输电线路风偏故障的原因与解决对策
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防治输电线路风偏故障及外力破坏方案1、防治输电线路风偏故障线路风偏故障指线路的导线(包括耐张塔跳线)在风力的作用下,对杆塔或邻近线路的各种物体(如树木、房屋或其他电力线路等)发生放电造成或线路接地的现象。
线路发生风偏故障,如果风力在一定时段内变化不大,将会造成线路长时间接地,严重影响了线路的安全运行,必须采取适当的措施进行防治。
一.HO输电线路设计采取的最大设计风速一般不应低于30m∕s o校验杆塔电气间隙选取的风压不均匀系数α,当档距超过200m时Q=0.61(设计风速v220m∕s);对耐张塔跳线或档距不超过200m时α=I o此外,杆塔电气间隙还应考虑风雨共同作用(湿闪)的情况,并应留有适当的裕度。
二.加强对线路所经区域的气象及导线风偏的观测,记录、搜集有关气象资料(特别是瞬时风及飓线风的数据)以及导线发生风偏故障的规律和特点。
通过对取得资料的汇总、分析并结合运行经验,制订相应的防范措施。
现时可采取的防范措施有:a.在容易发生风偏故障的地段,导线宜采用V型绝缘子串悬挂;b.对耐张塔跳线没有安装跳线串的,应考虑加装跳线串(跳线串不宜采用复合绝缘子,并根据具体情况考虑是否加装重锤);c.对直线塔悬垂绝缘子串,可考虑在导线下方加装重锤。
d.加强线路走廊障碍物的检查清理,校验导线对树木、边坡等在风偏情况下的净空距离,不满足要求的应进行处理。
三.对发生风偏故障的线路,应做好线路故障的分析并填写《输电线路故障(一类障碍、事故)技术调查分析表》,同时应单独建立技术档案、记录等。
线路风偏故障过后,应仔细检查导线、金具、铁塔等受损情况,及时消除缺陷。
四.开展导线风偏的试验与研究(-)开展强风作用下有雨和无雨时的空气间隙工频放电对比试验,找出规律,为线路设计提供依据;(二)研究观测气象和导线风偏的在线监测系统,为线路设计考虑绝缘子串及导线风偏时,风速及风压不均匀系数的选取提供依据;(三)对杆塔设计在各种不利情况下的气象条件组合,特别是在导线发生风偏时的气象条件的选取,进行更深一步的探讨和研究,为今后完善设计理论提供帮助。
110kV输电线路风偏故障分析及对策【摘要】本文主要介绍了110kV的输电线路风偏故障发生的类型以及特点,并对故障形成的原因进行了详细的分析,针对故障问题笔者重点提出了解决风偏故障发生的措施。
【关键词】110kV;输电线路;风偏故障0.引言电力是给人们提供方便的主要能源之一,经济社会不断发展的过程,人们对电力的需求也越来越大,输电线路的规模近些年来的扩展速度非常快。
但是输电线路因为处于室外,受到地理环境的影响不仅损耗比较严重,同时也容易生发故障给人们造成不便,并且给人们生命以及财产构成了威胁。
1.风偏故障类型及特点风偏故障主要是在大风天气情况下比较容易发生,当大风对导线、杆塔、拉线产生风力影响时,造成与地面上的建筑物或者树木以及其他导线之间的间隙小于大气击穿的电压,就会造成跳闸故障的发生。
一般情况下110KV的输电线路比较容易发生跳闸。
风偏故障发生的类型主要有三种:直线杆塔绝缘子对塔身放电或者对拉线放电、耐张杆塔跳线之后引起的电流对塔身放电、输电线对附近的建筑物以及树木放电[1]。
由于近年来气候变化比较异常,沿海地区的台风天气以及内陆地区的冬季寒流发生的频率越来越高。
因此大风天气的情况比较多,大风天气造成的输电线路风偏故障发生也随之增加,这给国家的电网安全带来了极大的挑战,同时也给人们生命安全和财产安全造成了极大的威胁。
在特殊气候条件更应该加大对风偏故障的防治的重视。
风速对故障发生有着很大的影响,一般风速越大110kV的输电线路风偏故障发生的次数就会增加。
如下表一是2013年某地区在最大风速达到30米每秒时的不同电压的输电线风偏故障发生的状况。
表一因为不同地区的大风发生的季节不同因此输电线路风偏故障发生就存在季节性,另外不同的地理形势对风速的影响也会不同,在风口地段发生故障的几率就会比较高。
2.风偏故障的分析2.1风速对风偏角的影响在西北地区,很多城市是沿着大山分布的,因此会有多处的风口区,并且每年到了冬季受到西北风的影响,山体将风的阻挡在峡谷和隘口等锁口处,因为气流的翻越会造成峡谷效应[2]。
一次330kV输电线路风偏故障原因分析与整改措施某单位运维的330kV某线位于戈壁大风区,线路长度为22.893km,全线共有60基杆塔,线路设计组合气象条件为甘Ⅱ气象区,沿线海拔1185m-1250m 之间,采用双地线,按c级污秽区设计,导线采用LGJ-300/40钢芯铝绞线,子导线布置方式为水平双分裂形式,悬垂串采用100kN合成绝缘子成单串,重要交叉跨越采用100kN合成绝缘子成双串;跳线采用单串100kN配重式合成绝缘子,大于45°转角外角跳线采用双串独立挂点100kN配重式合成绝缘子,耐张绝缘子串采用22片120kN防污型玻璃绝缘子成双串。
2012年7月22日20时51分,线路B相开关跳闸,故障时保护装置电流差动保护、接地距离Ⅰ段动作、分相差动保护动作,开关跳闸,重合闸动作不成功。
根据保护测距数据推算,对应的线路重点故障区段铁塔号为18号—31号,该线路区段位于沿线地貌为山前冲洪积平原,线路走径基本为戈壁荒滩,地形平坦开阔相对高差较少,地势北高南低。
故障时为短时强风伴有沙尘和小雨天气,风向西风,短时强风的风速达26.2m/s(气象局提供),温度约26℃,湿度20%。
