魏孔軍
摘 要:500kV超高壓輸電線(xiàn)路由于處于復(fù)雜的地理環(huán)境下,極易受到外界氣候及地理等因素的影響,特別是風(fēng)力因素會(huì)導(dǎo)致輸電線(xiàn)路出現(xiàn)風(fēng)偏跳閘,影響輸電線(xiàn)路運(yùn)行的安全。在強(qiáng)風(fēng)作用下,500kV輸電線(xiàn)路會(huì)發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò),影響電力的持續(xù)供應(yīng)。因此需要針對(duì)500kV超高壓輸電線(xiàn)路風(fēng)偏故障及特點(diǎn)進(jìn)行分析,從而采取有效的措施對(duì)風(fēng)偏跳閘進(jìn)行防范,保證500kV超高壓輸電線(xiàn)路安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:500kV超高壓輸電線(xiàn)路;風(fēng)偏故障;特點(diǎn);防風(fēng)偏;措施
前言
在當(dāng)前電網(wǎng)快速建設(shè)過(guò)程中,電網(wǎng)開(kāi)始向高壓及超高壓方向發(fā)展,這也導(dǎo)致500kV超高壓輸電線(xiàn)路頻繁發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò),對(duì)超高壓輸電線(xiàn)路正常的運(yùn)行帶來(lái)了較大的威脅。特別是在一些風(fēng)力較大區(qū)域或是山區(qū)微地形氣候區(qū)域內(nèi),由于設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)環(huán)境因素缺乏全面的考慮,從而導(dǎo)致桿塔頭部尺寸與設(shè)計(jì)規(guī)程的要求不符,從而導(dǎo)致線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò),不僅導(dǎo)致線(xiàn)路跳閘,而且還會(huì)導(dǎo)致電弧燒傷、斷股及斷線(xiàn)等故障發(fā)生。因此需要針對(duì)500kV超高壓輸電線(xiàn)路風(fēng)偏故障進(jìn)行分析,從而采取切實(shí)可行的措施加以防范,保障電網(wǎng)安全的運(yùn)行。
1 風(fēng)偏故障分析
在我國(guó)電力系統(tǒng)增容擴(kuò)建的背景下,高壓輸電線(xiàn)路的覆蓋范圍不斷增加,里程逐漸延長(zhǎng),所以在微地形區(qū)域內(nèi),容易因?yàn)轱R線(xiàn)風(fēng)而導(dǎo)致輸電線(xiàn)路發(fā)生風(fēng)偏。在發(fā)生風(fēng)偏后,絕緣子串會(huì)向桿塔的方向傾斜,從而降低了導(dǎo)線(xiàn)與桿塔之間的距離,當(dāng)這種距離無(wú)法滿(mǎn)足放電要求時(shí),就會(huì)導(dǎo)致閃絡(luò)的發(fā)生,從而影響到高壓輸電線(xiàn)路的安全運(yùn)行,對(duì)電力系統(tǒng)的正常供電造成不良影響。
高壓輸電線(xiàn)路發(fā)生風(fēng)偏,會(huì)直接影響到電力系統(tǒng)的正常供電,所以應(yīng)該對(duì)風(fēng)偏現(xiàn)象進(jìn)行深入的分析,進(jìn)而找到有效的防范措施,最大限度的降低風(fēng)偏的發(fā)生幾率,提高高壓輸電線(xiàn)路的安全性和穩(wěn)定性。導(dǎo)致輸電線(xiàn)路發(fā)生風(fēng)偏的原因可從外部因素和內(nèi)部因素兩方面分析,外部因素主要是因?yàn)槭艿綖?zāi)害性氣候條件的影響,而內(nèi)部因素主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)和運(yùn)行管理等因素。
在空曠的野外以及微地形區(qū)域,發(fā)生颮線(xiàn)風(fēng)時(shí),雖然作用面不大,但是風(fēng)力以及風(fēng)速較高,并且在發(fā)生颮線(xiàn)風(fēng)時(shí),時(shí)常會(huì)伴隨雷雨、冰雹等天氣現(xiàn)象,由此就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)偏閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生。在風(fēng)偏的情況下伴隨雷雨、冰雹,就會(huì)導(dǎo)致空氣比較潮濕,進(jìn)而降低絕緣強(qiáng)度。而在強(qiáng)風(fēng)的作用下,一旦雨水形成的間歇性水線(xiàn)與放電閃絡(luò)的路徑相同,就可能會(huì)降低空氣間隙的放電電壓。
