為什麼電力系統用直流除冰啊，交流電流不一樣能產熱嗎，原理是什麼？

07-06

原標題:為什麼電力系統用直流除冰啊？交流電流不一樣能產熱嗎，原理是啥阿？

電力高壓輸電線在冬季特殊氣象條件下，極易結冰，使電線和鐵塔重力負荷加重，將對高壓輸電系統的安全穩定運行造成嚴重影響，必須採取有效措施將冰除掉。其中直流融冰技術，就是有效的除冰措施之一。

這種融冰技術是利用電流的熱效應(Q=0.24I2Rt)，將通過電線大電流消耗的電能轉變為熱能，使電線溫度升高，如同電熱絲(電爐絲)一樣。

這時我們可以把輸電線看成是拉長的電熱絲，兩條或三條輸電線在有冰段末端短接(短路)在一起，在首端加上大功率電壓電流可調的直流電源，就會在輸電線中產生直流電流，調整輸出電壓，使輸電線中電流達到正常額定電流的幾倍以上時，導線溫度就會明顯升高，使冰逐漸融化，這就是直流融冰的基本原理。

這裡需要強調的是，正常時輸電線用來遠程輸送電能，為了減少線損，在電壓等級不變的情況下，就是減小電線電阻，因此輸電線的直流電阻很小。但在直流融冰時，輸電線卻變成負載，這樣加在輸電線首端融冰電源的電壓不是很高，電流確很大，在幾百安至幾千安培。融冰電流要進行嚴格的理論計算，最大融冰電流也受到限制，以防止損害電線的電氣特性和機械特性。

那為什麼不用交流電呢？我分析主要原因是輸電線本身除了有直流電阻外，在交流電路中還有分布電感形成的感抗，也有集膚效應，這樣會產生無功功率和無功電流，降低電流的熱效率。這些因素在作為傳輸線時，因電壓高可以忽略，但如果使用交流融冰時，電線成了負載，這些因素卻不能忽略。其次，融冰裝置採用直流電源時，電壓、電流容易調節也是一個重要因素。

以上是個人原理分析，非本人專業，難免有不當之處，敬請指教！

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2018.02.18 10:41 發佈於北京。

交流電除冰的成本更高。

電線除冰，用的是電流的熱效應。

在任意一段導線上施加電壓，直流電壓產生的電流都大於交流電壓產生的電流。

對於直流電壓來說，就是歐姆定律:

U= I R

這裡，U是電壓，I是電流，R是電阻。

對於直流電壓來說，線路中只存在電阻。

但是交流電就不一樣了，對於交流電來說，線路中起主要作用的是阻抗【電阻和電抗】，而且，電抗的值要遠遠大於電阻的值。

所以，相同電壓施加於線路，直流電壓產生的電流會遠遠大於交流電產生的電流，也就更容易除冰。

再說簡單一點:直流電流的主要效應是熱效應，而交流電流的主要效應是磁效應。

所以，直流電在導線中更容易發熱。

電力系統融冰原理是電阻通過電流產熱使導線上結冰融化與導線接觸處慢慢融化，在重力作用下掉落，脫離導線。

一、發熱量計算原理

Q＝I2Rt＝Rt×U2/Z2

式中:I-電流 R-電阻 t-時間 U-電壓 Z-阻抗

二、交流融冰與直流融冰的比較

1、在輸電線路上，相同線路在分別通入交流和直流時，交流阻抗大於直流阻抗(交流存在電抗)。通入相同電壓時，相同時間內直流融冰產生更多的熱量。

2、現在則採用可控硅整流裝置,可控硅技術發展到今天，建造融冰用的各種電壓、電流可控整流裝置已不成問題，主要還是對具體工程而言其技術經濟比較上是否滿足要求。考慮到融冰裝置每年只工作有限的天數，在其餘時間就可以將其整流部分用於其它的功能，比如其可控硅整流器用作無功靜止補償。

第一，交流很複雜，電壓電流不同步導致電功率會分為電容性（產生電場）、電感性（產生磁場）、電阻性（產生功和熱），而直流不存在這樣複雜的問題！

第二、交流輸電網具有完整的繼電保護系統，對交流電壓電流都有嚴格的保護，電壓電流過高過低，保護系統會自動切斷電源，這樣一來，採用交流加熱除冰，電壓和電流都受到自身保護系統限制，無法靈活調節功率！而直流系統與交流系統完全孤立，應用靈活，功率可調，無需受原有交流系統保護限制！

直流可以順利通過遠端變壓器，跟據歐姆定律，直流電流可以輕鬆增大，對導線加熱。交流過變壓器線圈有感抗，使次級線圈產生電壓電流，能量轉移了。交流要想增流，根據p=IV，必須降壓，而且要增加下級用電量，對發電端和用戶端都要求調整，操作難度大。直流不需要任何協調，直接加直流電壓就好了。