直流融冰装置系统设计和应用导则

A. 直流电网融冰需要停电吗

有两种方法：

一种是要停电的，在线路一侧的变电站内合上接地刀闸，另一侧接上融冰装置，适用于覆冰重的时候。

第二种是不停电的，就是加大线路的负荷，用线路电流本身发生的热量进行了融冰，这是在覆冰初期用。

原因：

输电线路上覆冰种类繁多，有湿雪、混合淞、雾淞、雨淞、冻雾覆冰和冻雨覆冰等，影响线路覆冰的主要气象因素有风、气温和空气湿度。

输电线路覆冰轻则冰闪，重则造成倒塔（杆）、断线，甚至使电网瘫痪。我们可以通过覆冰观测和覆冰计算，线路融冰可以针对线路运行制定详尽的应急预案，长期观测后的覆冰数据是划分冰区的重要依据，对今后的架空输电线路设计及运行维护都具有重要的指导意义。

B. 如何去掉高压电线上的雪

直流融冰装置利用直流短路电流在导线电阻中产生热量使覆冰融化。对不同线径和长度的线路，通过调节其直流输出电压，以达到不同融冰电流。

融冰时对系统冲击小，需要的倒闸操作少。另外由于6脉动直流融冰装置的体积较小，可在站间移动融冰。

高压电线注意：

高压线束均具有较大的外径和重量，为避免应力的集中，线缆最小弯曲半径一般要大于该线径直径的5倍，要合理分布载荷，需要增加支撑固定装置，线束直线布置固定点间距≤300mm，过弯布置固定点分别在弧线的两个端点固定，固定点与连接器间距≤150mm，才得以承受线束的重量和振动载荷。固定装置必须采用汽车级扎带和绝缘支架等。

C. 蓄冰和融冰的节能方法

冰蓄冷是一种利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量的空调。
技术简述
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冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。
1.削峰填谷、平衡电力负荷。
2.改善发电机组效率、减少环境污染。
3.减小机组装机容量、节省空调用户的电力花费。
4.改善制冷机组运行效率。
5.蓄冷空调系统特别适合用于负荷比较集中、变化较大的场合加体育馆、影剧院、音乐厅等。
6.应用蓄冷空调技术，可扩大空调区域使用面积。
7.适合于应急设备所处的环境，计算机房、军事设施、电话机房和易燃易爆物品仓库等。

优势
（1）节省电费。
（2）节省电力设备费用与用电困扰。
（3）蓄冷空调效率高。
（4）节省冷水设备费用。
（5）节省空调箱倒设备费用。
（6）除湿效果良好。
（7）断电时利用一般功率发电机仍可保持室内空调运行。
（8）可快速达到冷却效果 。
（9）节省空调及电力设备的保养成本。
（10）降低噪乱冷水流量与循环风上减少，即水泵与空调机组运转振动及噪音降低。
（11）使用寿命长。

缺点
（1）对于冰蓄冷系统，其运行效率将降低。
（2）增加了蓄冷设备费用及其占用的空间。
（3）增加水管和风管的保温费用。
（4）冰蓄冷空调系统的制冷主机性能系数（COP）要下降。

运行策略
所谓运行策略是指蓄冷系统以设计循环周期（如设计日或周等）的负荷及其特点为基础，按电费结构等条件对系统以蓄冷容量、释冷供冷或以释冷连同制冷机组共同供冷作出最优的运行安排考虑。一般可归纳为全部蓄冷策略和部分蓄冷策略。

工作模式
蓄冷系统工作模式是指系统在充冷还是供冷，供冷时蓄冷装置及制冷机组是各自单独工作还是共同工作。蓄冷系统需在规定的几种方式下运行，以满足供冷负荷的要求常用的工作模式有如下几种：
（1）机组制冰模式
（2）制冰同时供冷模式
（3）单制冷机供冷模式
（4）单融冰供冷模式
（5）制冷机与融冰同时供冷

供冷
在此工作模式下制冷机和蓄冰装置同时运行满足供冷需求。按部分蓄冷运行策略，在较热季节都需要采用这种工作模式，才能满足供冷要求。该工作模式又分成了两种情况，即机组优先和融冰优先。

