崔若若11
浅析输电线路运行故障分析与防治方法论文
摘要: 输电线路是供配电系统中重要的环节和枢纽,一旦发生线路故障,将会引起大规模的停电事故,给国民经济带来巨大的损失。因此,深入分析输电线路的故障原因和采取针对性的防治措施格外重要。
关键词: 输电线路、运行、故障、防治方法
1输电线路运行故障产生的因素
输电线路大多裸露在空气中,受大自然恶劣环境的影响,会产生各类的故障。如雷雨天的雷击现象和闪络现象;冬天的覆冰危害;天空中的鸟害(鸟粪污闪和粪道闪络);大雾天,雾水粘在脏绝缘子上的污闪;还有,线路自身的拉力造成的应力破坏和接触不良造成的绝缘子与线路发热烧坏,以上情况具体分述如下:
风灾因素
输电线路大多地处地形复杂处,线路长,如果周边绿化不好,没有森林遮挡御风,那么很容易被自然界的大风给吹坏,即所谓的输电线路的风偏闪络,这种故障可以说是线路故障的易发形式,对电力系统的正常供电危害相当大,而且一旦发生故障,会造成风偏跳闸,引起大面积停电。强大的风源甚至会波及低压电杆,破坏电杆之间力的平衡。由于强风的作用,而使电杆倒塌的事故也不占少数。如2011年4月17日,佛山顺德发生的风灾,致使勒流、容桂等镇街多次输电线路基塔倒塌,造成大面积停电和较大的经济损失。
雷电因素
在雷电频发的珠江三角洲地区,一旦到春、夏季,雷电造成的输电线路故障时有发生,引起变电站的事故跳闸,事故的原因就是因为雷电过电压。如2011年3月19日凌晨,在顺德龙江,雷击使佛山龙江110V变电站10KV型材线折断,造成对地短路,使龙江变电站型材线10KV间隔保护跳闸。差点造成线路负载增氧机停运,致使大量鱼缺氧死亡,后在维修队伍的努力下,挽回了经济损失。
覆冰因素
输电线路的覆冰造成的线路折断事故虽然很多,仅发生在冬季,但是从事故的结果可以看出,一旦发生覆冰事故,不但是大面积停电,而且天寒、工作强度大,维修维护的时间相对较长,不利于维修人员的维修。形成覆冰的原因是天冷且空气潮湿,当结成覆冰时,容易发生线路舞摆闪络事故。如2008年南方发生的冰灾就是一个典型的实例。
污秽的因素
输电线路的污闪事故虽然不是很多,但损害性却不小,还会造成闪络事故。引发此类事故的主要原因是绝缘子表面没有按期除尘,尤其风雨天,灰尘堆积在绝缘子和线路上,会造成污秽电离发生闪络事故。
外力破坏因素
外力破坏的形式可以说是多种多样,如大风天折断树木,大片的树木倒在线路上,增加线路的负载,发生折断;近几年,偷盗运行中的低压线路日益增多,还有频发的交通事故(如铲车司机酒后开车或不小心碰倒电线杆),也是发生这类事故的原因之一。
鸟害
(1)鸟粪污闪。鸟落在输电线路上,会产生大量的粪便和污秽,粘连在绝缘子和线路上,加上阴湿的天气和山间的雨雾,积累到一定程度时,也会产生闪络现象。在正常的干燥的天气中,鸟粪并不会很大程度上降低绝缘子的闪络电压,而在雨雾的天气,鸟粪的电阻变小加之污秽面积和路径共同的作用,提高了电力线路的电压,增加了鸟粪污闪事故的发生率。
(2)粪道闪络。许多的鸟长期在低压电杆的绝缘子和横担附近排便,部分空气将与鸟粪接壤,即使没有使鸟粪贯穿全部的通道,也可能会造成粪道闪络现象,发生事故。
2输电线路故障的预防措施
保证与提高电气设计质量
