摘要:随着输电线路的逐渐增多,存在于输电线路中的问题也显现出来,电力系统的安全稳定运行会受天气原因而产生严重的影响,输电线路一般都处于户外,所以很容易发生风偏故障的问题,对输电线路的稳定性有严重的影响。本文从输电线路产生风偏的原因、规律和应对措施进行了探讨。
关键词:电力系统;输电线路;防风偏;措施
输电线路出现的故障,典型就是风偏故障,其对于电网系统产生了极大的威胁,降低了电网的稳定性和安全性。输电线路的风偏闪络过程主要包括以下形式:导线对铁塔部件放电,导线放电到周围物体。通过对输电线路走廊进行有效地清理,可以解决导线向周围物体的放电。导线向杆塔构件放电比较的常见,有必要采取针对性地防犯措施。
1 风偏概述
风偏是这样一种现象,其中架空输电线路被风移动并且到塔身的距离变得小于最小安全距离,这可能导致线路放电跳闸发生故障。如果三相线移位的方向相同,并且每相的线之间的相对距离基本不变,从而没有相间放电的事故发生。如果导线由于除冰和风而在不同时间被冰覆盖,则线路的位移导致被归类为线路跳动。
2 输电线路风偏产生的原因
线路风偏跳闸的主要原因是因为大气环境中发生的各种不利条件引起的线路间隙不足导致。如果间隙的电气强度无法承受系统的工作电压,则会导致击穿放电。在大风或狂风的作用下,悬垂绝缘子串朝向塔身倾斜,这减小了导线与塔身之间的气隙,当间隙宽度不能满足绝缘强度要求的情况时,就会发生放电。如果风不超出设计,风叠加仍然会导致风偏故障。在理想情况下,绝缘子串在悬架周围具有规则的谐波振荡,摆动幅度在安全距离内并不会导致风偏故障。但是,如果绝缘线在与振荡方向相同的方向上受到一个或多个风的影响,则绝缘线的振荡能量将提高,直到距离不符合要求,并且将发生风偏故障。
3 输电线路风偏发生的规律和特点
3.1 风偏多发生在恶劣气象条件下
多年来对每个区域输电线路的风偏事故进行调查分析,当输电线路出现风偏故障时,这个区域多出现强风,而且多数情况下有强降雨、冰雹等局部对流强烈的天气。一方面,在强风作用下,导线相对于塔体具有恒定的位移和偏转,导致空气放电间隙会变小。另外,雨和冰雹降低了导线和塔之间的工频放电的电压,并且两者一起作用,它导致线路出现风偏故障。
3.2 放电烧痕明显,放电路径清晰
从放电路线的角度来看,有三种主要形式的风偏:导线放电到塔架构件,导线之间的放电,以及导线放电到周围物体。它们有一个共同的特点就是,在发生风偏并且放电路径清晰后,导线或导线侧配件上的烧痕显而易见。
3.3 风偏重合闸成功率低
因为风偏跳闸通常在强风等恶劣的天气中发生,强风的持续时间通常会超过重合闸的时间,因此当重合闸启动时,放电的间隙依旧很小。而且当重新闭合被激活时,系统中会出现一定的幅度的操作过电压,会使得间隙再次发生放电。所以,如果在线路上发生风引起的跳闸,则重合闸的成功率通常都比较低,这对电源的可靠性具有严重影响。统计结果显示,大部分的输电线路出现风偏故障都会使得输电线路出现计划之外的停止运行。
3.4 风偏放电发生地域不确定
根据电网公司风偏事故的统计结果,风偏包含的范围很广,大部分故障发生在地形和地貌没有明显的特征的区域。结果使得输电传输线的改造范围变大,并且风偏事故处理变得困难。风偏事故是电网正常运行中的主要安全隐患,当发生风偏的事故时,将导致巨大的经济损失。所以,对于高压输电线路的防风偏措施的研究正引起工程界的关注。传输线风偏研究和有效防风技术的详细研究有着重要的工程意义和技术经济优势。
4 输电线路风偏故障的预防原则