机组优先
回流的热乙二醇溶液，先经制冷机预冷，而后流经蓄冰装置而被融冰冷却至设定温度。

融冰优先
从空调负荷端流回的热乙二醇溶液先经蓄冰装置冷却到某一中间温度，而后经制冷机冷却至设定温度。

产品分类
冰蓄冷空调制冰机组分出很多种类像冰球制冷、钢盘管内（外）融冰、冰浆、冰蕊等制冰方式

流程选择
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蓄冰空调系统在运行过程中制冷机可有两种运行工况，即蓄冰工况和放冷工况。在蓄冰工况时，经制冷机冷却的低温乙二醇溶液进入蓄冰槽的蓄冰换热器内，将蓄冰槽内静止的水冷却并冻结成冰，当蓄冰过程完成时，整个蓄冰设备的水将基本完全冻结。融冰时，经板式换热器换热后的系统回流温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器，将乙二醇溶液温度降低，再送回负荷端满足空调冷负荷的需要。
乙二醇溶液系统的流程有两种：并联流程和串联流程。

并联流程
这种流程中制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置，当最大负荷时，可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。

串联流程
即制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置，以一套循环泵维持系统内的流量与压力，供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控，也可实现各种工况的切换。
并联流程在发挥制冷机与蓄冰罐的放冷能力方面均衡性较好，夜间蓄冷时只需开启功率较小的初级泵运行，蓄冷时更节能，运行灵活。串联流程系统较简单，放冷恒定，适合于较小的工程和大温差供冷系统。

选型
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除了空调供冷外，全天的其余时间全部用于蓄冷，这样可使主机的容量减少至最小值。
蓄冷比例的确定是非常重要的一个环节，在方案设计中一般先初步选择较典型的几个值（如30%等），经设备初选型，根据当地有关的电力政策并计算初投资、运行费、并考虑其它因素最后选定较佳的比例值。

蓄冰罐
蓄冰槽容量
Q′=n2*q*T2
板式换热器选型
F=Q/(K×Δtm)
公式中Q为总换热量；K为换热系数；Δtm 为对数平均温差；

水泵
冰蓄冷系统中，由于乙二醇价格较高，对水泵的密封性能要求较高。一般建议采用带机械密封的水泵，可以减少漏液或几乎不漏液。
水泵选型：根据流程，确定满足各种工况下的最大阻力和流量；为达到节能的目的，尽量选用多台泵。
该工程采用并联流程，初级泵流量=Q/C×Δt
扬程P(估算)=P主机+P蓄冷罐+P管道+P阀门
扬程P=P换热器+P蓄冷罐+P管道+P阀门
水泵选型后，还需与自控专业配合，校核各工况下的流量和阻力分配，以及三通阀的调节能力能否满足工况要求等。

考虑因素
a〕采用主机上游的串联系统，主机上游回水先流经主机，使主机在较高的温度下运行，提高了压缩机的效率，使能耗降低。
b〕蓄冰装置发科（FAFCO）标准蓄冰槽。发科（FAFCO）标准蓄冰槽有以下优点∶在保证导热性能的同时，彻底杜绝腐蚀隐患，重量轻；采用不完全冻结式，可提供稳定的低温载冷剂，减小循环水泵的流量及相应管道的管径，降低初投资；外结冰，无内应力，使用寿命长；传热面积大，结冰融冰速率稳定；结冰厚度薄，制冷主机运行效率高。
c〕设计日联合供冷时，采用主机优先模式，主机一直满负荷运行，机组利用率高，主机和蓄冷盘管容量最小，投资最节省。
d〕所有水泵采用原装进口优质产品，变频运行。整个供冷期，大部分时间都为部分负荷，水泵通过无级调速.变频，节能效果明显。

系统指标
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蒸发温度
蓄冷空调系统特别是冰蓄冷式空调系统在蓄冷过程中，一般会造成制冷机组的蒸发温度的降低。理论上说蒸发温度每降低 l℃，制冷机组的平均耗电率增加 3%。因此在配置系统，选择蓄冷设备时应尽可能地提高制冷机组的蒸发温度。对于冰蓄冷系统，影响制冷机组的蒸发温度的主要因素是结冰厚度，制冰厚度越薄，蓄冷时所需制冷机组的蒸发温度较高，耗电量较少；但是制冰厚度太薄，则蓄冰设备盘管换热面积增加，槽体体积加大，因此一般应考虑经济厚度来控制制冷系统的蒸发温度。