提高电气设计的`质量,最大程度地提高安全性。电气设计是各种电气设备正常工作与否和维护是否方便的重要因素。在输电线路的设计中,如杆塔、导线、绝缘子、辅助金具、防雷装置的计算与选择是很重要的。现在大部分设计人员只会机械地照抄、照搬典型设计与设计规范,如上文提到的雷击停电事故,后经事故分析,是由于设计时,设计者没有根据当地为多雷区,而采取相应的防雷措施,照搬当地的设计规范,造成雷击停电事故。后来,在杆塔上加装避雷器,事故才很少发生。同时,电力线路也必须在合理的设计下才能更好的“行使”它的职责。要想做好线路的设计工作,除了周密的计算外,现场勘测和线路路径的选择,也是设计的重中之重。需要设计人员亲自到现场细心观察地形、地貌和线路的路径。这样才能最大程度地避免各种事故的发生,保证输电线路的正常运行。
做好防雷措施
防雷接地工作是各种建筑物都必须做的保护之一,对于输电线路来说,防雷工作无疑更加重要,一般选取避雷线来进行输电线路的雷电过电压保护,它是最常用的防雷装置。
同时也可以降低杆塔接地电阻,达到防雷的目的。例如,可把接地极埋设较深一些,也可以选择在地下水比较丰富、水位比较高的地方。在进入变电所的高压侧,通常都选用各种阀型避雷器进行防雷保护。例如,在雷电多发的佛山地区,由于设计缺陷,10KV架空线路大部分不设防雷措施,当地雷击停电事故频繁发生,给经济带来了重大的损失。此后,新建的和技改的线路,要求每隔一基塔必须安装一组避雷器,实践证明,电力线路运行稳定,效果很好。
杆塔位置与杆型的正确选择
首先应该及时并且认真地调查气候条件和地形,尽量避开在不利的地形和地理位置架设杆塔,而且应加强杆塔的机械强度,尽量选用钢管杆或加强型的混凝土杆。横担可以加厚,或者选用那种不易沾冰结构的绝缘子,并涂上有憎水性能的涂料等。
污闪的预防
污闪事故的发生数量虽然不多,但影响和危害很大,污闪事故的预防,是提高电力系统供配电安全用电、持续用电的重要工作。通过增加爬距以及采用合成的绝缘子可以有效地防止污闪事故发生;或者使用防污闪涂料,进而限制泄漏电流事故的发生。
外力破坏的预防
输电线路的外力破坏,主要是大风使树木倒下压倒线路,再者是日益横行的偷盗和频繁的交通事故等。所以应该优化电气设计,输电线路尽量不要与树林离得太近,要充分考虑到树木增长速度带来的“危害”。要与道路保持适当的距离,并根据杆塔的具体位置,增设防护墩,最后涂上醒目的防护标志。
3针对输电线路外力破坏故障分析,可采取以下措施加以防范
加大电力设施的保护工作力度。做好相关电力用户的宣传教育工作和建立一套严密的巡线制度。
要掌握问题和故障的重点,把事故隐患消灭在萌芽状态中。
要不断完善电力法规,加强电力执法的力度。可以与社会的相关部门共同组织电力安全的演讲比赛和知识竞赛等活动,推广电力安全法规,让大家充分了解电的危害,使那些铤而走险的人望而生畏,知难而退。
要制定一些切实可行的方法和措施,并落实到实际工作中去。例如,在紧要和关键地段一定要多设立一些警示牌和警告的标志牌。
培养和打造一支作风硬朗,善打硬仗的专业的技术团队是保障输电线路安全的必要保证。
对鸟害采取的技术措施有:
①采用大盘径的绝缘子;
②加装防鸟粪的挡板;
③安装防鸟罩;
④安装专门防鸟的网;
⑤安装鸟刺。
结束语:通过分析,线路故障有设计的因素,更多的是自然界的因素。一方面我们要优化设计,尽量不在设计方面出问题,另外一方面要普及、完善电力知识和电力法,建立一个高效的输电线路维护队伍。
参考文献:
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Mr.白马王爷
特高压技术是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。下面是我整理的,希望你能从中得到感悟!
