之VRC用于智能电网 by PolarStar

哪里需要脱冰或者除冰? ● 制冰机 ● 电力线路 ● 挡风玻璃 ● 机翼和风力叶片 ● 桥梁，建筑和船只 ● 冰箱和空调 ...等等

Victor F. Petrenko博士 website 美国新罕布什尔州汉诺威达特茅斯大学塞耶工学院冰物理研究室主任全世界54项批准专利, 116项审批中

Contact: Cliff Lyon 801.895.2977 USA www.Polar-Star.us

硕士-莫斯科物理技术研究所博士-莫斯科苏联科学院，1974 物理和数学理科博士-Chernogolovka 苏联科学院，1983 专著： Physics of Ice （冰的物理学） Physics of Semiconductors（半导体物理）发表超过150篇论文

(见访问视频)

VRC Intro

之VRC用于智能电网今天的输配电线路输送的功率比它们当初的设计载荷要高很。这种超负荷工作产生大量的热量虽然可以很方便的用来防止结冰, 但造成的能量损耗也是非常巨大的。随着世界范围智能电网取代旧的电网, 之VRC 技术可以让工程师们设计载荷达到最大效率，而不必象以前那样牺牲效率来抵御可能的冰灾险情。 09-10年冬季在俄国乌拉尔山区成功进行试验。 (见视频)

点击视频 | VRC Cold Room Demonstration (Video)

(VRC 技术论文) (专利) (VRC Technical Paper) (US Patent, Chinese Patent)

VRC(可变电阻导体) 除冰方法

下载VRC技术论文注：中文版请来信索取 Download VRC paper

(VRC Technical Paper) (US Patent, Chinese Patent)

Benefits of VRC

之VRC用于智能电网效益 ● 输配电线路除冰和防止结冰模式 ● 不断检测结冰情况工作原理 ● 可变电阻的导体 (VRC) ● 技术, 传感器和动力装置根据需要，自动或手动改变电阻价值 ● 消除超负荷工作电缆能量损耗 ● 不影响对客户的正常供电 ● 提高公众安全因素 ● 保护公用基础设施不受代价高昂的损坏

代价 ● ● ● 环境 ● ●

只占线路安装总成本很小百分比 VRC 部件超过线缆的30-50年寿命作业时只需要利用小于5%的电能恢复现在大量损失的电能消除连续散失到大气中的热量

English Language Version VRC Animation

之VRC技术采用专利设计的电力电子器件和稍加改造的传统电力线缆，从低电阻转换到高电阻模式来除冰。除冰时间从30秒到三分钟左右，消耗线路中不到5%的能量。 VRC 同样适用于输电和配电基础设施。点击视频

Click to see video

● 采用传统线缆，改造或更换 ● 需要低廉的大功率开关电器 ● 快速，低成本，高效率

线缆加热功率 = （电流）2 x 线缆电阻

除冰：高电阻正常工作：低电阻

一节距离可以从50米到10公里不等

VRC Field Test in Orenburg

之VRC方法在俄国Orenburg，09～10年冬季的现场测试

试验参数: ○ ○ ○ ○

线电压: 10.5kV 频率: 50Hz 塔间距: 35m to 60m 导线类型: bundled

线电流: ● 额定载流量: 175A ● 试验电流: 60A ～ 70A ● VRC 设计工作范围 40A ～ 100A

点击视频

VRC Field Test

线缆温度与操作时间关系曲线之VRC技术现场试验，俄国Orenburg，2009/2010冬季

除冰模式开

除冰模式关

无风风速2米/秒

操作时间，分

试验参数： ○ ○ ○ ○

线电压：10.5千伏频率：50赫兹塔间距：35 ～ 60米导线类型：束股线

线电流： ● 额定载流量：175A ● 试验电流：60 ～ 70A ● VRC设计工作范围：40～100A

Simple Diagram

正常输电模式和除冰输电模式对比三束股

正常模式：两个开关都合上，电阻低，线缆不发热。

除冰模式：两个开关都打开，电阻高，线缆发热。

Four - Strand Bundle Option #1 switch #2

switch #1

switch #3

Normal mode: all the switches are closed. Deicing mode 1: all the switches are open. Deicing mode 2: switches 1 & 2 are open, switch 3 is closed.

Option #2 switch #1

switch #2

switch #4 switch #3

Normal mode: all the switches are closed Deicing mode 1: all the switches open except 4 closed Deicing mode 2: all the switches open except 3 closed

VRC Math

VRC 之数学概要: VRC 除冰之所以能工作，是因为平行流过导线电缆的电流，被改道串联流过每股电缆，这样就增加电路电阻到N2倍，N是股束中电缆数。因此，对一个3束股导体，电阻增加到9倍。

Nwire - 导体中股（电线）数, 3, 4, 5, 6,… Iline - 线路电流 Iswitch - 通过一个开关的电流 Vswitch - 一个开关上的电压降 Rtransmission - 导体在正常输电模式下每米电阻 Rdeicing – 导体在除冰/防结冰模式下每米电阻 Pdeicing – 导体每米发热功率

English Language Version

(VRC 技术论文) (专利)

Video Demonstration

之VRC演示加解说 Videos on Vimeo and Tudou.com VRC Cold Room Demonstration (English)

VRC De-icing Separated Bundle (Chinese)

VRC Power Line Rapid De-Icing (Chinese)

VRC De-icing Stranded Bundle (Chinese)

点击视频

Download Video 注：可供中文版解说/文字 (Link)

VRC Basic DesignI

VRC 系统基本设计

绝缘隔离器

● 导体彼此之间绝缘，并且与地绝缘。 ● 风速，温度和冰传感器提供自动或手动除冰参数。可以遥控除冰和无线GSM控制。 ● 通过电流互感器从线路获得开关和控制电子器件所需的电源。可带一个备用电池。如果电子器件失败或失去电源，将自动转换到正常输电工作模式。 ● 电子控制和传感器系统完全符合现有电网基础设施的控制系统和软件的集成要求。 ● 备份安全系统集成一个可熔化连接，以便在控制故障造成过热的情况下，系统自动将线路转换到低电阻的正常输电模式。可选钢丝或复合材料加强线缆

铝或铝合金裸线图1. 分相导线配置示例

High Tension Parts

设计特点：高张力输电塔终端

图1，终端1

图2，终端2

图3，贯穿端

High Tension Configuration

高张力输电线路配置 (铁塔未显示)

导体终端隔离器

导体

未显示: 温度，风速和结冰传感器控制电子中心包括转换开关

VRC复合电缆结构

insulatio n

绝缘层

steel wire

钢芯

aluminum wire

铝线

高压线路开关真空重合器(Vacuum Recloser) Vacuum HF Normally Closed Switches Link to web page An Example of 25kV switch is shown.

25k g

45k g

VRC控制电子 ● 开关/控制盒的电源由电流互感变压器从线路获得。 ● 如因任何原因电源消失，线路自动切换到正常传输模式。 ● 控制盒里配备有导线温度和结冰传感器。 ● 控制电子可以在自动模式下工作，但也可以遥控控制，如下页所示。 ● 如果除冰时控制电子器件被损坏，连接到导线上的可熔链接熔化，触发一个机械开关，将这一段线路回复正常的低电阻模式。

遥控智能电网之VRC（可变电阻电缆）大气温度

线缆温度

线缆电流传感器

风速传感器

冰厚度传感器

GSM模块 1. 监测与传输数据 2. 开关/模式控制

线路除冰之电源和控制电子此处处于线路电势之下

此处处于地电势之下

电脑

GSM模块

天线