對(duì)輸電線(xiàn)路發(fā)生風(fēng)偏的內(nèi)部因素進(jìn)行分析,容易發(fā)生風(fēng)偏的桿塔檔距一般都在三至四百米左右,而在塔頭尺寸較小的情況下,發(fā)生龍卷風(fēng)以及颮線(xiàn)風(fēng)時(shí)更容易出現(xiàn)絕緣子串風(fēng)偏,從而引發(fā)跳閘故障。而隨著桿塔高度的增加,風(fēng)速也會(huì)相應(yīng)提升,所以發(fā)生絕緣子串風(fēng)偏的幾率就會(huì)相應(yīng)增加。為了降低高壓輸電線(xiàn)路發(fā)生風(fēng)偏的幾率,在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)時(shí),都會(huì)根據(jù)氣象條件來(lái)確定設(shè)計(jì)方案。但是由于我國(guó)氣象站一般都在城郊附近,很難采集到龍卷風(fēng)以及颮線(xiàn)風(fēng)的風(fēng)速值,所以在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有準(zhǔn)確的參照依據(jù),其設(shè)計(jì)值明顯都會(huì)偏小,所以在遇到龍卷風(fēng)和颮線(xiàn)風(fēng)時(shí),就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)偏現(xiàn)象的發(fā)生,從而對(duì)電力系統(tǒng)供電的安全性和穩(wěn)定性造成影響。
2 風(fēng)偏故障的特點(diǎn)
強(qiáng)風(fēng)(或龍卷風(fēng)、飚線(xiàn)風(fēng))是導(dǎo)致風(fēng)偏放電的主要原因。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)證明,多次風(fēng)偏故障時(shí)放電發(fā)生的區(qū)域均出現(xiàn)了少有的強(qiáng)風(fēng),在現(xiàn)場(chǎng)查詢(xún)中也發(fā)現(xiàn)附近有大樹(shù)被吹到或連根拔起的現(xiàn)象。強(qiáng)風(fēng)的發(fā)生具有以下特點(diǎn):
在強(qiáng)風(fēng)作用下,導(dǎo)線(xiàn)沿風(fēng)向會(huì)出現(xiàn)一定的位移和偏轉(zhuǎn)。另外,在間隙減小,空間場(chǎng)強(qiáng)增大時(shí),在導(dǎo)線(xiàn)金具的尖端和塔身的尖端上會(huì)出現(xiàn)局部高場(chǎng)強(qiáng),使放電更容易在這些位置發(fā)生,從現(xiàn)場(chǎng)放電痕跡可觀察到,一部分放電出現(xiàn)在腳釘、導(dǎo)線(xiàn)金具和角鋼邊緣尖端上。強(qiáng)風(fēng)導(dǎo)致輸電線(xiàn)路間隙距離減小、空氣絕緣強(qiáng)度下降,從而發(fā)生風(fēng)偏放電。
3 防風(fēng)偏的主要措施
3.1 加裝重錘
針對(duì)于500kV超高壓輸電線(xiàn)路跳線(xiàn)串,通常會(huì)通過(guò)加裝重錘的方式來(lái)防范風(fēng)偏的發(fā)生。但通過(guò)加裝重錘并不能從根本上解決懸錘串風(fēng)偏閃絡(luò)問(wèn)題,其所產(chǎn)生的效果十分有限,因此還要針對(duì)實(shí)際情況采取其他有效的防范措施。
3.2 加裝防風(fēng)拉線(xiàn)
500kV超高壓輸電線(xiàn)路中一些風(fēng)力較大的區(qū)域內(nèi),可以通過(guò)加裝防風(fēng)拉線(xiàn)來(lái)起到防范風(fēng)偏的作用。加裝防風(fēng)拉線(xiàn)可以采取邊相引流防風(fēng)拉線(xiàn)及中相引流防風(fēng)拉線(xiàn)兩種方式。通過(guò)在懸垂線(xiàn)夾處加裝延長(zhǎng)掛板來(lái)完成邊相引流防風(fēng)拉線(xiàn)的連接,利用跳線(xiàn)托架通過(guò)金具連接實(shí)現(xiàn)中相引流防風(fēng)拉線(xiàn)的架設(shè),同時(shí)中相引流防風(fēng)拉線(xiàn)在下橫擔(dān)處進(jìn)行直接固定,邊相引流在條件允許情況下可以在本體安裝支架進(jìn)行固定,需要落地固定時(shí),則需要同步對(duì)拉線(xiàn)防盜及接地裝置等進(jìn)行完善。