，同时还要防止合闸；
其二，将电焊机所输出正负极性接到转子的正负极性，要正对正，负对负，其联结线路如下图：
图3 线路连接示意图
其三将发电机开机到空转状态，当达到了额定的转速之后就保持稳定。
其四慢慢调节电焊机输出电流，直到增加到150A，并给转子回路加上直流电流过程，实时监控电机机端的电压变化，一旦发生异常就要切断励磁电流。
其五，待励磁系统达到正常之后再采用常规零起升压方式，自然就能够让发电机成功减压，机端达到额定电压。
五、结束语
随着郴州地区电网大力发展，极大增强了系统的稳定性，但是冬季和春季结冰问题依然还影响着正常输电。在小东江电厂采用了零起升压确实起到了融冰作用，也能达到融冰的目标，有效降低了操作任务缩短融冰操作时间，但是从实际使用中发现依然存在一些问题，因此必须要在融冰实际使用中去分析存在的问题，进而结合实况采取合理的改进和完善措施。
【参考文献】
[1]于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都:西南交通大学出版社,2009.8-121.
[2]于万聚.接触网设计及检测原理[M].北京:中国铁道出版社,2005年.
[3]贵州省电力工业局 贵州省气象科研所.贵州电力技术·覆冰文集[G].贵阳:贵州省气象科研所,2004年.
[4]易辉.湖南电网冰害事故天气成因分析[J].电力设备,2008,6(7):37-38.
【关键词】融冰问题；小东江电厂；零起升压
中图分类号：TM6文献标识码： A 文章编号：
每一年到了11月到第二年的3月，郴州地区电网就到了防冻融冰的警戒期。在这段时间中，郴州地区就会采取各种措施对架空输电线路融冰，但是不管采用哪种融冰方式，所串接变电站相对来说比较多，因此在操作之前就需要复杂的倒闸操作，从而影響到正常接线方式与安全运行。在这种形式下，探讨小东江电厂的零起升压融冰问题具有现实意义。
一 输电线路结冰原因以及危害
对于输电线路而言，季节、气候变化以及地理条件都会造成一些影响。尤其是冬季与春节时节，架空输电线极易因寒冷而结冰。事实上要结冰必然要满足两个条件，其一是要有水，其二气温至少降低到零下。一旦遇到空气中充满水雾，而且气温也达到了零度之下就会在架空输电线路上结冰。但是在下雪天气下，因为空气之中并没有水雾，但从稳定上来看确实处于零下，但是却不会结冰。依据水雾形态线路结冰大致可以划分成雾凇、雨凇以及混合凇等三种类型。这三种相比之下危害最大的是雨凇，次之是混合凇，最小是雾凇。一旦架空线结冰之后必然会增加线路重量，铁塔、电杆承受力必然增大，只要超出了它们承重范围，就可能出现断线或电杆倒塌等各种故障。加之天寒地冻，而且能够结冰架空线路大多处于海拔比较高山上，因此维修人员和维修材料在短时间内都不可能到达事故点，必然导致该线路较长时间中不能够供电，给用户与系统都会带来巨大经济损失，同时还会威胁到电力系统的安全、稳定运行。例如在2011年冬季到2012年的春节，郴州电网就出现了大约20条次严重冰灾，造成多条220KV、500KV的线路停运，影响到该地区的正常供电。后来在郴州电网相关领导正确指挥下，全体员工共同努力之下进行抢险，让郴州电网承受住了一次次冰冻考验，并且每次都能够在极短时间内恢复电网正常供电。
二 、小东江电厂工程概述
（1）、从系统中所处位置来说，小东江电厂在郴州电网中在资兴市市效，距郴州柜纽变220KV塘溪变只有25公里，且可通过110KV小桥线、塘桥线连接塘溪变，这条通道小桥线为LGJ-185,TA变比为600/5,导线最大载流为535A或10万千瓦；塘桥线为LGJ-240,TA变比为600/5。
（2）、从自身情况来说，小东江电厂总库容量1050万立方米，具有一定库容量；机组装机5.5万千瓦时，在无来水情况下满库容时4台机满发可发电2.5小时，开两台大机（带出力4.1万千瓦）可发电4小时，大机、小机各开1台（带2.8万千瓦）可发电5小时，开1台大机（带2.0万千瓦）7.5小时，开1台小机可发电9小时，实际上，因小东江电厂上游为大东江水库，在系统需要时大东江水库可以任意放水，所以小东江电厂自我调性能好。同时经过逐台机组试验知道小东江电厂机组打开导叶的油压保持时间较长。
（3）、从小东江电厂零起升压对系统供电成功的经验来说，在2008年我国南方地区冰灾时，小东江电厂曾两次作为黑启动电源零起升压对郴州电网供电。同时该电厂值班人员素质较高，经验丰富，机组每年检修实验数据完整。对于郴州电网众多小水电厂筛选出来的黑启动电源，小东江电厂是最优的。