蓄冷量
名义蓄冷量
名义蓄冷量是指由蓄冷设备生产厂商所定义的蓄冷设备的理论蓄冷量（一般比净可用蓄冷量大）。 净可利用蓄冷量是指在一给定的蓄冷和释冷循环过程中，蓄冷设备在等于或小于可用供冷温度时所能提供的最大实际蓄冷量。
可利用蓄冷量
净可利用蓄冷量占名义蓄冷量的百分比例值是衡量蓄冷设备的一个重要指标，此比例值越大，则蓄冷设备的使用率越高，当然此数值受蓄冷系统很多因素的影响，如蓄冷系统的配置，设备的进出口温度等。对于冰蓄冷系统此数值可近似为融冰率．

制/融冰率
制冰率（IPF）有两种定义，一是指对于冰蓄冷式系统中，当完成一个蓄冷循环时，蓄冰容器内水量中冰所占的比例．另一个是指蓄冰槽内制冰容积与蓄冰槽容积之比。而融冰率是指在完成一个融冰释冷循环后，蓄冰容器内融化的冰占总结冰量的百分比。制冰率与融冰率这两个概念是冰蓄冷式系统中评价蓄冰设备的两个非常重要数值 融冰率与系统的配置有关，对于串联式制冷机组下游的系统，蓄冷设备的融冰率较高；反之，则较低。而并联系统的融冰率界于两者之间。

特性
通常蓄冷系统的蓄冷温度取决于蓄冷速率和这一时间蓄冷槽体的状态特性，对于外融冰式系统是指内管壁的结冰量。对于蓄冷时间短的蓄冰系统，一般需要较高的蓄冷速率，即指较低的（平均）蓄冷温度蓄冷；反之，蓄冷速率慢，蓄冷温度较高。一般情况下蓄冷设备生产厂商都可以提供各种蓄冷速率下最低蓄冷温度值。 对于蓄冷设备如容器式、优态盐式，在蓄冷过程的初期会产生过冷现象，过冷现象仅发生在蓄冷设备已完成释冷，内无一点余冰时，其结果是降低了蓄冷开始阶段的换热速率。过冷现象可以通过添加起成核作用的试剂来削减其过冷度值。据国外资料介绍，某种专利成核剂可限制过冷度在-3℃～-2℃之间。
对于蓄冰式系统，在释冷循环过程中，若释冷温度保持不变，则释冷量会逐渐减少；或当释冷速率保持恒定时，释冷温度会逐渐上升。这对于完全冻结式，容器式蓄冷设备表现特别明显，这是由于盘管外和冰球内的冰在大部分是隔着一层水进行热交换融冰，同时换热面积是在动态变化；而对于制冰滑落式，冷媒盘管式蓄冷设备，温水与冰直接接触融冰，释冷温度相对保持稳定。
实际上，蓄冷设备很少保持释冷速率恒定不变，实际释冷速率取决于空调负荷曲线图，特别是最后几个小时的空调负荷值最为重要，这决定了释冷循最高释冷温度值。 因此，对于同种类型的蓄冷设备，哪一种在实际释冷速率条件下，保持恒定释冷温度的时间越长，哪一种设备的性能越好。

占用空间
蓄冷设备的占用空间是业主与设计者应重点考虑的项目，特别是高楼林立的都市地区，寸士即寸金，有时为增加停车位，而放弃采用蓄冷空调系统，因此蓄冷设备的单位可利用蓄冷量所占用体积或面积是衡量蓄冷设备的一项重要指标，应优先考虑占用空间少，布置位置灵活的蓄冷设备。

热损失
在设计蓄冷槽体时应注意：槽体必须有足够的强度克服水，冰水混合物或其它冷媒体的静压，槽体应作防腐防水处理，同时应防止水的蒸发。对于埋地式蓄冷槽，槽体还须承受泥土和地表水对槽体四周的压力。 蓄冷槽体一般每天有l—5%的能量损失，其数值大小取决于槽体的面积、传热系数和槽体内外温差。对于埋地式蓄冷槽设计时必须考虑其冷损失，通常换热系数取0．58～1．9W/ M2．K。槽体材料可选用钢结构、混凝土、玻璃钢或塑料。

安全性
蓄冷空调系统，主要应用于商用大楼，特别是都市人口稠密的地区，其系统首先应考虑安全性。 通常蓄冷设备的维修量很小，如内融冰式、容器式、优态盐式等．但对于冷媒盘管式系统，由于制冷剂在蓄冷设备内直接蒸发，蒸发面积很大，制冷剂需求量也很多，蓄冷设备的安全性与可靠性是十分重要的。而对于制冰滑落式，冰晶式蓄冷设备的机构维修问题应予以重视。

