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        500 kV緊湊型輸電線路常見故障分析及防治措施

        2014-12-10 11:20:34何鵬杰趙浩波劉愈倬
        山西電力 2014年6期
        關(guān)鍵詞:鳥害相間閃絡

        何鵬杰,趙浩波,劉愈倬

        (1.國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司,山西 太原 030032;2.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院,山西 太原 030001)

        0 引言

        2006年8 月,山西電網(wǎng)第一條緊湊型輸電線路投產(chǎn)至今,山西電網(wǎng)在運的緊湊型輸電線路已達9條線1 465.258 km,占山西電網(wǎng)500 kV輸電線路長度的28.75%,且神府送出6條線是西電東送的北通道,500 kV朔云、云呂、呂稷線是山西電網(wǎng)北電南送三通道之一,戰(zhàn)略地位非常重要;但運行期間緊湊型輸電線路故障跳閘,給山西電網(wǎng)乃至華北電網(wǎng)的安全運行造成嚴重威脅。

        1 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路故障跳閘情況

        截止2013年12月31日,山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路故障跳閘按故障類型統(tǒng)計如表1所示。

        表1 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路故障跳閘類型按年統(tǒng)計

        從表1統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出緊湊型輸電線路故障整體有以下幾方面特點。

        a)2006年—2013年,緊湊型輸電線路共跳閘71條次。

        b)覆冰舞動、不同期擺動引起的風偏閃絡、鳥糞閃絡及雷擊閃絡是緊湊型輸電線路故障跳閘的主要原因。

        c)2009年、2010年、2012年緊湊型輸電線路覆冰舞動、不同期擺動引起的風偏閃絡引發(fā)的故障次數(shù)較多,分析原因,應與當年惡劣天氣和線路處于重冰區(qū)、易舞區(qū)、風口等因素密切相關(guān)。

        2 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路覆冰舞動故障跳閘情況

        2006年以來,受差異化設計和緊湊型輸電線路固有特征影響,覆冰舞動引起山西電網(wǎng)緊湊型線路跳閘25條次。

        2.1 覆冰舞動故障特點

        a)故障相別均為倒三角排列的下相與任一上相之間(B—A或B—C)。

        b)覆冰舞動故障區(qū)域突破傳統(tǒng)的平坦、開闊易舞地帶,山區(qū)線路發(fā)生舞動跳閘。

        c)覆冰舞動造成相間間隔棒連接金具和耐張線夾脫落、斷裂,鐵塔、導地線未發(fā)生損壞。

        d)500 kV緊湊型輸電線路通過采取輔助防舞措施,如實施加裝相間間隔棒防舞治理,很難解決線路固有問題。

        2.2 故障查找方法

        相間間隔棒螺旋式布置區(qū)段舞動故障點大多發(fā)生在故障一相導線與對應故障另一相所裝相間間隔棒均壓環(huán);相間間隔棒封閉三角形布置區(qū)段舞動故障點大多發(fā)生在“次檔距中央導線”。

        2.3 防治措施

        a)對三級舞動區(qū),采取差異化改造,將緊湊型線路改造為常規(guī)型輸電線路。

        b)對二級舞動區(qū)及以下區(qū)段,采取加裝相間間隔棒方法進行治理。

        c)相間間隔棒能部分抑制舞動閃絡的發(fā)生,但不能從根本上解決緊湊型舞動閃絡問題。目前,有效解決緊湊型舞動閃絡的措施是改造為常規(guī)線路或者避開易發(fā)生舞動區(qū),相間間隔棒可作為應急措施。

        3 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路不同期擺動引起的風偏閃絡故障跳閘情況

        2006年以來,因大風引起的相間不同期擺動造成緊湊型輸電線路跳閘16條次。

        3.1 故障特點

        a)緊湊型線路的強風不同期擺動故障,一般指兩上相導線(A—C) 由于不同期的搖擺,使相間距離縮減,進而發(fā)生放電,故障區(qū)段比較集中,故障檔距大。

        b)相間不同期擺動造成相間間隔棒連接金具和耐張線夾脫落、斷裂,鐵塔、導地線未發(fā)生損壞。

        c)500 kV緊湊型輸電線路通過采取輔助防風措施,如實施加裝相間間隔棒治理,很難解決線路固有問題。

        3.2 故障查找方法

        相間間隔棒螺旋式布置區(qū)段舞動故障點大多發(fā)生在故障一相導線與對應故障另一相所裝相間間隔棒均壓環(huán);相間間隔棒封閉三角形布置區(qū)段舞動故障點大多發(fā)生在“次檔距中央導線”。

