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恶劣天气给电网造成的危害及防范

作者:王宏兴 单位:安徽电力淮北供电公司

时间:2008-8-12 11:57:00

应对恶劣天气的预防和事故处理,目前依然是摆在农电企业面前的一道难题

2008年年初发生的多年难遇罕见的暴风雪天气,对我国南方电网、华中和华东(部分)电网安全运行构成严重威胁,发生电网局部瓦解。在事故发生前,气象部门做了较为准确的预报,电力企业也做出了相应的准备。然而,令人遗憾的是,灾害依然无法避免。恶劣天气的影响和事故处理的经过与结果,需要农电企业不断总结经验、吸取教训,把灾害对电力设施的损害降到最低。

恶劣天气给电网运行造成的危害

近几年的安全生产通报统计显示:2003年4月某日,大雾造成华东电网10余条220千伏线路跳闸;2005年夏天恶劣天气造成华中电网110千伏以上电压等级线路跳闸30多起;2007年3月3日、4日两天,暴雪造成东北电网50余条高压线路开关跳闸;2008年1月中、下旬发生的,罕见的极端恶劣的暴风雪天气对我国南方电网、华中和华东(部分)电网安全运行构成严重威胁,数千条高压线路跳闸、发生电网局部瓦解。恶劣天气造成的电网运行危害呈上升趋势。

每年的秋末冬初和初春季节受北方寒流南下影响,西北、华北狂风肆虐,尘砂飞扬;春夏两季,沿海台风暴雨连绵;东南沿海北上的暖湿气流与北方南下的冷空气在华北、华中和长江中下游地区上空遭遇,使干冷、干暖的气候转为湿冷、湿暖的雾湿和小雨气候。各区域电网都有过恶劣天气造成的变电站全部停电电网污闪;覆冰压断线路、绝缘子串断串落地;支柱绝缘子断裂、狂风倒塔;雨水渗入断路器控制机构、设备跳闸,雾湿空气进入室外高压断路器端子箱、控制箱等发生二次回路受潮短路、继电保护或断路器误跳闸等事故。恶劣天气给电力系统的安全运行带来的巨大风险越来越大。

恶劣天气导致事故的原因

在冬季和初春低温条件下,暖湿气流所含水分遇冷成雾、雪、冰晶,落覆电力线路,覆冰加厚,应力改变;风力加剧架空线路的振动和“舞动”,架空线路在悬点处反复被拗折,引起金属材料疲劳,导线断股、甚至断线;狂风引起电力线路持续大幅摆动或震动,容易引起相间闪络跳闸,或烧伤导线等严重设备事故;绝缘子金属部分长期疲劳,遇强风催蚀“舞振”断裂,绝缘子覆冰闪落接地、以至引发倒塔等。

雨雪、雾湿气候条件下导致断路器误跳闸的原因是:断路器机构箱、端子箱密封不实,控制电缆进出箱体孔洞未用防火泥等材料密封,使箱体内部空气与外部雾湿水分发生虹吸,水蚀控制回路;控制箱、端子箱防潮加热器损坏或未及时投运等。

发生电网系统污闪事故的原因:近年来,公、铁路建设四通八达,交通工具尾气排放严重污染环境,化工企业、冶金和水泥、陶瓷行业的工厂如雨后春笋遍布城乡,处于城郊结合部与发电厂、变电站相临的污染排放大户,加剧了空气中盐尘物质的密度。但电力设备污闪、污秽的外绝缘设计、配置偏低或设备更新改造不能与环境变化同步进行,部分在运的绝缘子是低爬距高劣化易污闪的设备。无法控制的灾害性的浓雾、雨湿天气使空气发生湿沉降,造成绝缘子表面盐尘密度短时快速增加,降低了设备的污闪电压。

电网的灾害防范措施

电力工程在设计、施工方面要考虑恶劣天气影响

在重冰区的线路,设计时应考虑按30毫米冰厚验算杆塔强度、最小安全距离及对地距离等。事故后查验,个别铁塔未按30毫米冰厚验算杆塔强度,部分铁塔局部结冰厚达60毫米,“脊梁”不能承重。连续上、下坡的直线杆塔,应验算对地和对杆塔构件的最小安全距离。电力线路应安装防冰环(或防冰球),应按导线的截距、截面及档距设计安装防冰环(或防冰球),以控制导线的旋转或脱冰跳跃。建立线路溶冰站,在冰区线路安装溶冰变压器,利用大电流,使导线发热溶冰。采用复合导线法,使线路自除冰。

“风力资源”优越的地区,架空线路安装防震装置,以吸收或减小震动能量。采用防震锤和阻尼线,将震动限制在不损坏线路的无危险程度;设计时采用耐震性能强的线夹等金具,使用护线条,降低架空线路的静态应力,增加刚度,提高导线耐震能力。不同的风口位置安置的防震锤数量、型号和具体位置以架空线路导线截面及档距的不同而各有差异。

