沿海地区输变电设备应对台风措施研究

沿海地区输变电设备应对台风措施研究

胡哲

中国南方电网超高压输电公司广州局海口分局570105海南省海口市

摘要:沿海地区会受到台风的严重影响。本文主要分析了沿海地区台风对电网输变电设备的危害,探讨了配电网抗台风建设存在的问题,并就配电网输变电设备抗台风能力的提高措施进行了概述。

[关键词]沿海;地区;电网;台风

我国的沿海城市每年都会遭受大约2~3个台风的影响。台风不仅会导致风灾和水灾,导致电网电力设备和输电线路等供电设施的损毁,最终导致大面积停电事件的发生,最终造成人员伤亡和经济损失。所以,必须妥善处理台风发生时的沿海地区电网的工作,尽量降低人员伤亡和财产损失,切实提高电网调度防御台风能力。

一、沿海地区台风对电网的危害

(一)强风对电网的危害

台风来临时会伴随狂风冒雨,强风会导致电杆断线或者倒塌。还会引起导线风偏放电。线路中的大跨越、大档距、大弧垂的导线,会因为强风产生较大风偏,使导线与近距离的构筑物或其他交叉跨越的线路等因电气距离过短而导致的放电。变电站设备引线线夹固定不牢脱落放电。大风的间接危害主要是强风造成线路及变电站以外的其他设备(物品)倒塌或飞落,导致电力设备的故障。

(二)暴雨对电网的危害

暴雨式的线路杆塔发生倒塌。暴雨会导致变电站电气设备的绝缘性变差,引起设备运行异常或工作故障,引起二次控制回路接地和短路故障,最终造成保护及开关的误动。暴雨造成城市内涝和低洼地带的配电网开关站、配电室、电缆环网柜遭受水淹,引起长时间停电。

二、配电网抗台风建设存在的问题

(一)配网拉线缺失严重

档距过大后,直线杆塔的风荷载超过设计能力,配电线路防风拉线缺失,或受地形的限制,无法按设计要求装设拉线,最终导致线路风灾倒断杆。耐张段较长或者没有按照要求安装拉线的直线杆极易发生线路倒断杆。

(二)线路杆塔基础抗倾覆能力较弱

因为线路杆塔在施工时会受到某些客观因素的影响,导致埋深无法满足相关设计的要求,最终造成基础抗倾覆能力不够。再者,因为一些线路水泥杆施工质量不过关,立杆没有按工艺要求,杆立起后,回填块石过少,且夯实不够规范;沿海地区的软土和流沙地带,土质疏松,这些地方的电杆基础抗倾覆能力不足,基础防风能力差。

(三)早期线路设计标准偏低

因为一些历史性的原因,一些线路使用的年限比较久,那时的线路设计标准偏低,在抗风设计上不能达到要求。当前电网采用普通环形预应力锥形水泥电杆,随着负荷的发展,导线线径等级越来越高,多回路同杆架设越来越多,普通电杆的弯矩根本达不到设计要求。

(四)线路杆塔的型号不合理

当风速相同时,双杆和单杆所承载的风荷载是一样的,但双杆中导线的水平风荷载由两基电杆承担,而单杆只有一基电杆承受,且双杆常常装了防风拉线,因此,单杆较之双杆更易倒断。

三、提高配电网抗台风能力的措施

(一)确保合适的输电通道输送功率

台风登陆前后,电网运行方式安排应满足电力系统安全稳定导则规定的第一级安全稳定标准。影响严重时,影响区域应尽可能按照直流双极闭锁、平行双回交流线路同时故障不需采取切机、切负荷措施系统可保持稳定运行的原则安排输送功率。在系统负荷变化、台风登陆地点发生变化或线路跳闸导致电网结构变化较大的情况下,应及时根据系统情况进行计划调整,调整应按照保证主网安全、分区电力平衡的原则,保证系统足够安全裕度。

(二)确保机组合理的运行方式

台风登陆前后,受影响区域在开机方式安排上应体现分层分区、就地平衡运行的原则,尽可能安排调峰能力和无功调节能力强、对平衡区域负荷起重要作用的的机组运行,分区间联络线控制联络线潮流应尽可能小。

受影响区域的重要电厂可通过调整运行方式,保留1台机组专供厂用电运行。台风登陆前后,风电机组原则上安排停运。对于小水电,应要求地调限制其上网无功功率。

(三)适当提高沿海地区电网设计标准

1.适当提高规划标准

应该进一步优化网架结构、重点城市的多回路供电。在城市电网中规划建设一定的保安电源,来强化城市电网的电源支撑。将配电网主干线和重要线路改建成架空绝缘线路或电缆线路。

2.适当提高设计风速

目前,一般的设计风速是30~40m/s。根据风级典型的破坏程度,F2级强龙卷风风速约50~71m/s,远远超出了设备的设计风速,容易出现线路断线与倒杆等事故。为减少台风对电网设备的损坏,应该从设计方面采取适当措施,提高220kV及以上变电站、架空线路的设计风速,提高设备的抗灾害能力。

3.适当降低铁塔地线对导线防雷的保护角

在雷电多发地区,尤其在高土壤电阻率地区的多发性雷害,对输电线路的安全运行构成极大的危害。统计说明,雷电绕击跳闸占到了雷击跳闸总数的80%以上。考虑从设计方面采取适当措施,适当提高设计标准,降低铁塔地线对导线防雷的保护角,可以降低线路雷电绕击率,提高电网防灾抗灾能力

(四)维护好配电线路

做好配电线路防风能力评估和状态评价工作,防风能力不满足要求的应及时列人大修技改计划;开展线行清障,及时砍伐通道树木,保证线行两侧无树木及高杆植物影响安全运行。加强巡维工作,发现杆塔基础沉降及水土流失应及时处理,偏软地基及易受洪水冲刷区应采取加固措施。根据需要增设防风拉线,同时做好配电设施防盗、防外力破坏措施。

(五)强化电杆质量

应加强水泥电杆工厂制造过程的工艺、质量控制,完善电杆钢筋、混凝土及成型产品的试验和定期抽检制度;规范电杆采购和招投标管理,完善电杆厂家准入备案制度,严格执行订货技术条件,防止不合格电杆入网运行。

(六)大力推广使用电缆线路

电缆线路敷设在地下,本不受台风的影响,在沿海城区,当条件允许时,应加大电缆线路的使用;对于城区的繁华地带或重要线路,宜使用电缆线路,以提高线路抗御自然灾害的能力。在沿海空旷地区,当条件具备时,对重要的主干线,也可考虑使用电缆线路。

参考文献

[1]袁桂东.华中区域电力应急管理现状与应对措施[J].安全与环境工程.2009,(3).

[2]周中秋.台风对配电网的影响和防御对策[J].广东电力.2009,(5).

[3]张玲,李运斌.湛江周边区域台风风速的长期极值预测[J].热带海洋学报.2008,(5).

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