劉京

【摘要】為了提高高壓輸電線路供電的可靠性，降低高壓線路發(fā)生故障的概率，本論文結(jié)合電力系統(tǒng)輸電線路的實(shí)際運(yùn)行情況，詳細(xì)的分析了高壓輸電線路在運(yùn)行中可能發(fā)生的故障以及提出處理故障的方案，通過(guò)高壓線路的實(shí)際運(yùn)行情況分析，本論文所提出的問(wèn)題以及預(yù)防措施能夠有效提高輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，增加了電力系統(tǒng)的可靠性。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)輸電線路防雷措施

1、引言

隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，高壓輸電線路縱橫交錯(cuò)，桿塔也越來(lái)越高，往往成為地面上最高的金屬物體，因此，高壓輸電線路極易受到雷擊，根據(jù)以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，電力系統(tǒng)停電事故一半以上都是由于雷擊造成，雷擊不僅僅會(huì)導(dǎo)致高電壓，損毀高壓輸電線路，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生雷電波，嚴(yán)重威脅變電站設(shè)備的絕緣問(wèn)題甚至損毀變壓器、發(fā)電機(jī)等主要設(shè)備，導(dǎo)致電網(wǎng)的大面積停電，造成嚴(yán)重的電力事故，因此，高壓輸電線路對(duì)預(yù)防雷擊必須十分重視，通常我們采用的方法有假設(shè)避雷線、減少桿塔的接地電阻、架設(shè)耦合地線、裝設(shè)消弧線圈、配置線路重合閘功能、采用避雷效果更好的避雷器。

2、雷擊對(duì)高壓輸電線路的影響及預(yù)防措施

2.1 雷擊對(duì)高壓輸電線路的影響

雷擊對(duì)輸電線路的影響主要從直雷擊過(guò)電壓和雷電感應(yīng)過(guò)電壓兩個(gè)方面，根據(jù)輸電線路的耐雷擊水平，通?？梢詫⒗讚暨^(guò)電壓分為三種情況。

1、雷擊桿塔頂部。在桿塔頂部的先導(dǎo)階段，在導(dǎo)線、避雷線和桿塔上都會(huì)感應(yīng)出異號(hào)束縛電荷，在通常情況下，先導(dǎo)放電的發(fā)展速度比較慢，所以，在不計(jì)工頻電壓的影響下，導(dǎo)線上的電位一般為零，避雷器和桿塔上的電位同樣為零，三者的電位差為零，所以不會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而不會(huì)影響三者之間的絕緣水平，對(duì)輸電線路的運(yùn)行影響比較小。

2、雷擊避雷線擋距中央。雷擊避雷線的可能性比較小，通常發(fā)生的概率在10%左右，雷擊避雷線擋距中央也可能產(chǎn)生很大的過(guò)電壓，但是，避雷線的半徑比較小，而且雷擊點(diǎn)距離桿塔比較遠(yuǎn)，當(dāng)過(guò)電壓傳到桿塔上時(shí)，過(guò)電壓通過(guò)電暈已經(jīng)衰減了一大部分，所以此時(shí)的過(guò)電壓不足以使得絕緣子閃絡(luò)，所以，由于雷擊避雷線擋距中央引起的過(guò)電壓只考慮對(duì)導(dǎo)線的雷擊問(wèn)題。

3、繞擊過(guò)電壓。目前，在大電壓等級(jí)的輸電線路上，仍然有部分雷擊可以繞過(guò)避雷線作用到導(dǎo)線上，雖然繞過(guò)雷擊的可能性比較小，但一但出現(xiàn)這種情況，則往往會(huì)導(dǎo)致線路的絕緣子閃絡(luò)，同時(shí)，在線路上產(chǎn)生大電流，對(duì)線路的繼電保護(hù)裝置也有一定的損壞性。

雷擊時(shí)，除了雷擊過(guò)電壓，通常還伴有雷電感應(yīng)過(guò)電壓的產(chǎn)生，當(dāng)雷擊大地時(shí)，雷與大地構(gòu)成磁感應(yīng)回路，在周圍產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)，這些變化的磁場(chǎng)，會(huì)在線路上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。所以，感應(yīng)過(guò)電壓也是影響高壓輸電線路安全的考慮因素。

2.2 防雷擊的基本措施

2.2.1在桿塔頂端架設(shè)避雷線

在桿塔頂端隨線路路徑架設(shè)避雷線是高壓輸電線路最基本的防雷措施，其架設(shè)目的主要是為了防止雷電的直雷擊，同時(shí)，其目的是減少流過(guò)桿塔的電流，進(jìn)而減小桿塔頂端的電位，以致減少對(duì)桿塔的損毀。與此同時(shí)，避雷線對(duì)輸電線路具有屏蔽作用，減少感應(yīng)雷擊對(duì)輸電線路的影響。

2.2.1采用材質(zhì)較好桿塔結(jié)構(gòu)

采用材質(zhì)較好桿塔結(jié)構(gòu)，可以減少桿塔的接地電阻，同時(shí)提高線路的耐雷水平，防止輸電線路事故跳閘的有效措施，在連接桿塔與大地的接地體時(shí)，要鏈接可靠。可以采用多根放射形的接地體，或者延伸接地體，同時(shí)接地體采取減阻的各種措施。