特高压输电技术分析
摘 要:作为我国正在重点发展的输电工程专案,特高压输电在电力系统中引起了广泛的关注。文章对特高压输电工程发展的必要性进行阐述,在此基础上从无功平衡、过电压抑制以及绝缘配合等技术层面对特高压输电进行探讨,最后对交、直流特高压输电的优缺点进行了分析总结,以期推动我国特高压输电工程技术的发展。
关键词:特高压;输电;经济评价
中图分类号:TM723 文献标识码:A 文章编号:1006-8937***2015***24-0087-02
电力输电系统有不同的电压等级,直流±800 kV及以上、交流1 000 kV及以上电压等级的输电技术称为特高压输电技术。特高压输电技术的优点主要表现在输送容量大和输电距离长,这对于解决我国能源和负荷分布的极度不均衡问题具有重要意义。众所周知,我国国土面积大,负荷中心分布在华东和华南经济发达地区,而能源则大量集中在西部欠发达地区,发展特高压输电技术,可以最大效率地实现大范围、大容量的能量转移,是我国输电系统发展的必然趋势。
1 特高压输电技术发展的必要性
结合我国电力系统现状以及经济、社会发展的趋势,下文从电能需求量增加、电力负荷和资源分布不均衡、综合联网效益以及减轻对输电线路周边的环境污染几方面对特高压输电技术发展的必要性进行分析阐述。
电力能源需求量的增加
伴随着我国经济的快速发展,电力能源的消耗也在逐年攀升,并且将在很长一段时间内保持稳步增长的趋势。根据2015年初中国电力企业联合会释出的《2014年电力工业执行简况》,2014年,全国用电量55 233亿kWh,同比增长;全口径发电量55 459 亿kWh,同比增长。截至2014年底,全国发电装机容量 亿kW,比上年增长,其中,水电30 183 万kW***含抽水蓄能2 183 万kW***,占全部装机容量的;火电91 569 万kW***含煤电82 524 万kW、气电5 567 万kW***,占全部装机容量的,比上年降低;核电1 988 万/kW,并网风电9 581 万kW,并网太阳能发电2 652 万kW。
可见,在我国经济蓬勃发展以及全面建设小康社会的带动下,我国对于电力能源的需求量逐年增加,这就对电力系统的电能输送能力提出了更高的要求。
电力负荷和资源分布不均衡
在我国经济快速增长和工业生产的大力推动下,使用者对于电能的需求量稳步快速增长,然而资源和电力使用者的地域分布差异大大制约了电能的高效开发和传输。从全国资源分布情况来看,煤炭等传统资源以及太阳能、风能等新能源大量分布在我们中西部地区,距离用电负荷中心东南沿海地区很远,这就需要电力系统充分整合资源,实现电能的高效率、大容量和远距离传输。
综合联网效益
特高压输电具有优良的经济性,并且能够节约线路走廊空间,具有很好的综合联网效益。
首先,特高压输电可以降低电力传输的执行费用。这是因为在同等条件下,高电压等级的输电线路的输送容量大于低电压等级的,例如和500 kV输电线路相比,1 000 kV特高压输电线路的输送功率可以达到其5倍,但是其投资成本远不足前者的5倍,这就意味着特高压输电线路的单位输送电能投资较低。另外,高电压等级对于降低线路损耗具有重要作用,因此采用特高压输电技术具有很好的经济性。
其次,特高压输电能够有效降低线路走廊宽度。由于线路走廊宽度通常是按照地面电场强度来设定,而输电线路的自然输送功率和线路的波阻抗成反比例关系,与输送电压的平方成正比例关系。用线路的自然输送功率作参照,一回1 000 kV特高压输电线路相当于五回500 kV线路。按照我国环保标准规定的线路走廊宽度,一回1 000 kV特电压输电线路的走廊宽度仅为五回500 kV线路走廊宽度的40%。
最后,通过特高压输电线路将大范围内的电网联络起来,将会产生巨大的经济效益,具体表现在:互联于特高压线路的各个电网能够更加灵活地调整电力输出,实现错峰填谷。另外,参与联网的各电网由于共享了备用容量,将大大降低输电成本。通过各电网间的相互支援执行,使用者供电可靠性也将大大提高。
减轻对环境的污染
