- 相關(guān)推薦
電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)分析論文
摘要：近年來，隨著我國電力工程行業(yè)不斷發(fā)展，民眾用電需求不斷增長，這對輸電電網(wǎng)的可靠性要求越來越高，導(dǎo)致在電力生產(chǎn)中出現(xiàn)很多安全問題。針對輸電網(wǎng)絡(luò)的工作特性，雷擊跳閘一直是影響整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)安全的重要原因，加之雷擊的多變性和隨機(jī)性，其給輸電網(wǎng)絡(luò)的安全問題帶來了不少困擾。文章主要淺述了電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系以及評估流程，并針對實(shí)際應(yīng)用中的問題提出了與之對應(yīng)的防雷害措施。
關(guān)鍵詞：電網(wǎng)雷害；風(fēng)險(xiǎn)評估；防雷措施
引言
電網(wǎng)雷擊災(zāi)害是無法避免的災(zāi)害性問題，電力工程人員只要將此種危害降至最低，才能最大限度的保證輸電網(wǎng)絡(luò)的安全。就一般情況而言，變電站安裝的防雷害保護(hù)裝置能夠大大提升變電站的雷害防護(hù)能力，雷害風(fēng)險(xiǎn)主要集中在高壓輸電網(wǎng)絡(luò)中。因此，采用合理的方法對輸電網(wǎng)絡(luò)雷害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，并采取積極的應(yīng)對措施是極有必要的。
1電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系綜述
輸電網(wǎng)絡(luò)的雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系主要分為幾個(gè)方面：電網(wǎng)站、輸電網(wǎng)絡(luò)、桿塔區(qū)段、桿塔，通過對這四點(diǎn)的雷害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，組成一套全面的雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系。對于桿塔而言，將桿塔區(qū)的跳閘指標(biāo)作為衡量雷害侵襲的影響程度是可行的，但是以雷害的平均值作為綜合評價(jià)指標(biāo)就會忽略極端雷擊天氣對桿塔的影響，最終會導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，不能分析出該地區(qū)最強(qiáng)雷害指數(shù)，進(jìn)而降低各個(gè)輸電站防雷能力。而對于輸電網(wǎng)絡(luò)而言，雷擊跳閘率可以準(zhǔn)確作為雷害風(fēng)險(xiǎn)來源的指標(biāo)，該指標(biāo)能夠準(zhǔn)確反映各個(gè)地區(qū)的雷害風(fēng)險(xiǎn)，但在總體評估中應(yīng)該加入累計(jì)重合閘率以及人工輔助送電成功率、供電可靠性、裝置受損性以及線路等級等因素，引入到綜合評價(jià)體系中，進(jìn)而評估出該線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。對于不同地區(qū)變電站，電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系總體是一樣的。依據(jù)國家電網(wǎng)公司給出的基礎(chǔ)評估參數(shù)，例如：各個(gè)地區(qū)雷電特征參數(shù)、不同地區(qū)的地形參數(shù)、不同輸電線路的輸電特性、輸電線路的絕緣特性等參數(shù)，結(jié)合以上參數(shù)通過計(jì)算可得不同地區(qū)的桿塔及輸電網(wǎng)絡(luò)的跳閘率值，并根據(jù)跳閘率值計(jì)算出輸電網(wǎng)絡(luò)的防雷性能設(shè)計(jì)值、安全值以及雷擊上限值，最后通過以上參數(shù)及安全數(shù)值計(jì)算出雷害風(fēng)險(xiǎn)等級。通過計(jì)算得出雷害風(fēng)險(xiǎn)等級，評估整個(gè)供電區(qū)段的雷害風(fēng)險(xiǎn)等級，確定出該區(qū)域內(nèi)最容易受到雷害的桿塔區(qū)段。此外，在風(fēng)險(xiǎn)評估體系中還應(yīng)考慮供電可靠性、設(shè)備壞損率以及供電網(wǎng)絡(luò)重要度幾個(gè)考量因素，并加入故障實(shí)例，確定出最終的雷害風(fēng)險(xiǎn)等級，就此打造成“電網(wǎng)站-供電線路-桿塔區(qū)段-桿塔”的科學(xué)評估體系。詳細(xì)評估體系見圖1。
2電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估理論應(yīng)用
上文主要簡述了電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系架構(gòu)的基本內(nèi)容。但電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估與桿塔區(qū)段、桿塔的評估方式截然不同，因?yàn)槊織l供電線路承載的供電量不同，每條線路的重要等級、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間也不同，所以應(yīng)有不同的評估體系詳細(xì)評估每條供電線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)等級。筆者認(rèn)為，可以通過分析雷擊跳閘后的合閘成功率及人工輔助合閘送電成功率進(jìn)行評估，鑒于兩種方式給供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行造成的影響不同，雷擊風(fēng)險(xiǎn)影響也不同。按照雷擊風(fēng)險(xiǎn)，我們可以得到以下結(jié)果：雷擊后重新合閘成功率＜人工輔助送電成功率＜重新合閘失敗且人工合閘失敗，結(jié)合上述排序不難得出，雷擊之后應(yīng)該細(xì)致分析所有故障情況，不能盲目依靠評估體系計(jì)算，應(yīng)該充分分析各個(gè)故障之間的差異性。通過電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估模型進(jìn)行計(jì)算后，能夠得到三種風(fēng)險(xiǎn)各自的評價(jià)權(quán)重向量，即能夠反映各條線路的雷擊重合閘成功、重合失敗但強(qiáng)送成功和重合失敗且強(qiáng)送失敗三種風(fēng)險(xiǎn)的三個(gè)權(quán)重向量。