雖然通過(guò)加裝防風(fēng)拉線(xiàn)能夠有效的抑制風(fēng)偏的發(fā)生,但由于風(fēng)偏轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活及長(zhǎng)時(shí)間受力情況下,再加之線(xiàn)路金具極在疲勞狀態(tài)下發(fā)生損壞,因此會(huì)對(duì)輸電線(xiàn)路運(yùn)行帶來(lái)一定的安全隱患。
3.3 防止V串復(fù)合絕緣子掉串
近年來(lái)由于土地資源十分緊張,這也使輸電線(xiàn)路建設(shè)受到了較大的影響,因此V串絕緣子在500kV超高壓輸電線(xiàn)路中應(yīng)用十分廣泛。這也導(dǎo)致在一些微地形區(qū)域及風(fēng)力較大區(qū)域,V串絕緣子掉串事故發(fā)生較為頻繁,一旦V串絕緣子發(fā)生掉串,則極易導(dǎo)致風(fēng)偏故障發(fā)生。因此在防風(fēng)偏措施中,需要有效的對(duì)V串復(fù)合絕緣子掉串問(wèn)題進(jìn)行防范和解決。
3.4 優(yōu)化絕緣子型式,采用防風(fēng)偏絕緣子
防風(fēng)偏絕緣子的出現(xiàn)有效的實(shí)現(xiàn)了絕緣子型式的優(yōu)化,新一代防風(fēng)偏絕緣子具有較多的優(yōu)點(diǎn),不僅絕緣子風(fēng)偏擺動(dòng)較小,而且導(dǎo)線(xiàn)和桿塔之間的電氣間隙也較進(jìn)一步增大,安裝更為可靠,為后續(xù)工程技改留下了一定的空間。由于防風(fēng)偏絕緣子的偏移值較小,這也使其投資有所降低,在不加重錘及防風(fēng)拉線(xiàn)等情況下能夠有效的滿(mǎn)足防風(fēng)性能要求,這也使防風(fēng)偏絕緣子在500kV超高壓輸電線(xiàn)路得以廣泛應(yīng)用,而且取得了較好的應(yīng)用效果。
3.5 輸電線(xiàn)路風(fēng)偏校核的主要方法——間隙圓法
間隙圓法,即直接在設(shè)計(jì)圖紙上做圖,確定每基桿塔的最大允許風(fēng)偏角,然后根據(jù)最大風(fēng)偏角來(lái)校核各種氣象條件下的風(fēng)偏。這種方法適合于手工校核,需要校核人員查閱大量圖紙資料,獲取相關(guān)數(shù)據(jù),然后作圖分析,勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率不高。
為了提高工作效率,從風(fēng)偏角計(jì)算和風(fēng)偏校核兩個(gè)方面入手,設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)模型,將計(jì)算器手工計(jì)算,作間隙圓等工作通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型,編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序,實(shí)現(xiàn)了輸電線(xiàn)路風(fēng)偏校核的電算化。
4 結(jié)束語(yǔ)
高壓輸電線(xiàn)路發(fā)生風(fēng)偏是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素,所以應(yīng)該對(duì)風(fēng)偏現(xiàn)象進(jìn)行深入的研究,分析風(fēng)偏發(fā)生的原因,進(jìn)而制定出有效的防范措施。高壓輸電線(xiàn)路發(fā)生風(fēng)偏主要是受到災(zāi)害性氣候條件以及設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)等因素的影響,所以應(yīng)該提高輸電線(xiàn)路自身抵御強(qiáng)風(fēng)的能力,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理,最大限度的降低輸電線(xiàn)路風(fēng)偏的發(fā)生,確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
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