所以，熟悉和撑握小东江电厂零起升压对110KV小桥线融冰方案及技术参数对郴州电网在冰冻灾害时迅速恢复供电至关重要。
三、小桥（小桥线）融冰方案理论计算
（1）接线：
(2)融冰数据计算：
计算公式：Z=R+jX=Z1 |Z|=SQRT(R×R+X×X)
I=U/(1.732×|Z|)(A)Wk＝P+jQ=3×I×R+j3×I×X
ZΣ=2.357+j6.11(Ω)Uk=6.5（kV）
Ik=573(A) Wk=2.322+j6.019(MVA)
LGJ-185冰厚15mm
风速为3米/秒时融冰时间为：T1=42(分)；
风速为5米/秒时融冰时间为：T2=55(分)
（3）保护：
小东江314： TA 800/5
速断：4.3A0s 过流: 4.3A0.5s
（4）、方式说明：
1、融冰短路点设在110KV桥口变507。
2、融冰电源：小东江电厂#3、4G零起升压至10kV侧电压U=6.5kV。
3、小东江电厂#2主变停电，小桥线504断路器转冷备用；桥口变110kV旁母、小桥线502断路器转冷备用。小东江电厂#3、4G零起升压至10kV母线，再经融冰电缆到小桥线、桥口变110kV旁母供融冰电源。
四、实际操作中遇到的问题及解决
小东江电厂为了解决线路结冰问题，从各种融冰方案中选择了零起升压方式，从实际运用来看确实达到了预期效果和目标，但是依然还存在一些问题，在实际操作中的问题如下：
机组无法正常起励
1）所遇到问题
在第一阶段中，我们是按这样的步骤进行，见下图：
初始状态：桥口变融冰507、小桥线5025隔离开关在合位，小桥线5023隔离开关在分位，110KV旁母上其余所有元件均在分位。小东江电站小桥线5047隔离开关在合位、融冰314、#3机组330断路器在运行位置，10KVⅡ母上其余所有元件在分位，#3G投入备用，保护按要求投入。
其后，用#3G带小桥线融冰短接回路零起升压至10%额定电压时（相电压为0.6KV），励磁装置维持不了10%额定电压，#3G零起升压不成功。
2）探讨问题，探索解决办法
为了解决这个问题，我们实验人员积极配合，仔细查阅图纸，检查开机程序，第二次升压时协商一致采用机组空载零起升压至 6kV ，待机组稳定后，用融冰 314 断路器对线路送电，同步实时调整机组励磁，确保机组稳定运行的方案并最终取得成功( 升压合314时电压降至3.2KV)。
此次演练过程中也暴露出小东江电站机组带融冰短接点直接零起升压时，机组自励启动困难、难以稳定运行的问题。
这次零起升压实验的成功，为我们郴州电业局总结经验，为其它电站零起升压提供了宝贵经验。
2 发电机不能建立电压
1）存在的问题
在操作中通过几次零起升压时，发电机都不能够建立出电压。所采用方法为对励磁调节器A、B通道都采取了手动调节模式，启动了“残压启励”功能，采用“电压跟踪”的退出功能。投入到“零起升压跟踪”之功能，应用了机组的转子剩磁实施零起升压，将启动按键按下去5S，不能够建立机组的机端电压，多次操作后均不能够建压。
2）解决方法
为了不影响线路融冰，小东江电厂就采用了临时给发电机转子进行充磁方式，就是采用直流电焊机给转子充磁，其操作如下：
其一，打开发电机的机械灭磁开关，同时还要防止合闸；
其二，将电焊机所输出正负极性接到转子的正负极性，要正对正，负对负，其联结线路如下图：
图3 线路连接示意图
其三将发电机开机到空转状态，当达到了额定的转速之后就保持稳定。
其四慢慢调节电焊机输出电流，直到增加到150A，并给转子回路加上直流电流过程，实时监控电机机端的电压变化，一旦发生异常就要切断励磁电流。
其五，待励磁系统达到正常之后再采用常规零起升压方式，自然就能够让发电机成功减压，机端达到额定电压。
五、结束语
随着郴州地区电网大力发展，极大增强了系统的稳定性，但是冬季和春季结冰问题依然还影响着正常输电。在小东江电厂采用了零起升压确实起到了融冰作用，也能达到融冰的目标，有效降低了操作任务缩短融冰操作时间，但是从实际使用中发现依然存在一些问题，因此必须要在融冰实际使用中去分析存在的问题，进而结合实况采取合理的改进和完善措施。
【参考文献】
[1]于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都:西南交通大学出版社,2009.8-121.
[2]于万聚.接触网设计及检测原理[M].北京:中国铁道出版社,2005年.
[3]贵州省电力工业局 贵州省气象科研所.贵州电力技术·覆冰文集[G].贵阳:贵州省气象科研所,2004年.
[4]易辉.湖南电网冰害事故天气成因分析[J].电力设备,2008,6(7):37-38.