接到调度通知后,公司紧急召集故障巡视人员赶往现场,对18—31号的耐张塔中相引流,大档距杆塔线路中相(B相)导线及避雷线上巡查,由于夜间巡视使用应急灯照明,能见度差、可视范围受限,未发现故障点,故障人员在巡查时路遇风电场工作人员,反映故障时天气为大风,测量风速为34m/s。
第二天,又组织运行人员赶往现场进行故障巡查工作,对故障区段进行了登塔检查,发现:28号塔右地线放电极板与极棒、右地线挂点处均有明显的放电烧伤痕迹;28号中相大号侧右子线第一个防震锤、右上曲臂辅材及主材存在大面积放电烧伤痕迹。
故障杆塔28号设备资料:塔型为ZM134型自立式角钢直线塔,呼高24m,位于戈壁摊上,地势平坦,海拔为1185m;地形为戈壁滩,地质为砾石土,线路处在C级污区,塔基周边及廊道沿线均空旷平坦。
输电线路风偏故障分析与防范由于近年来石嘴山地区大风天气较多,该地区110-220kV线路发生多次大风跳闸故障。
针对故障原因,笔者对大风天气与地区线路运行条件进行深入分析,提出了地区电网防风偏治理的方案。
标签:线路;风偏故障;防范1风偏故障类型及特点1.1 风偏故障类型及故障统计风偏故障是输电线路在大风天气下导线(带电体)与杆塔、拉线、树、竹、建筑物等(地电位体)之间或其他相导线的空气间隙小于大气击穿电压而造成的跳闸故障。
风偏故障不能消除或发生相间短路时,会扩大事故范围。
风偏故障主要类型有直线杆塔绝缘子对塔身或拉线放电,耐张杆塔跳线引流对塔身放电,导线对通道两侧建(构)筑物或边坡、树竹木等放电现象。
以石嘴山地区输电线路运行记录为例,2009-2011年输电线路间共发生风偏故障17次,发生风偏故障的线路主要为110-220kV线路,其中220kV线路风偏故障11次,占风偏跳闸故障的64.7%,110kV线路风偏故障6次,占风偏跳闸故障的35.3%。
由于近年来大风天气持续增多、微气候气象条件的不断变化,输电线路风偏故障不断发生,对电网的安全运行也带来了严峻考验,因此对输电线路风偏故障的防治必须引起高度重视。
1.2 输电线路风偏故障特点1.2.1 气象条件发生明显变化。
根据石嘴山地区电网2001年-2011年间110-220kV线路风偏跳闸数据,可以知道2001年-2009年间110-220kV输电线路风偏故障较少,而2010-2011年间该地区风偏故障次数显著增加,调查气象资料,2001年-2009年地区最大风速为21m/s,而2010-2011年间地区瞬时最大风速为30m/s,地区瞬时最大风速有所增强。
1.2.2 风偏跳闸时间具有规律性。
石嘴山地区发生风偏跳闸故障主要集中在每年12月至次年4月,该时间段为西北地区大风季节。
此外,该地区电网110kV 及以上架空输电线路并非每年都会发生。
某些年份的线路风偏故障往往非常严重。
Power Technology︱248︱2019年12期110kv输电线路风偏故障及对策赵建树国网四川省电力公司乐山供电公司,四川 乐山 614000摘要:电网建设的规模越来越大,在复杂地形以及恶劣天气的线路逐渐增多,但是由于受到自然气候的影响,经常会导致输电线路风偏出现跳闸的现象,使得电网的安全性存在一定的风险。
所以为了能够保证电网的稳定性,供电单位需要采取有效的应对措施降低输电线路风偏故障。
文章阐述了110KV输电线路风偏故障的原因,并提出110KV输电线路风偏故障的防控对策,以期能够保障电网的稳定运行,满足用电的需求。
关键词:110KV;输电线路;风偏故障;对策现阶段,因强风暴雨的天气而使输电线路出现风偏故障的情况越来越多,而且在出现风偏故障后,不易重合闸,不仅不利于电网的安全稳定运行,还给人们的生命安全带来威胁。
另外,输电线路风偏故障的发生经常会伴有强风和雷雨的情况,加大了判断以及查找故障的难度。
所以深入探究110KV输电线路风偏故障对输电线路的正常运行发挥着重要的作用。
1 110KV输电线路风偏故障的原因根据输电线路风偏故障的发生率以及技术部门的监测和调查,认为110KV输电线路比较容易出现风偏跳闸的故障。
首先,输电线路的风偏故障极易在强风天气下发生,当强风对导线、拉线以及杆塔等产生影响时,会使大气击穿的电压大于地面的建筑物、树木或者其他导线间的间隙,最终使输电线路的风偏发生跳闸的故障[1]。
输电线路或者杆塔等出现明显的电弧烧灼的印迹,就证明发生了放电现象。
其次,由于输电线路进行风偏运动较缓慢,存在一定的惯性,超出了重合闸的时间,所以重合闸在风偏故障后不易成功,成功的几率只有三分之一。
再次,导线对塔身风偏跳闸故障的特征:输电线路风偏引起的跳闸故障,使得重合闸不易成功,风速极易超出安全的标准。
在发生风偏故障后的杆塔类型呈现出直线的猫头状,经常是变相导线对塔身进行放电,主要是因为猫头状的塔窗口较小,会发生狭管效应,遭遇到强风气候的侵袭后,最终发生风偏故障。
输电线路风偏闪络故障及防范措施分析摘要:随着电力科学技术水平的不断提升,我国电网设施建设进入了新的发展阶段,输电线路运行与安全保护性能不断增强。
输电线路风偏闪络故障是线路在强风扰动下,线路放电间隙减小形成的放电问题,较高的放电水平会对线路形成一定的损害,造成风偏跳闸等系列问题,影响线路的正常运行。
本文探讨了输电线路风偏闪络故障及防范措施的相关问题,旨在提供一定的参考与借鉴。
关键词:输电线路;风偏闪络;故障;防范1输电线路风偏闪络故障分析1.1设计裕度导致的风偏闪络故障在新的输电线路建设指导规范中,相应的抗风性能设计裕度为30、50a,而原有旧的规范中相应的设计裕度仅为15、30a一遇。