加强运行巡视与管理

在寒潮袭来前夕,提前对室外高压电气设备巡视,在暴雪天气发生以后及时抄录高压开关站电气设备在线监测数据,与正常值进行比较,做到设备缺陷和事故隐患及时发现、及时处理。对有表面放电或电晕现象严重的绝缘子和主绝缘套管,要做好详细记录,以便于天气好转时落实绝缘子清扫、涂长效防污涂料、加装(更换)硅橡胶伞裙或更换防污闪绝缘子等措施,提高设备防污闪能力。要尽量保持全方式运行,减少室外高压电气运行设备的倒闸操作。及时将断路器控制箱、端子箱柜门关实,密封不严的要加橡胶封条或其他密封材料封实。在寒潮袭来或大雪时,尽量不要更换加热器或渗漏消缺,否则,机构柜门打开,冷空气或潮湿介质进入,使机构温度进一步降低,容易发生端子短路,管道低温爆裂,发生人身伤害。

重新投入运行的主要变压器油管道和冷却系统是重点检查和巡视要点。要对普通冷却方式的变压器,与强迫油循环导向冷却的变压器加以区别,强迫导向油循环冷却的变压器要保证最基本的冷却器运行组数,以防止变压器线圈局部过热,绝缘老化,影响设备寿命。使用有憎水性的RTV涂料对绝缘子防冰效果明显,升压站电瓷设备要使用复合材料绝缘套改善外绝缘,安排憎水性试验,以检查绝缘性能等措施,提高设备防污闪能力。

在目前资金和基础条件较好的地区,依据盐密污秽分布和“绝缘一步到位、适当留有余度”的原则,安装或更换高强度防污型绝缘子或者免检零、免维护、免清扫的合成绝缘子,对重要线路进行“增爬”改造;沿海地区安装耐污性能较强的钟罩型防污绝缘子;内地工业污秽严重的地区配置双伞型防污型绝缘子;对于个别容易发生冰闪的地区,还要适当增加安装大盘径伞裙绝缘子,以阻断融冰形成的水帘而发生冰闪。近期不能更换绝缘子的防污闪能力较差的设备,定期进行“零低值”的测试与统计工作。加强定期清扫工作、责任心不强清扫后依然发生污闪的事故要尽力杜绝。

值班生产调度及运行负责人要及时判断事故信息

应针对天气和运行方式向生产岗位详细交待注意事项。值班负责人应根据自身专业特点,结合天气及运行方式,做好高压断路器事故处理预案。系统发生大停电时,有大量的信息涌入电力调度中心,调度值班人员将淹没在信息的海洋中而不能迅速研究情况。同时,大量的警告信号进入中央调度室的计算机监控系统。从某种意义上讲,现代调度系统愈集中,就愈可能拖延恢复系统的时间。

根据国内和国外大停电的成功恢复案例分析,调度人员根据电网的实际运行情况,总结大量的经验和教训,事先制定好相应的应急对策和恢复方案,对于尽快恢复系统负荷、尽量减少停电损失具有十分重要的现实意义。对黑启动恢复方案的制定及学习贯彻,可以使电力各级生产调度人员得到系统的、全面的业务培训,以提高对电网突发恶性事故的应急处理能力。

变电所值班人员配备要合理

通常情况下,高等院校毕业的学生被电力系统聘任以后,绝大多数放到基层学习锻炼,安排到高压变电站值班,虽然他们责任心强,技术理论的基本功也扎实,但缺乏最基本的处理突发事件和事故处理的经验,甚至有面对灾害性雨雪天气不知道室外设备巡视检查的关键和重点的个别情况。所以在人员的配备方面既需要有技术理论扎实的高等院校毕业生,更需要适当配备有多年生产实践经验的专业技术人员。雨雪袭来,一定要及时清扫设备通道上的积雪,这次事故教训之一,就是变电所积雪过深,工作人员不能及时赶到设备现场检查处理。

防范外力破坏

通过对雪灾事故现场勘察发现,首批倒塌的电力塔架(绝大多数处于偏远或缺乏监视的区域),都不同程度、或多或少地受到外力破坏。应与当地政府和新闻媒体取得联系和获取支持,大力宣传《电力法》和《电力设施保护条例》。特别要加大对电力线路走廊附近群众的宣讲力度。加强专业护线队伍和群众护线队伍的建设,强化责任的落实和考核,在特殊季节增加线路巡查次数,并加挂警示牌。对高压电力线路附近有工程施工的要及时下达《安全注意事项告知书》,对施工可能危机电力线路安全的施工工地送达《消除隐患通知书》,告知当地政府,取得执法部门的协助并派人监视工程施工。总之,只要我们的工作得到群众的理解与支持、当地政府的配合,在执法机构的共同协助下,定能实现减少或消除电力设施外力破坏隐患的发生。

来源:《农电管理》2008.6
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