众所周知,火力发电对环境具有一定程度的污染,特别是对于人口稠密的用电负荷中心,发电厂产生的污染不可忽视。当采用特高压输电技术后,负荷中心将获得清洁的电能供应,不再需要在当地设定发电厂,甚至同时减小了煤炭等一次能源运输过程中产生的汽车尾气污染。因此,特高压输电能够有效减轻电力生产过程对环境的污染程度。
2 特高压输电的若干关键技术
为了确保特高压输电工程能够达到预期的大容量、远距离输送电能的作用,诸如过电压抑制、无功平衡、绝缘配合以及外绝缘设计等关键技术问题值得深入探究。
过电压抑制措施
当电气装置进行开关操作或出现内部短路故障时,往往会造成短时间或持续一定时间的高压,称为过电压现象。另外,当装置处于雷击环境中,也有可能出现过电压,对装置的正常执行极其不利。特高压输电工程由于自身电压等级较高,对绝缘要求很高,如果线路上产生过电压往往对线路绝缘产生致命伤害。因此,在进行特高压输电改造过程中,需要对各种型别的过电压进行研究并采取相对的抑制措施,以确保降低绝缘投入和线路的安全稳定执行。
无功功率平衡技术
根据前文内容的分析,可知特高压输电的输送容量很大,相应地其无功功能部分就变得非常大,对无功功率进行平衡也是一个非常重要的环节。采用传统的限制线路容升效应的措施,例如线上路上注入固定值的电抗,可以改善空载线路的容升效应,但是会一定程度降低特高压输电线路的功能输送极限。因此,需要有针对性的研究特高压线路无功功率平衡的各种措施,保证线路电压稳定。 绝缘配合以及外绝缘设计
对输电线路的导体部分和非导电部分进行有效绝缘是保证电能安全传输的必要条件。特高压输电系统线路电压等级高,绝缘投资在整个输电线路投资中占据较大的份额,科学地选择各种电气装置的绝缘水平就显得非常重要。针对这种情况,需要重点研究特高压输电线路上可能出现的各种过电压,并进行相应的绝缘设计。
另外,特高压输电线路的外绝缘设计也是需要重要研究的物件,考虑防雷、防污秽以及带电作业等各种复杂情况下的外绝缘是重点研究物件。
3 特高压输电的优缺点综合分析
特高压输电的优点
在对特高压输电关键技术阐述的基础上,下文将以特高压交流输电为物件对特高压输电进行评价分析。特高压输电的优点主要表现在以下几个方面。
电能输送距离远,输送容量大
特高压输电由于输送电压等级高,因此具有输送功率大以及输送距离长的优势,这对于应对日益增长的电能需求具有重要意义,并且可以达到紧凑型输电的效果。
电能输送成本低,经济性好
采用特高压线路进行电能的输送,单位容量的输送成本较低,这将使电网企业和使用者都受益。
线路占地面积小,走廊宽度变窄
采用特高压输电线路输电,虽然绝缘距离需要增大,但是同时其输送功率大大提高,从单位输送容量所需的线路走廊宽度来看,采用特高压输电对于节省占地面积是有利的。
输电过程中的功率损耗较小
特高压输电系统电压等级高,对于降低系统电流和功率损耗都是非常有利的。我国电能消耗量很大,减少电能输送过程中的功率损耗会带来非常大的经济效益,这对于提高能源利用率、建设绿色环保城市都具有积极作用。
特高压输电的缺点
但是,特高压输电在带来上述几方面优点的同时也不可避免地产生了如下缺点:
首先,特高压输电对系统的稳定性造成较大影响。
另外,系统的可靠性问题也更突出。这是由于特高压线路长,故障发生率高,很容易造成连锁事故给系统的安全稳定性造成不利影响。
特别是在特高压输电线路建设初期,由于主网架尚未建成,线路的负载能力差,这给系统可靠性带来了较大的隐患。最后仍需注意的是,特高压输电对环境的干扰也更大。
4 结 语
在我国经济繁荣发展的环境下,特高压输电工程的建设也越来越势在必行。结合我国用电负荷和能源的分布情况,我国的特高压输电以及大范围电网互联工程将持续建设。本文从发展特高压输电的必要性分析入手,对特高压输电过程中需要解决的几个关键问题进行分析,并在此基础上对其优缺点进行了总结评价,可见特高压输电技术将在我们电力系统中有广阔的应用前景。发展特高压输电、加强电网的互联,对建设资源节约型社会将起到重要作用。
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