同时,原有规范对于抗风性能的设计是依据最大设计风速来进行的,而新的规范则要求根据基本风速来计算,就二者的计算结果来看,采用基本风速来计算更贴近实际情况,线路整体抗风性能裕度要高出5%。
另外,针对风压的计算新规范也将原有规范的不均匀风压系数设置为0.75,同样也更贴近实际风力效果。
相关线路运行实际效果统计表明,部分按照旧规范设计的输电线路裕度过小,输电线路在面临风力侵扰的情况下,相应的抗风能力相对不足。
1.2强风天气导致的风偏闪络故障强风天气对线路造成的侵扰是形成闪络故障的直接诱因,在风力作用下输电线路的抖动或波动造成线路间隔变化,同时绝缘子与导线塔头间的绝缘效果将收到一定破坏,进而在特定位置形成相应的闪络放电现象。
在风偏闪络放电能量较小的情况下,将会对放电位置的导线或金属夹具造成损坏,在能量较大的情况下,则会形成风偏跳闸,导致大面积停电等系列严重事故的产生。
另外,一般强风天气与暴雨等气候条件共同出现的,这时雨水将在风力作用下形成水线,在水线流动与闪络同向的情况下,将会降低线路空隙放电电压,诱发出一系列风偏故障。
1.3微地形环境导致的风偏闪络故障微地形环境指的是在输电线路架设区域局部位置山体、河流、植被等因素构成的地形环境,这种局部地形环境中的风力条件也是导致风偏闪络故障的重要因素。
220kv输电线路风偏故障及其防治对策摘要:随着经济不断发展,我国电网建设发展迅速,220kv电网建设规模不断扩大。
大部分输电线路建设在地形复杂地区,地形复杂地区的气候差异较大,给输电线路建设带来严峻考验。
在恶劣的自然环境下,输电线路容易出现故障,尤其在强风地区,输电线路在强风的作用下容易出现偏移或位移现象,产生风偏故障,降低输电线路安全性与稳定性。
为保障输电线路的安全,需分析风偏故障的具体情况,并提出相应的治理措施。
关键词:220kv;输电线路;风偏故障;防治对策1、风偏故障的基本情况近年来,我国由于风偏故障造成的安全事故较多。
例如,2018年,福建省遭受强力台风,导致输电线路出现异常,220kv福中Ⅰ线路C相故障跳闸,出现明显的闪络现象;2019年,河南出现风偏跳闸;2020年,福建省厦门市受到强风影响出现风偏跳闸。
风偏故障会影响电网系统的安全运行,对系统带来极大影响,其涉及地区较广,容易造成严重事故。
例如,2015年,某线路出现跳闸后,重合闸失败,与之并列的线路受到高双频影响,杆塔受到强风破坏,因此拉线出现放电问题。
风偏跳闸容易出现在每年的夏季,这时天气变化复杂,容易出现风偏闪络现象。
2、220kv输电线路风偏故障2.1外因目前,我国在对220kv输电线路进行构建的过程中,要求相关部门必须严格遵守相应的设计规范,其中指出,如果220kv输电线路需要在拥有500~1000m海拔高度的地区进行构建,最小空气间隙在工频电压下应高于1.3m;如果220kv输电线路在不高于500m的海拔地区进行建立,那么最小空气间隙在工频电压下应高于1.2m。
220kv输电线路在各种恶劣的天气条件下运行时,位移以及偏转的现象很容易在杆塔中产生,那么将减小空气间隙,其无法满足技术规程相关要求;同时,在恶劣的天气条件下,工频电压在线路、杆塔间隙中将会降低。
2.2空气间隙放电电压降低空气间隙放电电压降低主要受暴雨及冰雹影响,当线路出现放电时,导线风偏角加大,导线与杆塔之间的空气间隙明显缩小,空气间隙放电电压降低。
220kV输电线路风偏故障及防控措施摘要:随着环境的日益恶化,气候也变得越来越复杂多变,许多国家的基础设施建设工作都因天气问题而受到了严重的影响,最为典型的电力系统的建设。
众所周知,220kV输电线路通常都是设置在户外的,一旦天气比较恶劣时,特别是大风天气时,很容易导致输电线路出现风偏故障,严重地影响220kV输电线路的稳定性,从而造成电弧烧伤及线路短路等现象。
如果出现风偏故障,很有可能导致输电线路中断,从而使电力系统的稳定性受到严重的影响,使人们的正常工作与生活受到严重影响。
关键词:220kV;输电线路;风偏;故障;改造1.220kV输电线路风偏故障的规律和类型1.1 220kV输电线路风偏故障规律在恶劣的天气环境下,特别是大风天气环境下,很容易出现220kV输电线路风偏故障,并且强风往往与冰雹、暴雨等强对流天气是相互依存的。
一旦在局部区域内出现强风天气,由于其风力比较强劲,风速也比较快,再加上其阵发性比较强,往往不会持续太长时间,很容易造成220kV输电线路风偏跳闸故障。
同时220kV输电线路的输电塔会因强风的影响而发生一定程度的角度偏移及位移改变,在空气放电间距减小时,与强风相依存的冰雹和暴雨也会在一定程度上减小杆塔与输电线路之间的间距,使其出现频繁放电现象,如此一来,在二者的共同作用下,220kV输电线路极易出现风偏故障,从而严重影响220kV输电线路的运行。
1.2 风偏的放电路径220kV输电线路风偏故障的放电路径主要包括三种形式:①输电线路对周围物体放电;②直线杆塔绝缘子对塔身放电;③耐张杆塔引流线对塔身放电[1]。
此三种风偏故障的放电路径存在着一个共同之处,即输电线上会出现明显的烧伤痕迹,可能很显然地发现风偏故障给输电线路造成的损伤。
输电线对周围物体的放电往往会出现至少100cm的烧伤长度,而且周围物体会出现明显的烧伤痕迹,可以发现周围物体的焦黑程度比较明显。
通常在地形比较繁杂且存在较大档距的地方或者地质条件比较独特的区域才会出现直线杆塔绝缘子对塔身放电,此种风偏故障往往会出现比较长的放电痕迹,而且与地面之间的角度距离比较高,在监控上往往不太突出。
