【正文】  摘 要：本文主要介绍线路融冰刀闸在瀑布沟水电站的应用，通过对融冰刀闸工作原理及必要性分析，阐明电站装设线路融冰刀闸的经济性、准确性、实用性，并通过实际应用后的效果分析确定融冰刀闸能保证电网系统安全、稳定运行的要求。
  关键词：线路融冰刀闸、原理、效果
  1概述
　　瀑布沟电站位于大渡河中游的雅安市汉源县和凉山州甘洛县境内，是大渡河流域规划中的控制性工程之一，也是国电大渡河流域水电开发有限公司进行大渡河流域水能资源滚动开发的首期工程，是实现大渡河“流域、梯级、滚动、综合”开发的关键工程，在西部大开发战略部署中具有重要的地位。
　　瀑布沟电站、深溪沟电站共426万kW电力通过四回500kV线路送出至东坡500kV变电站，线路长约191km，沿线途经雅安市的汉源县、乐山市金口河区、夹江县，眉山市洪雅县、丹棱县、青神县、眉山市东坡区，海拔范围430～2900m。由于位于四川西南部，高山耸立，谷坡陡峭，峡谷深切，断裂构造发育，地质情况复杂，高海拔、重冰区分布广泛，输电线路在冬季覆冰严重，线路因冰雪灾害导致线路短路接地、断线、乃至线路倒杆塔，引起线路频繁跳闸，严重影响了瀑布沟的负荷送出，威胁了电网的安全稳定运行。
  2装设线路融冰刀闸的必要性
　　瀑布沟投产以来，布坡四回线路由于在冬季线路履冰严重，导致在每年12月至次年2月期间四回送出线路频繁跳闸，造成了巨大的经济损失，严重威胁了电网的安全稳定运行。表1为瀑布沟布坡四回线路从2011年1月至2012年12月因冰雪灾害引起线路跳闸动作次数统计情况。
  表1：2011年1月至2012年12月布坡四回线路跳闸次数统计







　　从表1统计情况我们可以明显看出，在2011年1月至2012年1月期间，布坡四回送出线路由于冬季线路履冰，导致线路频繁跳闸，其中2011年12月跳闸7次，2012年1月仅一个月跳闸次数就达到13次。
  3线路融冰刀闸的原理
  3.1瀑布沟500kV布坡一、二、三、四线出线侧分别装设一组融冰刀闸，瀑布沟主接线图如图1所示，融冰刀闸调度编号分别为5012XR、5032XR、5052XR、5062XR，与在东坡变电站侧装设的直流融冰兼SVC装置相互配合，在遭遇 冰雪天气，线路结冰时，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，有力地保证了恶劣天气条件下对电网的可靠供电。
   














  
  图1 瀑布沟水电站主接线图
  3.2 融冰刀闸的控制以控制箱就地电动操作为主，机械手动操作为辅的两种控制方式，如图2所示。为了保证融冰刀闸在线路正常运行时不致误动作，误将融冰刀闸投入，造成严重事故，故融冰刀闸未使用远方操作功能，避免了人为因素以及设备因素造成误合融冰刀闸事件的发生，电网运行的安全性得到了保障。融冰刀闸控制箱上还装设有手动操作闭锁板，避免人为误动融冰刀闸，可靠地保证了融冰刀闸操作的安全性，可靠性，和电厂对电网供电的稳定性。
   













  图2线路融冰刀闸控制原理图
  3.3 融冰刀闸设置严格的闭锁逻辑，例如，要对布坡一线进行除冰时，即操作5012XR时，必须保证电厂出线侧隔刀（50126G）在分闸状态，同时线路侧接地刀闸（5012617G）在合闸状态，方可合上5012XR（A、B、C相）。可靠地保证了在电厂与线路分离之后，才能进行融冰作业；并且避免了线路有电的情况下，误将融冰刀闸投入，致使线路发生三相短路，同时保证融冰刀闸合闸时安全（将线路的容性电流导入大地，在合闸时不致引起大电弧），线路融冰刀闸闭锁逻辑如表格2所示。
　　表2 线路融冰刀闸闭锁逻辑




















