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臺風(fēng)對沿海地區電網(wǎng)設備運行的影響及應對措施

返回打印來(lái)源：儀天成電力時(shí)間：2017/12/08 閱讀：次

       臺風(fēng)是影響我國沿海及部分內陸地區的主要災害性天氣系統之一。臺風(fēng)的形成臺風(fēng)形成必須具備的條件：①廣闊的高溫洋面。臺風(fēng)的形成與發(fā)展要有巨大的能量，其能量主要來(lái)源于大量水汽凝結所釋放的潛熱。熱帶洋面上，海溫高，蒸發(fā)強，通過(guò)湍流運動(dòng)向大氣輸送大量熱量和水汽，具有高溫高濕不穩定條件，其大量?jì)饶苁桥_風(fēng)產(chǎn)生和發(fā)展的巨大能量來(lái)源。②合適的流場(chǎng)。適宜的環(huán)流條件能起動(dòng)和誘導高溫高濕的空氣產(chǎn)生擾動(dòng)，使氣流輻合上升。③合適的地轉偏向力。氣流產(chǎn)生攏動(dòng)后，必須有一定地轉偏向力作用。若地轉偏向力達不到一定數值時(shí)，向中心輻合的氣流則會(huì )直達低壓中心，使之填塞不能形成氣旋性渦旋，臺風(fēng)無(wú)法形成。所以臺風(fēng)大多發(fā)生在南、北緯5°～20°之間。④風(fēng)的垂直切變要小。在地轉偏向力作用下，輻合上升氣流發(fā)展為氣旋性渦旋。氣流上升，絕熱冷卻產(chǎn)生凝結，凝結釋放的潛熱使空氣增暖。風(fēng)的垂直切變小，使潛熱不向外擴散，保持臺風(fēng)的暖心結構。暖心的反饋作用，使臺風(fēng)中心氣壓繼續降紙，空氣渦旋愈旋轉愈強，發(fā)展為臺風(fēng)。
       臺風(fēng)對電網(wǎng)的破壞及防護措施：
       2006年，臺風(fēng)“桑美”給浙江溫州和福建福鼎地區的電網(wǎng)及設備造成嚴重損壞。僅溫州電網(wǎng)共造成500千伏線(xiàn)路跳閘8次，220千伏線(xiàn)路跳閘5次，110千伏線(xiàn)路跳閘40次，35千伏線(xiàn)路跳閘42次，10千伏線(xiàn)路跳閘318次。此次臺風(fēng)造成220千伏線(xiàn)路倒桿3基，110千伏線(xiàn)路倒桿98基。同時(shí)，損壞110千伏主變壓器一臺；兩座35千伏變電站被摧毀。據不完全統計，此次臺風(fēng)給溫州電網(wǎng)造成的直接經(jīng)濟損失近2億元。
       據了解，給電網(wǎng)設備造成損失的主要因素集中在輸電線(xiàn)路的桿塔傾倒，尤其是126千伏以上桿塔設備被破壞的數量多。
       調查表明，受臺風(fēng)的襲擊，在正常狀態(tài)下安裝的126千伏~550千伏開(kāi)關(guān)設備本體很少有受損的記錄。而該設備受損主要是由于斷桿、倒桿摔壞或周邊桿的拉扯等原因造成的。與此同時(shí)，在歷次臺風(fēng)中，阻波器下的隔離開(kāi)關(guān)或瓷外套避雷器發(fā)生斷裂，也是一個(gè)較為普遍的問(wèn)題，而35千伏及以上等級的電力變壓器本體被臺風(fēng)顛覆、傾倒的事故很少發(fā)生。分析10千伏配電變壓器的損壞現象，主要是由于配電變壓器安裝位置比較高，固定變壓器的安裝基礎不牢固，在臺風(fēng)中發(fā)生斷桿和倒桿后，使變壓器從高處墜落后被摔壞。此外，在強臺風(fēng)的作用下，輸電線(xiàn)路的導線(xiàn)舞動(dòng)幅度大、頻率高，10千伏設備的低壓側很容易發(fā)生斷桿、倒桿、側桿現象，使變壓器外部線(xiàn)路頻繁發(fā)生短路。
       據此，專(zhuān)家表示，今后不僅將對變壓器抗短路能力的設計問(wèn)題引起高度重視，同時(shí)建議，安裝于經(jīng)常受臺風(fēng)襲擊的沿海地區電網(wǎng)中的設備，如變壓器的釋壓器、溫控器、端子箱和風(fēng)冷控制柜等附件的要求，也要相應提高。尤其是要注重提高附件的質(zhì)量和防風(fēng)雨的等級，使其切實(shí)達到IP55的要求。
       專(zhuān)家提出，今后輸變電行業(yè)的一項重要工作是加強開(kāi)關(guān)、變壓器、斷路器、互感器瓷套用的高強度瓷材料配方及工藝研究，進(jìn)一步提高瓷套機械強度。這已成為電瓷避雷器行業(yè)應特別關(guān)注并盡快加以解決的問(wèn)題。