使用寿命
通常常规空调系统的使用寿命 15—25年，同样对于蓄冷设备的使用寿命也应加以限制，一般最少应有15年以上的使用寿命，以保证设备的可靠性。 例如，对于优态盐式系统，其使用寿命周期应在相变次数3000次以上仍保持系统原有的名义蓄冷量和净可利用蓄冷量。

经济性
蓄冷空调系统无论是采用部分蓄冷还是全部蓄冷，其初期投资通常均比常规空调系统高，这就要求设计者应正确掌握建筑物空调负荷的时间变化特性，确定合理的蓄冷设备及其系统配置，制定系统的运转策略，准确地作出经济分析，以便投资者可以在短时间里以节省电费的形式收回多出的投资．一般情况下，在一个已设计好的蓄冷系统中可以以单位可利用蓄冷量所需的费用来衡量蓄冷设备。另外，蓄冷系统的配置也影响蓄冷设备的大小。
10、关于冰蓄冷中载冷剂的选择；1）要求载冷剂在工作温度下处于液体状态，不发生相变。2）要求载冷剂的凝固温度至少比制冷剂的蒸发温度低4～8℃，标准蒸发温度比制冷系统所能达到的最高温度高。比热要大，在传递一定热量时，可使载冷剂的循环量小，使输送载冷剂的泵耗功减少，管道的耗材量减少，从而提高循环的经济性。另外当一定量的流体运载一定量的热量时，比热大能使传热温差减小。3）热导率要大，可增加传热效果，减少换热设备的传热面积。4）粘度要小，以减少流动阻力和输送泵功率。5）化学性能要求稳定。载冷剂在工作温度内不分解；不与空气中的氧化合，要求不腐蚀设备和管道。感谢东华大学环境与工程学院的各位老师提供资料。

发展状态
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在发达国家，60%以上的建筑物都已使用冰蓄冷技术。美国芝加哥一个城市区域供冷系统，600多万平方米的建筑共有4个冷站，城市集中供冷。其中芝加哥城市供冷三号冷站蓄冰量是12.5万冷吨时，电力负荷438兆瓦，每日制冰4700吨。从美、日、韩等国家应用的情况看，冰蓄冷技术在空调负荷集中、峰谷差大、建筑物相对聚集的地区或区域都可推广使用。目前我国每年新建建筑面积约20亿平方米，其中，城市新增住宅建筑和公共建筑约8亿～9亿平方米，为冰蓄冷技术的推广应用提供了巨大市场。我国每年公共建筑新增面积约3亿平方米，如30%的新建公共建筑采用冰蓄冷空调系统，全国每年可节电15亿千瓦时。

D. 如何去除电线上的积雪(不计成本)

直流融冰装置利用直流短路电流在导线电阻中产生热量使覆冰融化。对不同线径和长度的线路，通过调节其直流输出电压，以达到不同融冰电流。

融冰时对系统冲击小，需要的倒闸操作少。另外由于6脉动直流融冰装置的体积较小，可在站间移动融冰。

经过2008年冰灾后大多已加装融冰装置（大电流法），没有加装融冰装置且表面绝缘的一般采用人工除冰（竹竿敲打、抛绳顺线路拉扯等），表面无绝缘的需停电才能用人工除冰。

(4)直流融冰装置系统设计和应用导则扩展阅读

直流融冰装置在电力系统的应用

2008年初，韶关北部地区遭遇了有气象记录以来最为严重的冰雪凝冻灾害天气，恶劣的天气使输电线路上凝结了坚硬而厚重的冰，导致输电线路不堪重负，发生断线、倒塔，整个韶关北部电网处于崩溃状态。

此次灾害天气给韶关电网带来了很大的损失，220kV通济站在此次灾害中也有220kV坪通线、110kV通洛甲线、通洛乙线等多条线路因冰灾停运。

针对韶关地区的特点，韶关供电局在220kV通济站装设了直流融冰装置，该装置可进行站内220kV及110kV出线的融冰工作，为重要负荷的安全供电提供了保证。

E. 直流融冰装置的优缺点

优点：1、直流电源加在线路上，没有感抗的消耗，所以需要的系统容量小；2、直流融冰所需进行的倒闸操作比交流融冰简单很多。
缺点：需要加装专门的直流融冰装置，购买装置需要额外的费用；移动式的直流融冰装置需要转运到现场，需要临时接线，耗费一定的时间。