2.2.3架設(shè)耦合地線

在減低桿塔接地電阻比較困難的情況下，可以采用架設(shè)耦合地線的方法來(lái)增加避雷線和導(dǎo)線之間的耦合作用，從而達(dá)到減小絕緣子串上面的電壓，與此同時(shí)，耦合地線還可以達(dá)到對(duì)雷電分流的作用。通過(guò)高壓輸電線路的實(shí)際運(yùn)行情況發(fā)現(xiàn)，耦合地線可以起到降低輸電線路事故跳閘的作用。

2.2.4采用消弧線圈接地方式

如果不能降低桿塔的接地電阻，通?？梢圆捎弥行渣c(diǎn)不接地方式或者消弧線圈接地的接地方式，這樣可以使大部分的雷擊閃絡(luò)被消弧線圈抵消，從而減少持續(xù)性工頻電弧，導(dǎo)致輸電線路絕緣減低，當(dāng)發(fā)生多相雷擊事故時(shí)，先發(fā)生的一相當(dāng)于一條避雷線，對(duì)其他線路有分流作用以及耦合作用，使得未故障相電壓下降，從而提高輸電線路的耐雷水平。

3、繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)引起的線路跳閘

高壓輸電線路的繼電保護(hù)裝置一般采用差動(dòng)保護(hù)、遠(yuǎn)方跳閘、距離保護(hù)、電流保護(hù)一體的繼電保護(hù)裝置，差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，對(duì)線路全長(zhǎng)的保護(hù)非常重要，其差動(dòng)保護(hù)的原理是將線路兩側(cè)的電流用光纖傳送到一側(cè)，然后在一側(cè)進(jìn)行電流的計(jì)算，當(dāng)兩者的差值大于動(dòng)作值時(shí)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，切除兩側(cè)的斷路器，從而斷開(kāi)故障點(diǎn)，如果通道異常，一側(cè)的電流不能正確的反應(yīng)到另一側(cè)，則可能使得保護(hù)裝置誤動(dòng)作，所以，光纖通道的可靠性是影響差動(dòng)保護(hù)的最主要因素，因此，在架設(shè)一次線路時(shí)，要采取保護(hù)光纖通道的措施，防止因?yàn)橥ǖ罃嗔言斐傻妮旊娋€路跳閘現(xiàn)象，遠(yuǎn)方跳閘功能主要目的是當(dāng)線路的電流互感器和斷路器之間發(fā)生故障時(shí)，母差保護(hù)動(dòng)作，但是此時(shí)的故障不能切除，但對(duì)于線路而言屬于區(qū)外故障，線路保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，此時(shí)需要遠(yuǎn)跳對(duì)側(cè)的斷路器來(lái)達(dá)到目的，所以需要增加遠(yuǎn)方跳閘回路，遠(yuǎn)方跳閘誤動(dòng)的可能性主要是雷擊過(guò)電壓的引起，而距離保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)同樣會(huì)造成線路跳閘，主要的影響因素有電壓互感器、電流互感器異常等，使得繼電保護(hù)的二次測(cè)量數(shù)據(jù)不能正確的反應(yīng)一次側(cè)故障，其他影響繼電保護(hù)裝置的因素有保護(hù)裝置硬件問(wèn)題、程序配置錯(cuò)等，導(dǎo)致繼電保護(hù)不能正確的做出保護(hù)功能，除此之外，影響繼電保護(hù)的因素還有系統(tǒng)的振蕩等。

4、線路自動(dòng)重合閘功能

通過(guò)輸電線路的實(shí)際運(yùn)行情況發(fā)現(xiàn)，電力系統(tǒng)中90%以上的故障是瞬時(shí)性故障，所以，為了提高輸電線路的可靠性，一般的線路保護(hù)均配置了自動(dòng)重合閘功能，一旦線路發(fā)生瞬時(shí)性故障，繼電保護(hù)裝置能夠可靠的切除故障，但是當(dāng)故障切除后，如果能及時(shí)采用補(bǔ)救措施，則可以使電力負(fù)荷的損失達(dá)到最小化，而自動(dòng)重合閘功能能夠在事故結(jié)束后可靠的合上斷路器，讓輸電線路繼續(xù)運(yùn)行。自動(dòng)重合閘功能設(shè)定一定的時(shí)間，其目的是為了給線路足夠的去游離時(shí)間，當(dāng)電弧完全熄滅后再重合，如果此時(shí)故障已經(jīng)結(jié)束，則重合閘成功，輸電線路繼續(xù)運(yùn)行，如果故障沒(méi)有結(jié)束，重合閘重合到故障線路上，此時(shí)保護(hù)裝置加速跳掉斷路器，讓系統(tǒng)免受沖擊，重合閘功能對(duì)電力系統(tǒng)的安全性有重要的作用，可以使電力系統(tǒng)迅速的恢復(fù)正常運(yùn)行，降低對(duì)電力設(shè)備的損毀。

5、總結(jié)

影響高壓輸電線路可靠性的因素比較多，如何的預(yù)防這些事故的發(fā)生，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著至關(guān)重要的意義，輸電線路的防雷設(shè)計(jì)，其目的主要是為了提高線路的防雷性能，從而達(dá)到降低線路的雷擊跳閘的效果，防止電氣設(shè)備在雷擊時(shí)損壞。在確定輸電線路的防雷方式時(shí)，應(yīng)綜合考慮線路是實(shí)際運(yùn)行情況，結(jié)合當(dāng)?shù)卦芯€路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果，因地制宜，采取合理的保護(hù)措施。

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