       調查結論還表明，為應對臺風(fēng)在我國沿海頻繁登陸的現實(shí)，行業(yè)要從產(chǎn)品強度、設計風(fēng)速等方面入手，研制適用于臺風(fēng)多發(fā)地區特殊用途的絕緣子避雷器產(chǎn)品。針對線(xiàn)路或特殊位置的設備，制定在臺風(fēng)狀態(tài)下的相關(guān)標準，通過(guò)專(zhuān)項試驗，進(jìn)一步驗證并提高抗臺風(fēng)的能力。
       專(zhuān)家調研認為，為確保電網(wǎng)安全運行，進(jìn)一步加強輸變電設備抗擊臺風(fēng)災害的能力，在產(chǎn)品設計上采取一些措施，可有效減少其損失和影響。據此，業(yè)內專(zhuān)家提出對其技術(shù)改進(jìn)的相關(guān)建議和應對措施。
       一是，合理設計電站內各元件的布置和引線(xiàn)，解決阻波器下絕緣子的斷裂問(wèn)題。采取的方法主要有拆除阻波器及采用光纖通訊等。對于確實(shí)要保留的線(xiàn)路阻波器，解決方案可以從兩方面考慮：一方面在阻波器上加裝一組固定瓷套，減少阻波器向外擺動(dòng)拉扯隔離開(kāi)關(guān)的拉力；另一方面采用專(zhuān)門(mén)設計的加強型絕緣支柱作為阻波器下隔離開(kāi)關(guān)的支撐。
       二是，在今后設計沿海地區變電所時(shí)，有條件的盡量采用屋內布置或GIS。
       三是，經(jīng)常受大風(fēng)影響的變電所選用戶(hù)外設備時(shí)，應適當增加設備的相間距，選用相間距較大的開(kāi)關(guān)和隔離開(kāi)關(guān)，在確保各相導線(xiàn)舞動(dòng)時(shí)有足夠距離的同時(shí)，給安裝人員對母線(xiàn)及引流線(xiàn)的安裝調整工作留有更多的裕度。
       四是，盡可能選擇防凝露型的戶(hù)內12千伏~40.5千伏開(kāi)關(guān)設備，或處理好開(kāi)關(guān)室房屋的密閉問(wèn)題。
       五是，加強配網(wǎng)的桿體自身強度和埋入方法，防止或減少倒桿等現象發(fā)生，從而減少柱上設備的損失。
專(zhuān)家同時(shí)建議，針對臺風(fēng)襲擊，電網(wǎng)相關(guān)設備將新增技術(shù)標準和試驗項目。主要有：適當增加電器設備外絕緣瓷套的機械負荷試驗參數，增大支持瓷套端子拉力試驗；增加控制箱、機構箱的淋雨試驗條件，模擬有風(fēng)速要求時(shí)，箱門(mén)是否仍具有防雨能力；增加在有風(fēng)速要求下、有甩線(xiàn)時(shí)的相間耐壓試驗，以保證有足夠的相間距離。
       八項措施提高電網(wǎng)抗災能力
       為進(jìn)一步提高電網(wǎng)應對自然災害的能力，為電網(wǎng)防災減災和科學(xué)發(fā)展提供堅強的科技支撐。近期以來(lái)，國家電網(wǎng)公司加大推進(jìn)實(shí)施《電網(wǎng)防冰減災關(guān)鍵技術(shù)研究計劃》，將在八個(gè)方面取得突破。
       一是研究提出差異化的電網(wǎng)規劃建設標準，進(jìn)一步提高戰略性輸電通道、各電壓等級骨干線(xiàn)路和向重要用戶(hù)供電的輸變電設施抵御冰災的能力。
       二是研究開(kāi)發(fā)大電網(wǎng)應急通信系統和應急指揮技術(shù)支持系統，進(jìn)一步提高應急保障和指揮能力。
       三是研究災害氣象規律和輸變電設備覆冰機理，開(kāi)發(fā)冰災氣象預警和輸電線(xiàn)路覆冰監測系統，進(jìn)一步增強覆冰綜合治理能力。
       四是研究開(kāi)發(fā)大容量、高效率、自動(dòng)化的電氣融冰裝置和靈活實(shí)用的機械除冰裝置，進(jìn)一步提高輸變電設備的除冰效率。
       五是研究提出極端氣象災害情況下，電網(wǎng)及設備損壞小、恢復快的技術(shù)措施，把自然災害給經(jīng)濟社會(huì )造成的損失降到低限度。
       六是研究開(kāi)發(fā)用于電氣設備的防冰凍、除覆冰的新技術(shù)、新材料，防止或減少電氣設備的覆冰現象。
       七是開(kāi)展高寒高凌多發(fā)區域內農村配網(wǎng)抗冰減災共性技術(shù)問(wèn)題和措施研究，為農村配電網(wǎng)抗冰減災提供技術(shù)支持。
       八是加強應對自然災害的試驗能力建設，為深入研究電氣設備抗拒自然災害的特性提供條件。

       主題詞：臺風(fēng)   保護措施   電力系統

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