        3.3 防治措施

        a)對故障檔采取A、B、C三相封閉三角形相間間隔棒并加故障檔的次檔距相間間隔棒的措施。

        b)采取措施后仍多次發(fā)生故障的區(qū)段,進行差異化改造,將緊湊型線路改造為常規(guī)型輸電線路。

        4 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路雷擊閃絡故障跳閘情況

        4.1 故障特點

        通過對近年來緊湊型線路雷擊故障的統(tǒng)計分析,緊湊型線路的雷擊跳閘具有以下幾方面的特點。

        a)由于緊湊型直線塔特殊的塔窗結(jié)構(gòu),其放電路徑與常規(guī)線路延絕緣子串放電的路徑特點有明顯差異,即雷擊放電總是延導線與塔窗間最小空氣間隙的通道發(fā)生,而不只局限于延絕緣子串的放電通道。

        b)緊湊型直線塔上相絕緣子與中相導線塔身側(cè)均壓環(huán)之間的間隙是雷電放電最為集中的通道(G3),也是緊湊型桿塔絕緣最為薄弱的環(huán)節(jié),但G1、G2、G4放電通道也較為常見,如圖1所示。

        圖1 500 kV緊湊型輸電線路雷擊故障常見放電通道示意

        c)耐張轉(zhuǎn)角塔雷擊原因和常規(guī)線路耐張轉(zhuǎn)角塔相似,都是由于地線對引流線的保護失效造成。

        d)故障檔所處檔距大,高差大,故障塔所處地面傾角大。

        4.2 故障點查找方法

        a)查詢臺賬,明確故障發(fā)生相別。

        b)在故障預判區(qū)段,對大檔距、大高差、地面傾角大桿塔首先進行故障查找,后再向大、小號側(cè)擴展。

        c)明確緊湊型桿塔放電通道與常規(guī)線路放電通道的差異。

        4.3 防治措施

        a)對已經(jīng)發(fā)生過雷擊跳閘且大檔距、大高差、地面傾角大的桿塔加裝線路避雷器。

        b)對地面傾角大于20°,在外邊坡側(cè)塔頭安裝1支塔頭防繞擊側(cè)針;對位于連續(xù)上下山山頂桿塔,在塔頭兩側(cè)各安裝1支塔頭防繞擊側(cè)針。

        c)擴大易雷擊區(qū)段桿塔接地電阻測試范圍,采取措施降低其接地電阻。

        5 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路鳥糞閃絡故障跳閘情況

        2003年—2013年,國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司代為維護的緊湊型輸電線路發(fā)生鳥害跳閘5線11次。

        5.1 故障特點

        a)時間。故障時間段均為22時至次日6時,正是大型鳥類經(jīng)過一天的覓食、休息,排泄糞便的時段。

        b)周邊環(huán)境。鳥害跳閘的5條線路區(qū)段中,均跨越河流或距河流較近,因周邊地勢開闊,無大型樹木或建筑物,距河流較近的桿塔就成了大型鳥類夜間休息的最佳安全場所。

        c)鳥類。鳥害跳閘的4線中主要涉及兩個區(qū)段:錦忻Ⅰ、Ⅱ線370號—450號、忻石Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ線50號—100號,此區(qū)段內(nèi)經(jīng)常有黑鸛等體型1 m以上的大型鳥類出沒。

        d)塔形。跳閘線路均為緊湊型直線塔,空氣間隙小,具備鳥糞閃絡的條件。

        5.2 故障點查找方法

        鳥害故障均為高壓側(cè)擊穿空氣間隙對地放電,且故障點周邊會發(fā)現(xiàn)鳥糞痕跡。鳥害故障點查找要在故障預判區(qū)段抓住“故障發(fā)生時間”、“絕緣子串導線側(cè)和橫擔側(cè)放電痕跡”、“塔身、絕緣子串上及串下基面鳥糞痕跡”等3個要點來進行。

        5.3 防治措施

        a)“堵”。對鳥害多發(fā)區(qū)段絕緣子串上方采取不銹鋼鳥刺加裝,覆蓋半徑不小于1.5 m。

        b)“梳”。對鳥害多發(fā)區(qū)段加裝“駐鳥平臺”,疏導鳥類遠離導線上方棲息。

        c)安裝集“聲、光、電”等多措施為一體的驚鳥裝置。

        6 結(jié)論

        緊湊型輸電線路常見的有鳥害、雷擊、覆冰舞動、強風不同期擺動等故障類型,分類給出故障點查找方法及防治措施。鑒于緊湊型輸電線路固有的相間距離較小特點及山西電網(wǎng)緊湊型輸電線路均處于高山大嶺區(qū)域,微地形、微氣象特征明顯,造成緊湊型輸電線抵抗相間放電故障水平較低。相關(guān)技術(shù)人員只有積極梳理途經(jīng)微地形、微氣象區(qū)段,針對性開展防舞、防風、防雷、防鳥專項治理工作,差異化開展常規(guī)性線路改造,才能逐步提高山西電網(wǎng)緊湊型輸電線路的運行維護水平。

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