针对220kV输电线路而言,不管是已经架设了一段时间的输电线路,还是刚架设不久的输电线路,都有可能出现风偏故障。在出现风偏故障后:首先,仔细地调查并分析输电线路的风速,对输电线路的设计风速、最大风速是否符合输电线路实际运行期间的气象条件进行全面的分析;其次,对风偏距离与风偏角进行测算,对带电体与拉线、塔身、塔头的空气间隙进行检测与计算,同时还应当对导线与周边构筑物、建筑物、树木以及边坡的空气间隙加以仔细测量,以便找出导致输电线路风偏故障及影响输电线路风偏故障的原因,从而采取具有针对性的改造对策。
5 输电线路的防风偏技术改造策略
5.1 耐张杆塔引流线防风偏改造策略
针对耐张杆塔,引流线对塔身放电这一风偏故障,可通过下拉引流线托架的办法来达到防风偏的目的。近年来,不论是在塔身中间设置拄点,还是在横担上设置拄点,均米出现过跳线对塔身风偏放电的故障。因为出现了局部风力大于10级的大风人气,该输电线路出现了风偏故障,这可能是由于风力超出了设计值,从而出现了风偏放电故障;另外,这也证明实际施工和运行后引流线的弛度是存在一定的差别的,因此,切不可因为风力超出了设计值就任由输电线路跳闸,应当对具有针对性的改进对策加以制定与实行。通过设计单位的分析发现,跳线在遇到顺向大风的情形下会出现左右和上下歪扭,导致一侧引流线和塔身之间的间距缩短,这也是导致风偏跳闸的一个重要因索,烧伤的部位也证明了这一结论。因此,为了避免再次出现这类风偏故障,实施了下拉引流线托架的防风偏改造对策,利用4-6串复合绝缘子把引流线托架下拉到杆塔下横担位置。在采取下拉固定改造策略后,即使在大风人气,引流线托架也米出现上下或左右大幅度摇摆情况,达到了防风偏的效果,使220kV输电线路中耐张杆塔引流线对塔身放电这一风偏故障得到有效的控制、实践证明,改造后的同类型塔再也没有出现过风偏放电故障,也米因铁塔原有架构发生变化而出现其他问题,由此可见,下拉引流线托架的办法是一个切实可行且有效的防风偏改造策略,其可以有效的减少耐张杆塔引流线风偏故障,从而减少耐张杆塔引流线对塔身的放电。
5.2 直线杆塔中相绝缘子防风偏改造策略
不少部门在改造线路防污闪的过程中大量调爬,扩增了钢化玻璃绝缘子串或瓷质绝缘子串的长度,从而缩短了大风环境下杆塔与塔窗的净空间距,削弱了输电线路的抗风偏放电能力;也有一此部门用复合绝缘子悬垂串取代了架空输电线路的瓷瓶串,因为复合绝缘子悬垂串比瓷瓶串要轻得多,这样一来,在大风环境下,必定会增大风偏角,从而致使上端的均压环或防鸟装置与横担发生碰撞,从而使杆塔受到损伤,或者下端带电导线与塔身之间的安全间距缩小,从而出现闪络现象,严重影响垂直挡距小的线路、所以,在用复合绝缘子悬垂串取代原先的瓷瓶串设计之后,务必要校验空气间隙与风偏角,但是施工部门和运行部门通常会将这一点忽略掉。现今我国主要采用的方法,去改造直线杆塔中相绝缘子的风偏故障,针对技改输电线路和新建输电线路,都可以通过将重锤安置于绝缘子下端,使绝缘子的重量增大,这样可以对绝缘子的摇摆起到有效的制约作用,从而达到避免风偏闪络的目的、可是,这种办法对于直线杆塔中相绝缘子串风偏故障的改善还存在一定的局限性、因此,还应当在此基础上采取下拉中相导线的办法,这样才能使直线杆塔中相绝缘子风偏故障得到有效的预防、事实证明,利用复合绝缘子把中相导线下拉到塔窗下横担位置可以有效的预防直线杆塔中相绝缘子风偏故障,从而避免直线杆塔绝缘子对塔身放电。
6 结束语:
综上所述,应当针对不同输电线路风偏故障,采取具有针对性的防风偏改造策略,进而有效的预防输电线路风偏故障,保障电网供电的稳定性与可靠性,促进电力事业的健康、稳定发展。
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