电网输电线路风偏跳闸机理与治理对策摘要:对于我国的电力运输行业来说,电网输送线路是必不可少的组成部分。
近些年来,我国的经济发展不断加速,这也给我国的电力运输行业更大的压力,因为经济的发展意味着需要更多的电力输送,这对我国整体的电网系统造成了一定的影响。
目前,生态环境的状态不断恶化,这也使得我国的强对流天气状况频发,使得我国的电网输送线路发生风偏跳闸状况的频率不断增加,这对电力系统的整体安全性能造成了极大的影响。
基于此,本文对风偏现象发生的原理进行了研究,以此来实现对电路安全风险的有效防范和治理,促使电网输送系统可以正常运转。
关键词:电网输电线路;风偏跳闸;机理;治理策略引言:其实,我国大部分的电网输电线路所处的地理环境比较复杂,因此对其产生影响的因素很多,同时影响的作用处于不断增强的状态下。
目前对电网输电线路造成威胁的主要原因是当强风来袭时,输电线路会因为强风而出现跳闸的现象,这对整个电网系统的正常运转都造成了负面影响。
所以,本文对风偏跳闸现象的机理进行了研究与分析,在此基础上,寻找针对性的治理策略,这对输电线路的正常工作起着关键性作用。
1.风偏故障的发生如果电网输电线路所处的地理环境比较恶劣,那么受到强风侵袭的概率就会更大,强风可能导致绝缘装置朝着杆塔的方向倾斜,这是竖线线路与杆塔之间存在的间隙就会变小,这种情况的存在可能使得线路因为不满足气压的下限要求而无法进行输电。
近些年来,我国发生风偏跳闸事件的频率不断增加,部分跳闸事件为当地带来了严重的后果。
当风力比较强时,破坏力是十分巨大的,而且常常伴随着雷电以及暴雨,这时候整体的环境状况便会发生变化,空气湿度之间变大,这使得线路的绝缘性变差。
当受到强风侵袭时,线路与杆塔之间的放电电压会随着空隙的变小而不断降低。
所以,当大风来袭时,输电线路很可能发生风偏的现象,这时输送的电量就会增加,超出了原来的设计值,这可能造成严重的后果,所造成的损失也是不可挽回的。
500kV超高压输电线路风偏故障及措施探讨500kV超高压输电线路由于处于复杂的地理环境下,极易受到外界气候及地理等因素的影响,特别是风力因素会导致输电线路出现风偏跳闸,影响输电线路运行的安全。
在强风作用下,500kV输电线路会发生风偏闪络,影响电力的持续供应。
因此需要针对500kV超高压输电线路风偏故障及特点进行分析,从而采取有效的措施对风偏跳闸进行防范,保证500kV超高压输电线路安全、稳定的运行。
标签:500kV超高压输电线路;风偏故障;特点;防风偏;措施前言在当前电网快速建设过程中,电网开始向高压及超高压方向发展,这也导致500kV超高压输电线路频繁发生风偏闪络,对超高压输电线路正常的运行带来了较大的威胁。
特别是在一些风力较大区域或是山区微地形气候区域内,由于设计时对环境因素缺乏全面的考虑,从而导致杆塔头部尺寸与设计规程的要求不符,从而导致线路运行时容易发生风偏闪络,不仅导致线路跳闸,而且还会导致电弧烧伤、断股及断线等故障发生。
因此需要针对500kV超高压输电线路风偏故障进行分析,从而采取切实可行的措施加以防范,保障电网安全的运行。
1 风偏故障分析在我国电力系统增容扩建的背景下,高压输电线路的覆盖范围不断增加,里程逐渐延长,所以在微地形区域内,容易因为飑线风而导致输电线路发生风偏。
在发生风偏后,绝缘子串会向杆塔的方向倾斜,从而降低了导线与杆塔之间的距离,当这种距离无法满足放电要求时,就会导致闪络的发生,从而影响到高压输电线路的安全运行,对电力系统的正常供电造成不良影响。
高压输电线路发生风偏,会直接影响到电力系统的正常供电,所以应该对风偏现象进行深入的分析,进而找到有效的防范措施,最大限度的降低风偏的发生几率,提高高压输电线路的安全性和稳定性。
导致输电线路发生风偏的原因可从外部因素和内部因素两方面分析,外部因素主要是因为受到灾害性气候条件的影响,而内部因素主要是因为设计和运行管理等因素。
在空旷的野外以及微地形区域,发生飑线风时,虽然作用面不大,但是风力以及风速较高,并且在发生飑线风时,时常会伴随雷雨、冰雹等天气现象,由此就会导致风偏闪络现象的发生。
500kV超高压输电线路风偏故障及措施摘要:500kV超高压输电线路由于处于复杂的地理环境下,极易受到外界气候及地理等因素的影响,特别是风力因素会导致输电线路出现风偏跳闸,影响输电线路运行的安全。
在强风作用下,500kV输电线路会发生风偏闪络,影响电力的持续供应。
因此需要针对500kV超高压输电线路风偏故障及特点进行分析,从而采取有效的措施对风偏跳闸进行防范,保证500kV超高压输电线路安全、稳定的运行。
关键词:500kV;超高压输电线路;风偏故障;措施1 前言当前,500kV超高压输电线路中所出现的风偏故障,已成为了影响线路安全、稳定运行的主要因素之一。
与雷击、鸟害等因素所引发的线路跳闸事故相比,风偏故障所导致的跳闸重合成功率更低,一旦出现风偏故障,很容易造成线路的非计划停运。
尤其是对于500kV及以上的超高压输电线路,当出现风偏故障时不仅会严重影响到供电的可靠性,而且会给供电企业带来巨大的经济损失。
2 500kV超高压输电线路风偏故障的规律及特点2.1多出现在恶劣气候条件情况下对某省500kV超高压输电线路风偏故障的分析表明,故障发生区域附近多伴有恶劣气候条件,例如:出现超过设计风速的强风;出现无规律的飑线风;出现强降雨、冰雹等等。
因恶劣气候条件导致输电线路放电间隙减小,这是引发风偏故障的最主要原因。