3電網(wǎng)線路防雷害措施
結(jié)合我國輸電網(wǎng)絡(luò)總體情況，如：電壓等級、各個(gè)地區(qū)雷電活動情況、輸電網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)地形以及土壤等因素的影響，常用的輸電網(wǎng)絡(luò)防雷害措施主要有以下幾種。
3.1鋪設(shè)避雷線技術(shù)
避雷線是我國輸電網(wǎng)絡(luò)中常用的防雷害技術(shù)之一，避雷線的工作原理是能夠?qū)⒗纂姺至�，從而降低桿塔頂部的電位；此外，還能發(fā)揮自身的耦合作用，降低輸電網(wǎng)絡(luò)遭受雷害侵襲風(fēng)險(xiǎn)，避雷線是在高壓及超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)中常用的防雷技術(shù)。
3.2完善接地形式
完善現(xiàn)有接地形式，也能提升輸電網(wǎng)絡(luò)的整體抗雷擊能力。輸電網(wǎng)絡(luò)的接地裝置是通過接地電阻實(shí)現(xiàn)抗雷擊。因此，只要完善現(xiàn)有的接地網(wǎng)形式，有效降低桿塔的電阻值，就能降低雷擊對輸電網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)。筆者認(rèn)為，降低桿塔的接地電阻，是提升輸電網(wǎng)絡(luò)防雷擊水平的有效措施之一。
3.3鋪設(shè)耦合地線
鋪設(shè)耦合地線無法直接增加抗雷擊能力，但鋪設(shè)耦合電線能夠加強(qiáng)避雷線和導(dǎo)線之間耦合作用，從而降低輸電網(wǎng)絡(luò)中絕緣子串上的電壓。當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，耦合地線可以達(dá)到分流雷電流的目的，進(jìn)而加強(qiáng)整條輸電網(wǎng)絡(luò)的抗雷水平。
3.4提升高桿塔的絕緣水平
在整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)中，高桿塔的絕緣水平也是至關(guān)重要的。提升高桿塔的絕緣水平，能夠?qū)Ψ乐估讚羝鸬揭欢ㄗ饔�，也能夠防止雷害現(xiàn)象侵襲桿塔頂部所產(chǎn)生的負(fù)面影響。
3.5增加絕緣方式
針對經(jīng)常遭受雷擊侵害的輸電網(wǎng)絡(luò)，普通的防雷措施已經(jīng)不能滿足抵抗雷擊侵害了，這就要提升輸電網(wǎng)絡(luò)的防雷等級。例如：采用不平衡的絕緣方式，可以避免雙回線在遭受雷擊時(shí)的跳閘現(xiàn)象。
3.6增加避雷裝置
鋪設(shè)避雷線能夠從一定程度上降低導(dǎo)線上的過載電壓，但是要完全消除導(dǎo)線上雷擊隱患是不可能的。在輸電網(wǎng)絡(luò)中加裝避雷裝置可以將雷擊時(shí)的電流分流至地面，從而降低雷擊的瞬時(shí)電壓，保障整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)及輸電裝置的安全。通常所采用的方式是在高壓線路的交叉處、超高的桿塔頂部以及設(shè)備終端上安裝避雷裝置，借此方式降低整條線路的輸電電壓。
4結(jié)束語
綜上所述，電網(wǎng)雷害盡管是小概率事件，但其具有隨機(jī)性強(qiáng)，一旦發(fā)生損失大的特點(diǎn)，而輸電線路的雷電災(zāi)害影響又是受諸如雷擊跳閘率、自然雷電活動頻率、地線密度、地形地貌、輸電線路多因素控制，因此在實(shí)際電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估中，需要考慮多因素綜合作用的結(jié)果。此外，還應(yīng)結(jié)合高壓輸電線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及系統(tǒng)運(yùn)行方式，通過分析對比選取合理的防雷設(shè)計(jì)，以提高高壓輸電線路的耐雷水平。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫雷雷，王小霖，龔學(xué)毅.基于雷電定位數(shù)據(jù)的廣州白云機(jī)場10kV配網(wǎng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估[J].電網(wǎng)與清潔能源，2014，30（3）：40-47．
[2]馬御棠，王磊，馬儀，等.云南電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)分布圖的繪制與應(yīng)用[J].高壓電器，2013，49（4）：76-81．
[3]國家電網(wǎng)公司.架空輸電線路差異化防雷工作指導(dǎo)意見[R].北京：國家電網(wǎng)公司，2011．
[4]高峰，周利軍，曹曉斌，等.直流輸電線路防雷側(cè)針防護(hù)效果研究[J].電瓷避雷器，2012（6）：56-61．
[5]溫盛翔.10kV配電線路雷害技術(shù)分析及措施探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（34）：203.
[6]李建高.配電網(wǎng)防雷的難點(diǎn)分析及技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（33）：43-44.
【電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)分析論文】相關(guān)文章：
電網(wǎng)規(guī)劃方案與風(fēng)險(xiǎn)評估分析論文05-06
淺論電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)的在線評估論文04-29
風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)-決策樹分析04-30
食品安全風(fēng)險(xiǎn)評估與監(jiān)管體系分析論文05-02
衛(wèi)星成本風(fēng)險(xiǎn)分析與評估04-28
光肩星天牛危害風(fēng)險(xiǎn)評估分析論文05-02
基于風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)的電站鍋爐失效分析軟件的研究04-26