【摘要】500kV桂林變電站直流融冰兼SVC裝置是目前國內(nèi)融冰電壓最高、容量最大的直流融冰兼SVC裝置，本文介紹了桂林變電站直流融冰兼SVC裝置應(yīng)用過程中存在的問題及解決方法，為電力系統(tǒng)中直流融冰兼SVC裝置工程設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】直流融冰;SVC;桂林變電站

1.引言

輸電線路在冬季覆冰嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2008年1-2月，長時(shí)間、大范圍雨雪冰凍天氣襲擊我國南方，造成電網(wǎng)設(shè)備嚴(yán)重破壞、大面積停電事故，給社會經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失。研制性能優(yōu)良可靠的大功率融冰裝置成為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的迫切需要。

2.桂林變電站直流融冰兼SVC裝置介紹

桂林變電站直流融冰兼SVC裝置2010年7月投入運(yùn)行，采用兩臺換流變壓器帶12脈動換流器方式，融冰方式接線圖如圖1所示，變壓器電壓為220/35/20.5kV，變壓器35kV側(cè)分別接3組濾波電容器組，用于補(bǔ)償閥組在SVC運(yùn)行或整流運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的無功和諧波，主要考慮濾除5、7、11次及以上諧波。每臺變壓器20.5kV側(cè)接120MVar（感性）TCR電抗器或接115MW整流負(fù)荷（方式可以切換），SVC模式容量為-60Mvar（感性）～+180Mvar（容性），最大融冰電流4500A，最長融冰距離300km。

圖1 桂林變電站直流融冰兼SVC裝置融冰方式接線圖

3.應(yīng)用過程中存在問題分析

3.1 方案選定

變電站出線比較復(fù)雜，變電站需要融冰的交流線路長度相差遠(yuǎn)在50%以上，最長出線達(dá)300km，這就要求融冰裝置容量超過200MW，換流器運(yùn)行角度相差60度以上。本工程采用了超大容量直流融冰裝置的主回路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，采用兩臺三相三繞組整流變壓器，每臺整流變壓器高壓側(cè)連接交流220kV母線，中壓側(cè)連接交流濾波器，低壓側(cè)連接12脈動換流閥?？梢詽M足對超過300km的500kV交流線路進(jìn)行融冰的要求，且能夠長期大角度大電流運(yùn)行，利用角度調(diào)節(jié)直流電壓，滿足不同線路的融冰需要。在2011年1月的融冰實(shí)戰(zhàn)中，采用500kV施（秉）黎（平）線與黎（平）桂（林）線串聯(lián)融冰方式，線路長度達(dá)337km。

3.2 施工場地場地面積狹小

變電站最初設(shè)計(jì)未考慮融冰裝置的裝設(shè)，500kV線路正常運(yùn)行要與融冰母線保持足夠安全距離，若重新征地則比較困難。本工程采用緊湊型的布置型式，利用垂直布置融冰母線、特殊設(shè)計(jì)的母線金具，有效解決了現(xiàn)場場地緊張的問題。

3.3 同桿并架線路融冰的干擾問題

變電站6條500kV出線均為同桿并架線路，同桿并架線路一回運(yùn)行，一回融冰時(shí)，融冰線路受運(yùn)行線路干擾較大。本項(xiàng)目提出了一種自動切換工頻保護(hù)定值的方法，利用融冰裝置直流回路中直流電流的工頻分量ID_fund構(gòu)成過工頻保護(hù)，工頻保護(hù)采用高低兩套定值。能夠有效判斷直流融冰線路是否受同桿并架的其它交流線路正常感應(yīng)而產(chǎn)生工頻分量，從而自動切換工頻保護(hù)的高、低兩個(gè)定值，避免工頻保護(hù)發(fā)生誤動并且對于單回線路或等效單回線路不降低工頻保護(hù)的靈敏度。

3.4 直流融冰與SVC模式轉(zhuǎn)換問題

直流融冰模式與SVC模式之間轉(zhuǎn)換若采用常規(guī)拆接線方式，一是接線方式復(fù)雜，二是需要大量人力。本工程成功解決了研發(fā)了融冰模式和SVC模式間的自動轉(zhuǎn)換技術(shù)，采用自動控制刀閘方式進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換操作簡單，可在五分鐘內(nèi)完成兩種運(yùn)行模式間的平滑轉(zhuǎn)換。

3.5 TCR電抗器的電磁干擾問題

SVC模式下，TCR電抗器功率達(dá)240Mvar，對附近金屬設(shè)備電磁干擾問題較嚴(yán)重，設(shè)備運(yùn)行過程中，TCR電抗器金屬圍欄感應(yīng)電壓達(dá)40V，對人身安全造成一定威脅，后改為防腐木圍欄解決了這一問題。由于受場地限制，Y橋閥組水冷系統(tǒng)水冷外冷風(fēng)機(jī)裝設(shè)在TCR電抗器旁邊，由風(fēng)機(jī)外殼兩點(diǎn)接地，其外殼與地網(wǎng)之間形成環(huán)路產(chǎn)生渦流，接地扁鐵溫度達(dá)100℃，后改變了其接地方式，有效解決了這一問題。建議在工程設(shè)計(jì)時(shí)金屬設(shè)備盡量遠(yuǎn)離TCR電抗器，以免其電磁干擾。

3.6 融冰接線時(shí)間過長

線路融冰時(shí)由于線路兩側(cè)操作需要時(shí)間，特別是線路停電后融冰線路與融冰管母的連接與拆除時(shí)間較長，導(dǎo)致線路從停電到復(fù)電時(shí)間超過8小時(shí)，對系統(tǒng)穩(wěn)定影響較大。通過加裝融冰線路連接刀閘，來進(jìn)行融冰線路與融冰管母之間進(jìn)行連接，將融冰接線時(shí)間縮短為10分鐘，線路從停電到復(fù)電時(shí)間縮短為4小時(shí)，工作效率提高一倍。

4.總結(jié)

大容量直流融冰兼SVC裝置的投運(yùn)，提高了電網(wǎng)抵御極端天氣災(zāi)害的能力，有效地減少低溫雨雪冰凍等極端天氣災(zāi)害造成的電網(wǎng)設(shè)備破壞，在2011年初的抗冰保電過程中，先后進(jìn)行了12次融冰，確保了西電東送北通道的安全，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益;該裝置平時(shí)可切換為靜止無功補(bǔ)償器（SVC），對交流系統(tǒng)無功和電壓進(jìn)行快速、連續(xù)的補(bǔ)償，充分利用用戶投資，提高設(shè)備的利用率，并可提高變電站500kV母線電壓在電網(wǎng)動態(tài)過程中的穩(wěn)定水平。

參考文獻(xiàn)

[1]劉彬，莫峻，李海生，譚建成.桂林站靜態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置損耗分析及仿真[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2012，6（5）：83-87.

[2]張翔，田杰等.桂林變電站直流融冰兼SVC工程技術(shù)與維護(hù)說明.

作者簡介：李海生（1980—），男，工程師，現(xiàn)供職于超高壓輸電公司柳州局，從事變電運(yùn)行管理工作。