
每到冬季,南方电网防冰减灾联合实验室梅花山基地总是格外热闹。来自全国高等院校和科研院所的科研团队齐聚于此,开展一场场与冰雪密切相关的试验,为保障冬季电网安全稳定运行提供防冰融冰前沿技术。
随着气流沿山体爬升,冷空气聚集于山顶,这是典型的“迎风坡型”气候环境。位于梅花山顶的实验室年平均冻雨天气达3个月,有先天的地理优势开展防冰融冰研究。
在占地90亩的试验场内,11套大型“冰器”巍然屹立,这是开展防冰融冰研究的关键。同时,实验室还配备了手持式覆冰厚度观测仪等小“冰器”百余种,这里被工作人员亲切地统称为“冰器谱”。其中,±800千伏直流电压发生器、700千伏工频试验变压器、6000安大电流电源设备被称为开展防冰融冰的“三大件”。
直流电压“制造者”:
±800千伏直流电压发生器
直流电压发生器是一种能够将输入的交流电信号或低电压直流信号转换为稳定的高电压直流信号的电子设备,由电容、二极管、变压器、整流器和滤波器等部件组成。
直流电压发生器由11根深棕色立柱组成,这些立柱的作用是提升直流电压等级,故被称为“升压柱”。在所有“升压柱”的顶端,有一个巨大的“均压罩”,其作用是均衡发生器顶端各处的直流电压。
众所周知,电能在进行长距离传输时,升至直流高压可减少传输过程中的电能损耗。数据显示,一回路特高压直流电网输电能力相当于±500千伏直流电网的5到6倍,重要性不言而喻。
±800千伏直流电压发生器的测量范围可在±800千伏直流电压等级下任意调节,为有效验证不同覆冰情况下的直流电压线路和设备运行工况提供了重要的实验数据支撑。
交流电压“检验员”:
700千伏工频试验变压器
目前,贵州电网最高等级的交流电压线路为500千伏。而700千伏工频试验变压器试验的电压等级可完全满足现阶段贵州电网的需求。相较直流电压,交流电压会产生工频,交流电压工频为50赫兹。
该变压器由2根立柱、1根连接柱、6个均压环和1个升压器组成,可用于检验不同覆冰情况下的交流电压线路和设备运行工况。
融冰“能手”:
6000安大电流电源设备
根据焦耳定律,当电力线路或设备的电阻值恒定不变时,电流通过电力线路或设备产生的热量跟电流的二次方成正比,跟通电的时间成正比,故加大电流的输入值理论上可有效实现融冰,这也是现阶段开展直流融冰的原理。
6000安大电流电源设备的上端是三根平行的导流柱,分为A、B、C三相,最高可产生4000安的交流电流;下端是两根平行的导流柱,分为正极和负极,最高可产生6000安的直流电流。
随着电流等级的不断升高,附着在线路上的凝冰掉落,融冰成功。但在此过程中,找到临界值是十分关键的,电流值过小则融冰不成功,电流值过大会导致电力线路上的瓷瓶或设备被电流击穿造成损坏,所以需要通过试验找到最佳临界值。
有趣的是,导流柱的下方连接着5根立柱,可自由灵活地将该设备进行移动,极大拓展了该设备与其他防冰融冰设备的联合使用范围,至今已使用超百次。
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