2.2线路跳闸重合成功率低500kV超高压输电线路一旦出现风偏故障,线路跳闸的重合成功率非常低。
这是由于高压输电线路跳闸重合的成功时间,一般应控制在1s以内,而风偏故障发生时往往伴随着强风,而导致重合闸的动作时间过长,从而使得输电线路尤其是超高压输电线路的跳闸重合成功率非常低。
2.3风偏故障表现形式500kV超高压输电线中常见风偏故障的表现形式有:导线对杆塔放电、导线与导线之间放电、导线对周围物体放电,其共同特点是对塔身、导线等的烧伤痕迹均较为明显。
其中,导线对杆塔放电,主要是由于线路在强风作用下左右摇摆,造成导线与塔身空气间隙减小而形成的单相接地短路故障;导线与导线之间放电,则是由于档距中间导线在水平风荷载下,使得不同相导线间空气间隙不够而形成的两相短路故障;导线对周围物体放电,是由于档距中间导线在水平风作用下摇摆,使得导线与周围建筑物、构筑物等物体的空气间隙减小,而引发单相接地短路故障。
220kV架空输电线路风偏放电原因分析及改造措施本文通过对风偏放电机理的分析和历年来典型事故的调查,对线路的防风性能进行系统的科学计算、分析、评价,找出影响线路风偏放电的原因,进而制定针对性的改造措施,以提高线路防风偏性能。
一、台风与飑线风形成的机理太阳直射的持续高温,造成大面积洋面上的水分大量蒸发。
不断蒸发的水分将逐渐排斥空气中的其它气体成分,使空气的湿度急剧增加,当有外部条件(如降温或水蒸气自动凝结)促使高湿度的空气水分凝聚时,空气的压强会急剧下降,造成了相对于周围空间的大气负压,而这种负压就是形成台风的中心负压。
这种负压一旦形成,周围的空气就会立刻进行补充。
由于负压往往是从低温度的高空开始形成的,因而也就形成了自下而上且周围向中心旋转的空气大旋涡,这就是台风形成的机理。
来源:飑线风系局部强对流天气,飑线前天气较好,多为偏南风,且在发展到成熟阶段的飑线前方常伴有中尺度低压。
飑线后天气变坏,风向急转为偏北、偏西风,风力大增,飑线之后一般有扁长的雷暴高压带和一明显的冷中心,在雷暴高压后方有时还伴有一个中尺度低压,由于它尾随在雷暴高压之后,故称之为“尾流低压”。
飑线沿线到后部高压区内,有暴雨、冰雹、龙卷等天气。
台风、飑线风期间,近中心风速可以达到35m/s以上,风圈影响半径大,对输电线路的导线、引流线、绝缘子串产生极大的风压荷载,引起线路风偏摇摆放电。
二、福州地区输电线路概况福州电业局输电线路主要以220kV/110kV为骨干网,辅之有35kV线路,架空输电线路所经地区气候、地形、地质和各种自然条件十分复杂。
截至2006年12月,福州地区共有架空输电线路119条,长达1805.6公里,杆塔6100余基。
其中220kV线路49条,长达1151.7公里。
经统计,220kV线路中共有610基杆塔位于强风地区,与海岸线平行的线路长达210公里,极易受到台风的正面侵袭。
此外,一大部分线路位于高山峻岭间,山谷地形复杂,较易发生飑线风,也对线路的安全运行造成威胁。
输电线路风偏故障分析及对策发布时间:2023-02-28T02:20:27.541Z 来源:《中国电业与能源》2022年10月19期作者:李玉俊[导读] 在电力工作中,220kV输电线路的稳定运行对整个电力系统的平稳运行起着至关重要的作用。
李玉俊云南电网有限责任公司文山供电局云南省文山市 663000摘要:在电力工作中,220kV输电线路的稳定运行对整个电力系统的平稳运行起着至关重要的作用。
电力系统的安全稳定运行,可以为人们生产生活的正常发展提供强有力的支撑和保障,也可以有效促进电力行业的稳定发展。
架空输电线路在复杂多变的自然环境中运行。
在强风特别是伴雨的作用下,容易发生风偏故障,导致线路故障跳闸。
本文从220kV输电线路入手,对220kV输电线路的风偏故障及防治对策进行研究和分析,希望能够减少220kV输电线路风偏故障的发生,保证人民用电的质量和安全,保证社会生产活动的顺利开展,提高电力企业的经济效益。
关键词:220kV输电线路; 风偏故障; 防控对策风是影响架空输电线路设计、施工、运行和维护的重要因素之一。
在架空输电线路运行过程中,设备运维管理单位为防止风向偏差故障的发生,保证架空输电线路的安全运行做出了很大努力。
风偏故障发生后,会导致跳线、烧弧、断线等故障,风偏故障发生后,大部分线路的自动重合闸不能重合成功,导致线路停机。
近年来,220kv交直流线路在强风作用下发生风闪络的频率仍然非常频繁。
发生风偏故障的输电线路主要位于山区,多风日。
一方面,在设计过程中,没有预估当地的气候条件。
在极端天气和微气象条件下,瞬时风速超过设计值,导致发生风向偏差故障。
一、输电线路风偏故障及形式如果输电线路设置在大风天气,输电线路的带电体与塔架、电缆、号与建筑物或其他电线之间的气隙会小于大气击穿电压,造成输电线路的风偏故障。
输电线路风偏移故障主要有三种形式:(一)输电线路导线对周围物体放电传输线导线对周围物体的放电主要发生在远距离塔内。
输电线路风偏闪络故障与解决对策分析摘要:在高压输电线路中,风偏闪络故障比较常见,本文就跳线风偏闪络、直线塔风偏闪络、相间风偏闪络深入分析,针对直线塔风偏闪络故障,结合风偏角计算理论和工程实例,提出合理的解决方案。
关键词:输电线路;风偏闪络输电线路本身所处的空间位置就相对复杂,容易受到天气原因、导线空间布置等方面的客观影响。
在雷雨大风恶劣天气情况下,各地各等级电网出现风偏闪络故障的实例很多[1-4],极大程度上危害了电网的安全运行,严重情况下的风偏闪络跳闸很难用重合闸的方式来进行线路的恢复供电,导致部分线路停运,造成社会影响和经济损失很大。