  3.4 布坡一、二、三、四线融冰刀闸交流电源分别取自GIS动力配电盘开关SAP8-15、SAP8-16、SAP8-17、SAP8-18，然后分别引至A、B、C相现场控制箱，分别供电机电源QF1（A、B、C三相380V），控制电源QF2（取自A相220V），加热器电源QF3（取自B相220V）使用。A、B、C三相每一相均由一个现地控制箱控制，在正常运行时，融冰刀闸A、C相现场控制箱上的“就地/远方”切换开关置于“就地”位置，B相控制箱远方/单相/汇控切换开关置于“就地单相”位置。
  3.5 融冰刀闸控制箱由不锈钢箱体包围，电缆进控制箱的孔洞布置于箱体下侧，电缆铺设完毕后，使用防火泥将箱体缝隙堵好，可有效防止雨水对控制回路冲刷，防止大雾等恶劣天气对回路的腐蚀氧化，造成短路；控制箱内装设凝露传感器，和温度传感器，在温湿度达到加热器启动值时，启动加热器，对控制箱进行加热，防止潮气对回路及控制板的腐蚀，保证融冰刀闸控制的稳定可靠。控制箱内侧装了照明灯，方便对控制箱回路进行检查；右侧设置插座，方便特殊情况下取用电源。
  3.6 融冰装置外侧设置防护遮拦，将过道和控制箱隔离开，遮拦上悬挂“禁止跨越”标识牌，并在出入遮拦的门上装设五防电磁锁，多重防护，多层保障。要进入间隔，必须使用五防万能钥匙，进行电子解锁，防止非相关人员误入融冰刀闸控制箱间隔，在线路带电情况下，误合融冰刀闸，避免造成发生三相短路的严重事故，让线路更加安全稳定地运行。
  4效果分析
  4.1效果对比
  瀑布沟融冰刀闸的装设和投入，提高了布坡线路在冰雪霜冻等恶劣天气下可靠工作的能力，加之装置操作简单，可靠性高，保障了瀑布沟和深溪沟电站对电网稳定供电，避免了负荷地区发生停电，同时，也避免了因线路跳闸电站为保证下游流量而不得不采取的弃水现象。装设融冰道闸前与装设融冰刀闸后效果对比如表3。2012年11月底当线路融冰刀闸改造完毕后，2012年12月至2015年8月布坡四回线路因冰雪天气线路履冰导致线路跳闸次数为0次，效果明显。
  表3：2011年1月至2015年8月布坡四回线路跳闸次数统计
  








  4.2 效益分析
  4.2.1 避免负荷损失：瀑布沟电站、深溪沟电站装机容量共426万kW，通过四回500kV线路送出至东坡500kV变电站，瀑布沟电站在枯水期担负峰腰荷，在系统中担负调峰、调频及事故备用，是四川电力系统的骨干电站之一。在冬季电站不满发的情况下，两站平均负荷为200万kW，在布坡线路跳闸后，电站的200万kW负荷送不出去，加之线路恢复时间因情况不同而难以估测，对电站造成了巨大的经济损失，也对电网的稳定性产生了巨大的影响。
  4.2.2 跳闸后，电站方面要组织人员采取措施保证下游供水，也要对跳闸原因进行准确分析，并组织员工进行融冰操作，增加了劳动强度。电网方面也要组织人员巡线查找故障点，明确故障点后还要组织进行修复，在高山、大雪等因素下劳动成本无疑会大大增加，而且人员安全得不到可靠保证。
  5结束语
　　综上所述，自布坡四回线融冰刀闸安装投入使用以来，融冰效果较为明显，还未发生过布坡线路跳闸、中间杆塔倒塌等现象，显著提高了布坡线的安全稳定运行，为冰雪天气恶劣环境下瀑深两站电力输出奠定了基础。
  参考文献:
  【1】 西安西电高压开关有限责任公司.户外高压专用融冰装置说明书。
  【2】 瀑布沟水电站500kV布坡线路融冰刀闸运行规程。
  作者简介：陈 阳（1986-），男，四川省资阳市，工学学士，工程师，主要从事水力发电厂设备运行维护管理工作。