F. gb/t 31484，31486和31487的区别

这是三份不同的标准，31484是试验寿命，31486是试验性能，GB/T 31487与前二份完全没有关系 。

GB/T 31484-2015 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法
本标准规定了电动汽车用动力蓄电池的标准循环寿命的要求、试验方法、检验规则和工况循环寿命的试验方法和检验规则。本标准适用于装载在电动汽车上的动力蓄电池。

GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法
本标准规定了电动汽车用动力蓄电池(以下简称蓄电池)的电性能要求、试验方法和检验规则。本标准适用于装载在电动汽车上的锂离子蓄电池和金属氢化物镍蓄电池单体和模块,其他类型蓄电池参照执行。

GB/T 31487.1-2015 直流融冰装置 第1部分:系统设计和应用导则

G. 电在高压线中输送时，会发热吗

所以发热是肯定会发热的，但是这种发热远远不能解决被冰冻的高压电线，就算能发很多热但这就会损害电线寿命，而且造成能源浪费，是极度划不来的，总而言之目前来说只能人工除冰才是最好的方式，别的加热方式都不是很优良，但是单单只是让电线发热的话，工艺上还是很简单的。没有加装直流融冰装置的线路只有靠人登塔用专用工具把冰敲下来，因为线路覆冰后重量增加，可能已经超过铁塔承受的极限，加装直流融冰装置的线路是利用大电流在导线电阻上发热实现融冰。

由于选电线是已核准热稳定性进行校验，它的发热温度是微不足度的，且作为设计者是不充许有温度，有温度意味着存在电阻，对输送电有影响，且电线输送是表肤效应，由于线心是钢，目前为了这个问题，线芯采用高碳钢，利用这一原理附加分段直流使它发热。

H. 直流融冰是什么原理啊，是电热吗那为什么不用交流呢求解

原理:目前技术上较成熟的高压输电线路自动除冰技术是采用增加导线中的电流，使之超过工作电流，引起导线发热，从而使附着在导线上的冰、雪、雾凇等融化脱落，达到去除它们的目的。
加热融冰技术既可采用交流电流，也可采用直流电流。冰害较严重的前苏联自1972年开始使用二极管整流装置融冰，现在则采用可控硅整流装置,可控硅技术发展到今天，建造融冰用的各种电压、电流可控整流装置已不成问题，主要还是对具体工程而言其技术经济比较上是否满足要求。考虑到融冰装置每年只工作有限的天数，在其余时间就可以将其整流部分用于其它的功能，比如其可控硅整流器用作无功静止补偿。这样，从综合的技术经济比较上采用可控硅整流融冰就是合算的了。

I. 什么是电网融冰装置

目前主流的还是直流融冰装置！直流融冰主要是通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路，使导线发热对输电线路进行融冰，从而避免线路因结冰而倒杆断线。直流融冰技术先进，不需要很大的负荷，一般只需要1至2万千瓦，而且直流输出电压可调，可在一定范围内针对不同长短的单条线路进行融冰，不再需要进行线路串接，操作比较简单，为线路的融冰工作提供了更为简便的方式。 但直流融冰装置存在直流输出电流大、大角度大电流长期运行、已建变电站的接入等多项新的要求！

J. 直流融冰装置的工作原理是什么

直流融冰是通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路，使导线发热对输电线路进行融冰，从而避免线路因结冰而倒杆断线。

直流融冰技术先进，不需要很大的负荷，一般只需要1至2万千瓦，而且直流输出电压可调，可在一定范围内针对不同长短的单条线路进行融冰，不再需要进行线路串接，操作比较简单，为线路的融冰工作提供了更为简便的方式。

(10)直流融冰装置系统设计和应用导则扩展阅读

直流融冰装置的来源：

2008年年初发生的低温雨雪冰冻灾害，导致南方电网区域的贵州大部分地区、广西桂北地区、广东粤北地区、云南滇东北地区电网设施遭受到严重破坏，西电东送也受到严重影响。

为提高电网对极端气候、重大自然灾害的抵御能力，南方电网启动了包括“直流融冰装置样机研制”在内的十四个重点攻关项目。

采用直流融冰虽是一种切实可行、经济有效的防冰灾措施，但直流融冰装置存在直流输出电流大、大角度大电流长期运行、已建变电站的接入等多项新的要求，此次南方电网直流融冰装置样机研制具有巨大挑战性和标志性意义。