因此,本文针对输电线路风偏闪络故障的原因进行讨论,并提出相应的防治措施。
一、输电线路风偏闪络的原因与目前对策据气象部门统计,发生风偏故障的风偏故障时放电发生的区域均出现了少有的强风,局部短时风速曾超过或者临近设计风速,原因是因为高空冷空气与低空热空气在局部小范围内不断交汇,形成局部强对流所致,此种恶劣天气阵发性强,持续时间短,常伴有雷雨或者冰雹等[3]。
输电线路发生风偏闪络的放电点情况有很多种,总结下来,大致情况分为如下几类。
(1)跳线风偏闪络放电风灾事故调查及相关的运行资料显示,南网地区的风偏闪络事故以耐张塔跳线(串)风偏居多,耐张塔跳线在台风情况下的跳闸次数在220kV及以上线路的风偏闪络事故中占到了50% 以上[4]。
单回路转角塔上相一般采用绕跳型式,边相采用直跳型式;双回路转角塔一般采用直线型式。
设计一般采用跳线串加重锤片的型式抑制跳线风偏,根据塔型、转角度数、铁塔呼高等配置不同重量的重锤片。
单回路铁塔上相绕跳型式跳线线长较边相长,距塔身电气距离裕度小,受到风速、风向影响大,对大风的即时动态响应非常迅速。
双回路铁塔大转角外角情况与单回路铁塔上相绕跳情况类似,当重锤片配置不合理或者裕度不大时,容易发生风偏闪络。
针对上述风偏闪络故障,南方电网2016年发布《南方电网公司输电线路防风设计技术规范》(Q/CSG 1201011-2016)7.3之规定:“沿海I类、II类风区的500kV输电线路耐张塔的跳线宜采用刚性跳线,220kV输电线路耐张塔的跳线宜采用刚性跳线或者防风偏合成绝缘子,110kV输电线路耐张塔的跳线宜采用防风偏合成绝缘子。
输电线路风偏故障分析与防治输电线路风偏故障分析与防治输电线路的风偏闪络一直是影响线路安全运行的因素之一,与雷击等其他原因引起的跳闸相比,风偏跳闸的重合成功率低,一旦发生风偏跳闸,造成线路停运的几率较大。
1输电线路风偏跳闸情况统计及特点2004年江苏省发生了10次500kV、2次220kV风偏跳闸事故,在此之前,江苏较少发生风偏事故。
同时国网公司也在2004年对风偏事故较为重视,2004年7月23日国网公司系统内发生过输电线路风偏跳闸有关单位,召开了“输电线路风偏跳闸分析会”,分析情况如下:1.11999-2003年输电线路风偏跳闸统计。
据统计,国家电网公司系统(同口径)在过去的5年间共发生110(66)千伏及以上输电线路风偏跳闸244条次。
按区域划分,华北94条次,华东42条次,西北66条次, 华中25条次,东北17条次。
超过10条次以上的省份有:新疆、陕西、青海、江苏、福建、天津、山西、山东、内蒙等9省(区、市),以新疆为最多,达到了30条次。
统计数据显示,过去5年间输电线路风偏跳闸多发于北方和沿海风力大的地区。
按电压等级分类,500千伏输电线路发生33条次,占13.5%;330千伏输电线路发生8条次,占3.3%;220千伏输电线路发生139条次,占57%;110千伏输电线路发生64条次,占26.2%。
说明过去5年间风偏跳闸主要发生在110-220千伏线路,约占全部风偏跳闸的83.2%。
从风偏放电的类型来看,转角(耐张)塔跳线共发生风偏放电164条次,直线塔导线对杆塔放电80条次,其余是档距中导线对周边障碍物放电。
说明过去5年中发生的风偏放电以耐张塔跳线放电居多,占67.2%。
1.2 2004年500千伏输电线路风偏放电情况统计及特点。
(1)按类别划分。
2004年3-7月,在不到半年的时间内,公司系统500千伏交直流输电线路已发生风偏跳闸21条次,且大多重合不成功。
在21条次风偏放电中,按发生地域划分,分别为河南8条次、山东3条次、江苏3条次、湖北3条次、山西2条次、湖南1条次、北京1条次;按发生时段划分, 7月份7条次、6月份10条次、5月份2条次、4月份1条次、3月份1条次;按交直流线路划分,交流18条次、直流3条次。
电网输电线路风偏跳闸机理分析及治理措施摘要:电网输电线路是电力系统工程的关键组成部分,输电线路的运行质量直接关系电力系统的供电稳定性。
在经济建设速度加快的同时,也为电网工程带来了更大的电力运输压力,在此基础上,加大了对电网工程的建设投入,电网的覆盖面积逐步扩大。
应供电服务需求,部分电网被建设在环境较为复杂的区域内,因生态恶化产生的强对流天气严重威胁电网输电线路的运行质量,常见表现为出现风偏跳闸现象。
为能改善电网输电线路的运行可靠性,下文重点分析输电线路风偏跳闸的机理,此后提出几点治理措施。
关键词:电网输电线路;风偏跳闸机理;强对流天气电网输电线路长期暴露在外,不可避免的会受到外部环境的影响,其中导线风偏现象较为常见,致使对电力系统的运行稳定性构成直接影响。
在现代社会生产与人们生活中,对电力能源的依赖程度较大,如果经常发生跳闸问题,则会为相关生产企业带来一定的经济损失,且降低人们的用电体验。
因此,有必要对输电线路的风偏跳闸成因加以明确,并探索出合理的防治措施,争取从源头上降低风偏跳闸问题的发生率,保障电网运行质量。
1.电网输电线路风偏跳闸机理结合以往的输电线路风偏问题来看,集中发生在强风多发的地区内,部分输电线路会在强风的影响下产生输电线路路杆移位的问题,且设施之间的间隙不断缩小。
此外,也有部分表现为输电线路设施之间的空间场增大,引发导线顶端的放电现象。
在对风偏跳闸的现象表现进行观察可以发现,因输电线路的间隙距离缩小,严重影响空气绝缘的强度,致使产生风偏跳闸问题。
因此,可以认为风偏跳闸与所处地区的地形以及天气状况存在密切的联系。
