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      電網線路污閃跳閘分析及對策

      時間:2011-04-13 08:34 來源:未知

      2月21日~25日110kV及以上線路不同時段跳閘次數統計
             在線路大面積跳閘時,變電站也發生了支持瓷瓶的閃絡:因2月9日開始河南出現持續大霧,2月10日01:55太子莊變電站#1主變差動保護動作跳閘,原因為該變電站221甲刀閘C相支持瓷瓶閃絡,后#2主變因西刀閘推上時放電嚴重無法運行,只得停運#1主變和#2主變。當天1太苗-1西刀閘推上時瓷瓶放電嚴重,無法投入運行,因此1太苗線,1焦太線無法恢復,太子莊220kV東母失壓。

      3.污閃原因探討和分析

              發生污閃有三個先決條件:(1)受運行的工頻電壓的作用;(2)絕緣子被污染,表面聚積了一定量的污穢物;(3)在潮濕的大氣條件下,污穢物吸收水分、受潮。2001年初河南電網污閃是很有典型性的,恰恰驗證了上述三個條件,其特點為:(1)豫北電網電壓水平高,220kV線路電壓有時可達245kV甚至更高,而在2月10日,豫北發生大面積霧閃。(2)首陽山電廠附近的洛陽地區受電廠污染嚴重,而洛陽地區線路跳閘頻繁。(3)受大霧影響,在1月19日、2月10日形成兩次跳閘高峰。
      3.1不利的氣象條件
      2001年初,河南地區大面積多次間隔降雪,受大雪影響,氣溫較長時間維持在零下2度左右。這種天氣非常容易產生大霧和在線路絕緣子上產生覆冰、起霧凇等,可以說,冬季產生污閃的惡劣氣象:大雪、霧凇、凍雨、覆冰、大霧在本次污閃中都出現了。
      根據現場登桿檢查情況,跳閘原因大致可分為以下幾種:(1)大雪堆積在橫擔上,逐步形成冰凌,冰凌脫落或融化后的臟污冰水滴落時短接部分空氣間隙,產生類似鳥糞發生絕緣子閃絡的情況。根據清華大學梁曦東等的試驗研究:《合成絕緣子鳥糞閃絡與不明原因閃絡》的研究結論:鳥糞閃絡的主要方式是鳥糞在絕緣子一定距離內下落時導致的突然閃絡,而不是或主要不是以前認為的由于鳥糞淌落在絕緣子表面導致的沿面污穢閃絡。而且這種閃絡機理對瓷、玻璃及合成絕緣子是一樣的。在本次大面積污閃故障中,有多起故障無法找到故障閃絡的放電痕跡,如220kV的I計駐線,多次對故障錄波器顯示故障區附近的桿塔進行登桿檢查,沒有發現故障點,后來為確保春運電氣化鐵路的安全運行,省公司又安排平頂山局和駐馬店局互查,依然沒有找到故障點。我們認為很可能屬于這種情況。(2)大雪堆積在絕緣子上,在絕緣子上逐漸形成貫穿性冰柱,根據現場情況調查,由于連降大雪在線路絕緣子上形成的積雪將絕緣子包住并在上面凍結,形成貫穿性冰柱。
       
      (3)持續不斷的大霧寒冷的天氣加上空氣的污染,在絕緣子上形成了一層上下貫通、含有大量污穢物的薄冰或霧凇。雪霧的存在,阻礙了污穢物的擴散,使大氣中污穢物濃度增加。由于大霧籠罩,影響光照,地面溫度難以上升驅霧,致使大量塵埃留于近地層。加上環境污染,可以認為所形成的是一種受環境污染的混合霧。尤其洛陽地區受首陽山電廠的影響,電廠冷水塔排出的熱空氣和煙囪排出的灰塵相互作用形成含有大量導電粒子的污穢物,促使污閃的產生。以500kV牡鄭線為例:1月8日跳閘距牡丹變30.8公里;1月17日I牡鄭跳閘距牡丹變41.6公里;Ⅱ牡鄭跳閘距牡丹變52.3公里,均處于首陽山電廠附近。這和1986年1月陜西關中地區大面積污閃受秦嶺電廠污染影響類似。
      3.2關于定期清掃的問題
      發生污閃的線路大多在去年安排過清掃,但卻發生了跳閘,令人不能不對清掃的有效性產生懷疑。事實證明:清掃僅僅是一種輔助手段,關鍵還在于使爬電比距達到規定要求。以往的經驗已經證明,人工清掃有一定的局限性,其中人為因素不談,單對不同的絕緣子清掃效果也不同。因次,今后無論新建或改造的輸電線路,絕緣子的爬電比距一定要和當地的污穢等級相符,對于多霧及融冰地區,還應進一步研究加大一級絕緣配置的必要性。
      3.3關于零值絕緣子問題
           本次大范圍污閃發生了因絕緣子爆炸、斷串而造成導線落地的事故。一方面說明絕緣子的制造質量還存在問題。另一方面也說明我們的檢測工作還不夠完善。今后,除了加強零值絕緣子的檢測外,著重強調對重要跨越一定要采取雙串絕緣子結構,確保不會發生絕緣子爆炸而導致導線落地。另外,值得一提的是,現有的零值檢測方法還必須上桿進行檢測,這和減人增效是不符的,還應加強桿下測量零值甚至在線檢測零值的研究。
      3.4絕緣配置不足
          以牡鄭500kV線路為例,該線路在1997年11月設計報出,11月28日由規劃院審查通過,當時依據《河南省污區分布圖》1992年版本按二級污區
      設計,絕緣配置2.31,(二級上限,三級下限為2.5)。新版《河南電網外絕緣污穢區域分布圖》為98年7月2日發布。根據新版本應按照三級污區設計。同時,根據調網[1997]91號文件《關于下發"電網污閃事故情況匯報暨對策研討會"會議紀要等文件的通知》要求:500kV線路積污多,污閃跳閘率高,且難以清掃,重要的220kV線路也大多停電困難,因此500kV(含330kV)及重要的220kV線路的絕緣配置應適當提高,至少不應低于相應污穢等級的上限。


      4.建議采取的技術措施
      防污閃是一項深入持久的工作,隨著科學認識的提高,舊的問題解決了,新的問題又會出現,特別是在當前環境污染未得到充分治理的情況下,一定要保持清醒的頭腦,采取行之有效的措施,確保系統安全運行。
      針對河南電網近期發生的大范圍污閃故障,下一步工作建議應該從以下幾方面著手:
      1)  降低電網運行電壓
      大量試驗證明:無論是人工污染還是自然污染的絕緣子,其放電電壓均隨污穢物的增加而呈冪函數下降。在污穢度較小時,污閃電壓隨污穢度的增加下降的很快,在重污穢度下,污閃電壓下降緩慢趨于飽和。其形狀如圖1所示,其數學表達式如下:Uf(W)=KSd-p
      式中Uf(W)--污閃(或污耐)電壓,kV;
           Sd--鹽密值,mg/cm2;
        K,p--常數。
          關于絕緣子交流污閃電壓與串長的關系,一般認為是線性的。因此,特定氣象條件下適當降低電網電壓水平,是一種較快的確保電網安全運行的方法,相當于增加絕緣子的片數。
          對多霧、大雪等季節,對電網進行降壓運行。而變電站可以在確保系統正常運行的前提下,盡量降壓運行,通過調整有載調壓裝置,確保電網穩定運行。采取以下三種方法可以明顯降低電網電壓。(1)提高發電廠功率因數。(2)投退220kV變電站無功補償裝置。(3)調節變電站有載調壓抽頭。

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