综合分析风偏跳闸问题,其跳闸机理如下:1.1受气候条件影响在现阶段的电网输电线路工程设计中,已经关注到了气候因素对输电线路运行质量的重要影响,且会基于当地气象台提供的气象资料对当其气候特点进行统计分析,根据分析结果进行输电线路设计,使其具备较好的抗风能力。
但进行输电线路设计时,只考虑了区域整体气候状况,并未对局部微气象数据进行监测,导致局部强对流天气会对输电线路的运行质量产生直接影响。
探讨超高压输电线路风偏故障及防范措施摘要:在强风影响下,超高压输电线路导体会偏离标准位置,随着绝缘子串与塔头间距的逐渐增大,空间场强会增大。
最后,线材与塔体尖端之间会出现局部高场强问题,并产生放电。
因此,有必要根据超高压输电线路自身特点进行优化,提高其防风能力。
关键词:超高压;输电线路;风偏故障;防范措施1导致超高压输电线路风偏故障的相关因素1.1地形因素在一些特殊的地形环境中,一旦受到大风的影响,就容易引起飑线风的产生。
但在飑线风的负面影响下,绝缘子串与塔间的空间距离会缩短,在难以满足最小放电电压相关要求的情况下发生闪络失效。
但从目前特高压输电线路的转风闪络故障来看,转风闪络故障通常是在灾害性天气的影响下发生的,雷暴中转风闪络故障发生的概率远高于其他天气条件,闪电和胆汁天气,大降水。
这是因为在强风的影响下,附着在电线上的雨水会随着风向的变化逐渐形成间歇的水流。
当雨水形成的间歇水流与放电闪络路径同向时,气隙中的放电电压会下降,最终导致线路风偏故障。
同时,在一些特殊地形区域,风口、风道位置的风力往往较为集中,使得该区域的微气象特征容易导致特高压输电线路偏风断层。
1.2最大风速设计高压输电线路的杆塔相对较高,使得导线需承担较高的风速,而在风速超过导线自身所能承担的标准时,便会致使杆塔导线绝缘子出现倾斜的问题,并最终发生风偏闪络故障。
例如,某地超高压输电线路在使用过程中出现了风偏故障的问题,而在其对输电线路进行分析后可发现,其杆塔之间的水平档距为300~400m左右,且塔头设计也相对较小,因此使得该线路在面对强风时会因风力超过其自身的承受能力而出现风偏闪络的问题。
在对故障进行分析可发现,设计是根据当地气象台提供的10min时距平均速度最大风速作为样本,配合对极值I型分布概率模型的应用,并将输电线路距离地面20m处所得的最终测算结果作为参考对输电线路最大风速承受能力进行的。
但在这种取值模式下,所得结果与瞬时最大风速之间存在明显差异,使得对瞬时最大风速的判断存在误差,最终导致超高压输电线路在强风影响下发生风偏故障。
浅述超高压输电线路风偏故障及应对措施摘要:当前,超高压输电线路中所出现的风偏故障,已成为了影响线路安全、稳定运行的主要因素之一。
与雷击、鸟害等因素所引发的线路跳闸事故相比,风偏故障所导致的跳闸重合成功率更低,一旦出现风偏故障,很容易造成线路的非计划停运。
尤其是对于500kV及以上的超高压输电线路,当出现风偏故障时不仅会严重影响到供电的可靠性,而且会给供电企业带来巨大的经济损失。
基于此,本文就针对超高压输电线路风偏故障及应对措施进行研讨,仅供参考。
关键词:超高压;输电线路;风偏故障;应对措施对于超高压输电线路来说,风偏是影响线路安全稳定最主要的因素之一。
发生风偏故障的输电线路所处环境通常以山区或是大风天气为主,一旦在线路设计时,不能对当地的气候条件进行深入剖析,则会导致杆塔头部尺寸与标准的要求存在着不相符的地方,从而导致风偏闪络的发生呈现居高不下的态势。
因此,必须要针对超高压输电线路风偏故障进行分析,从而采取切实可行的措施加以防范,保障电网安全的运行。
1风偏故障的概述风偏故障,指的是输电线路在大风天气下导线(带电体)与杆塔、拉线、树、竹、建筑物等(地电位体)之间或其他相导线的空气间隙小于大气击穿电压而造成的跳闸故障。
风偏故障不能消除或发生相间短路时,会扩大事故范围。
风偏故障主要类型有直线杆塔绝缘子对塔身或拉线放电,耐张杆塔跳线引流对塔身放电,导线对通道两侧建(构)筑物或边坡、树竹木等放电的现象。
2风偏故障的特点强风(或龙卷风、飚线风)是导致风偏放电的主要原因。
根据当地气象部门证明,多次风偏故障时放电发生的区域均出现了少有的强风,在现场查询中也发现附近有大树被吹到或连根拔起的现象。
强风的发生具有以下特点:在强风作用下,导线沿风向会出现一定的位移和偏转。
另外,在间隙减小,空间场强增大时,在导线金具的尖端和塔身的尖端上会出现局部高场强,使放电更容易在这些位置发生,从现场放电痕迹可观察到,一部分放电出现在脚钉、导线金具和角钢边缘尖端上。
输电线路风偏故障的原因与解决对策
摘要:风偏故障是高压输电线路面临的故障问题,在高风速的影响下,输电线路导线容易发生风偏跳闸现象,影响线路的持续运转,中断电力的持续供应,甚至会引发供电系统的安全故障问题。
文章结合具体实例分析了输电线路风偏故障的原因以及解决对策。
1 输电线路概况与故障四周环境
输电线路的风力影响
风力、风速的大小将直接影响导线的风偏,而且风偏会随着风速的加大而严重,风速达到5~25米/秒时,输电线路会出现跳跃,阵风会使导线随风摇摆,甚至对周围物体、杆塔等进行放电,遇到微气象、微地区时,如果垂直的导线和风向之间成角在45度以上,则可能形成摆动,造成风偏故障。
根据该220kV输电线路的实际情况,因为其处于山地地形、地势较高,一边山岭遍布,气象容易发生变化,输电线路走向同风向之间夹角近90度,此区域的风速会越发变大。
同时,根据相关部门的监测,以及后期的风速值计算,能够得出故障点的风速势必超出30米/秒,线轴同风向之间的夹角也大于45度。
在强风力作用下,输电线路承受过大的载荷,导致塔头空气间隙逐渐变小,形成对塔身的放电闪络问题,导致故障的出现。
风速、风向与风偏跳闸的关系
输电线路实际工作时,风速与风向会在很大程度上影响风偏放电,特别是当风向和线路方向相垂直时,会加剧导线风偏放电问题。
其中线路风压可以通过以下公式来计算:
Wx=1/2αρV2μzμscdLpsin2θ
式中:V代表风速,通过观察公式能够得出:导线风压同风速平方之间呈现
正相关,这就意味着随着风速的上升与增大,线路更易于出现风偏故障,从而造
成巨大的故障问题。
一般来说,线路的风偏故障的发生是由于风向与导线方向垂直时的瞬时风力
所导致的,风速急剧上升,对应的风向会不断变化,也不易引发风偏故障。
一旦
风向与导线方向垂直,风速已经远远超越杆塔自身的承受力,则会造成杆塔倒塌,引发风偏跳闸。
图220kV纺织尔线269号塔塔头的图示
要想计算出风偏需要参照杆塔结构、线路参数、风速等一系列数据,对应得
出摇摆角θ、校核间隙距离d,该塔为自立直线塔,塔型号为2D-ZMC3-30。
2 输电线路风偏故障的原因分析
结合以往220kV输电线路风偏故障的经验,再加上线路运行、监管等技术部
门的现场监测、调查,通过分析故障区周围的环境特点、地形特征以及气候条件等,深刻而全面地分析并总结了风偏故障的起因。
第一,雷雨交加、狂风伴随的天气或者常年遭受大风袭击的地区最容易发生
风偏跳闸问题,特别是当某一区域形成了短时稳定强风气候条件时,输电线路就
很容易遭受强风袭击,形成风偏故障。
第二,输电线路、杆塔等上面如果出现十分清晰的电弧灼烧痕迹,则意味着
明显的放电现象。
第三,由于输电线路的风偏运动相对缓慢,有较长的惯性,要远远超出重合
闸时间,重合闸重合不易成功,概率仅达到1/3。
第四,导线对塔身风偏跳闸特征:(1)由于风偏故障所导致的线路跳闸问题,重合闸不易成功操作,相对于避风的山地盆地地形,平原地形的线路杆塔更容易遭受风偏故障,因为平原地区的风向相对平衡、变化不大,而且风速容易超过安全标准;(2)遭受风偏故障的杆塔类型一般呈现为直线猫头型,通常是边相导线对塔身放电,出现这种现象的原因为猫头型塔窗口通常较小,会产生狭管效应,遭受强风袭击,从而引发风偏故障;(3)绝缘子的类型选择十分关键,通常来说,同瓷质绝缘子或玻璃绝缘子相比,合成绝缘子由于构造简单,无法有效遏制风偏,风偏得不到缓冲,直接作用于导线,从而引发风偏放电现象。
遭受风偏故障的杆塔,其垂直档距一般都在300~400米,档距越大,其导线就越容易遭受大风袭击,对应承受较大的风压,从而出现风偏问题。
第五,跳线对绝缘子风偏的影响。
对于耐张塔来说,其跳线至杆塔侧第一片绝缘子距离需要控制在~米范围内,实际施工过程中,如果不能有效控制跳线长度,留出的跳线长度过长,导致驰度过大,则很容易造成风偏摆动放电问题。
3 、预防与控制导线风偏的科学方法
3.1加大预防力度
要做好前期的预防工作,就要从输电线路的设计阶段入手,设计工作开始前就要同设计单位、运行部门等建立沟通,确保能够拿到初始材料,重点关注所选的杆塔类型,明确其抗风能力,既要注重塔体的定型,又要确保定质。
输电线路设计过程中也要考虑到客观因素,例如地形条件、气象条件等以及输电线路经过地区的气象、气候条件等,必须深入施工现场做好地形勘察与气候条件监测,深入了解并掌握地形地貌特征对风力的影响,同时对特殊的区段、线路采取必要的安全防护措施,控制风力的不良侵袭。
3.2加大对线路的改造力度
输电线路要实施局部优化与部分地区改造,具体的优化改造方法为:增设杆塔,改变绝缘子类型,不再用合成绝缘子,参照所采用的杆塔类型,来对应校验风偏角,必须科学计算,确保达到设计标准,也要留出裕度,要参照以往的运行
经验来对应决定裕度大小,部分杆塔可以加装防风偏拉线或防风偏横担,保证导
线与杆塔主体的安全距离。
3.3根据实际情况对应决定耐张塔的跳线
要切实根据实际情况、面临的具体问题来对应决定耐张塔的跳线,其中要重
点考虑导线的类型,如果是分裂导线,其引线的改造适合选择特殊的链接模式,
最合适的为角钢、双并沟线夹链接。
因为直线搭线夹会长时间承受载荷力,应该
选择V型串。
同时要重点关注合成绝缘子,一般来说合成绝缘子只有在平原地区相对能发
挥良好的绝缘效果,对于山地则处于不利地位,特别是当遇到高度差距较大,垂
直档距相对较小的区位,合成绝缘子的防风效果都相对不佳,会造成绝缘子串的
随风摇摆,出现风偏故障问题,此时可以考虑瓷瓶整串,其防风效果相对较好,
也能有效发挥其绝缘功能。
3.4优化塔形的选择
遇到起伏不平的山地地形,垂直档距相对小的地域,为了达到安全防护的效果,则应尽量不使用ZM型杆塔,而是应该选择Z型塔,因为其横担更长,能够
有效控制风力袭击,从而控制线的风偏故障。
3.5对三相导线装配绝缘护套
为了达到临时防范风力,预防风偏的效果,应该先对三相导线装配绝缘护套,达到临时防范风速的效果,再向相关部门报告,进行维修,可以围绕杆塔进行升
高优化改造,控制两个临近的杆塔之间的高度差,选择常规的杆塔类型,同时扩
大电气之间的距离。
4 结语
风偏故障时高压输电线路面临的故障问题,会中断电力的持续供应,甚至会
引发供电系统的安全故障问题,必须重视输电线路风偏故障的原因分析,并对应
提供科学的解决对策,从而维护线路的健康正常运转。
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