郭万军
国网四川电力送变电建设有限公司, 四川成都 610000
摘要:随着经济社会快速发展,输电线路走廊日益紧张,在路径走廊拥挤地区采用紧凑型输电方案具有巨大的社会效益和经济效益。因紧凑型线路通过压缩导线相间距离来压缩输电线路走廊,因此存在相间距离小于常规输电线路的固有缺陷,发生舞动后损害将更严重。基于此,本篇文章对架空输电线舞动事故及防范措施进行研究,以供相关人士参考。
关键词:架空输电线、舞动事故、防范措施
引言
架空输电线路是供配电系统中的一个重要能量传输纽带,作为电力能量输送的大动脉,它的安全与否决定着下级生产生活的正常。如果架空输电线路在运行过程中发生短路跳闸等故障,不仅会直接影响下级用户的正常供电,还可能会因为短路故障扩大影响,造成上级电源故障。所以,对于高压供配电系统所而言,架空输电线路的安全运行直接关乎着电力网络的安全稳定运行。
一、输电线路导线舞动原理
输电线路导线舞蹈与一般振动现象不同,受风速影响,具有低频、大振幅等特征的运动轨迹发生变化。舞蹈故障与风速、风向密切相关,同时与输电线路本身的结构及参数值等有关,架空输电线路一般处于静负荷状态,舞蹈故障发生时形成动态负荷。这种波动对塔横纵线等有一定影响,对线路造成损害。其次,塔杆建设过程中,线路舞动下转角角度与设计存在较大出人,横担方向承载力远远大于塔杆所能承受的范围,这样就会造成塔杆失去平衡或损坏。目前,我国对于输电线路舞动的研究还不够成熟,应该悉心吸取国外的先进技术与防舞动措施,随着社会经济的快速发展,用电需求量不断上涨,架空输电线路工程也逐渐增多,输电线路在运行中所产生的舞动现象属于低频的一种,较多的出现于分裂输电线路中,而分裂输电线路通常在220kv以上的高压输电线路,其所造成的危害相比于其他现象更为严重,从目前来看输电线路舞动所造成的跳闸、停运、变电站失压等问题都是我们所面临的严峻考验,这不仅影响人们的正常用电,还会对社会经济产生一定影响。当电厂发电机组停运的情况下,给整个电力系统所造成的威胁都是极大的,导线舞动幅度较大的时候较常出现的一种故障就是线路闪络,当线路出现闪络放电的时候,就会造成后续的频繁故障。另外,导线在舞动的过程中,顺着线路的方向会出现窜动,容易对线路上的绝缘子串及金具等造成损坏,从而出现滑动摩擦等问题。在用电负荷日益增长的情况下,电力企业应该着手研究输电线路舞动的防治措施,努力解决舞动现象所造成的不利影响。
二、舞动的影响因素
2.1线路覆冰的形成
导线表面的结冰现象必须满足三个条件:大气中充足的过冷水滴、过冷水滴被导线捕捉、过冷水滴立即冻结或离开导线前冻结。
2.2风速风向的影响
除了导线结冰因素外,风速风向也是必要条件。舞蹈的风速范围一般为4 ~ 20米/秒,如果主导风向和导线路径角度大于45°,导线就容易产生舞蹈,角度越接近90度,跳舞的可能性就越大。事实上,如果风向和物体的轴线之间有角度,真正让人震惊的是风的垂直成分。当主导风向和导线路径夹角为0°时,即风向与导线轴平行时,最不可能引起跳舞。据统计,跳舞时伴随着60 ~ 80度的风攻角。另外,风速的大小会影响冰的形状,影响空气动力学状态。
2.3线路走向
根据苏联研究成果,线路舞动时,大多发生在线路走向和风向的夹角大于45°。经统计,有舞动记录的输电线路中,线路走向与风向的夹角大于45°的占90%以上。
根据运行单位记录和反馈,曾有位于舞动严重区域的输电线路,在与风向夹角较大(接近垂直)的区段内大部分均发生舞动现象,但相邻较近且与风向夹角较小(小于45°)的区段内却没有发生舞动,此条线路所经的地形、气象条件、导线型号等设计参数均相同,因此输电线路的路径方案对导线是否发生舞动起着关键作用。
三、防舞措施
3.1制定完善的防治策略
输电线路舞动问题对系统的影响是显而易见的。舞蹈现象一方面是由于自然环境的影响而难以预测的,另一方面输电线路本身没有抵御恶劣气候的能力。对于这些问题,需要科学的预防战略。具体可以在以下方面实施:一是重视输电线路的舞蹈故障,提高垂直负荷能力,避免咸味舞蹈。二是检查发生舞蹈错误的领域,并对螺栓进行拧紧处理。第三,对不同舞蹈故障进行比较分析,提高防舞能力,为后续管理提供良好的参考依据。第四,在架空输电线路设计工作中,我们要注意这个问题,对很多事故采用适当的减幅塔间距,利用各种方法提高输电线路抵御恶劣天气的能力。
3.2合理改善微地区微气象条件,降低线路舞动风险。
经过多次检查和分析,得出了线路当地舞蹈区符合微区微气候条件的结论。根据GB 5045-2010规定110 kv至750 kv架空输电线路设计规范,微型区域是密林、开口、进气坡等具体地形。当风吹时,风向改变,风势增大,现场的森林和建筑墙符合微气候条件。此外,关于运营输电线路的dl / t741-2010号条例规定,输电线路保护区(边界线以外15米)不得植树。由此可考虑移除沿线绿化树林,将周边实体隔离墙改造为铁艺围墙。
3.3健全极端气象条件下线路特殊巡检模式及应急响应机制。
人员和设备两方面完成恶劣天气下线路的特别巡逻准备,并配备专业照相机、测量设备(温度、湿度、风速、风向、结冰类型、结冰形状、结冰厚度、舞蹈大小、频率测量等)。收到相关部门的舞蹈警报信息后,立即组织人员开展线路特巡,发现异常情况,立即报告启动应急计划。
3.4加装防舞动装置
我国对架空输电线路的舞蹈故障已经进行了一些研究,设置放舞装置可以产生良好的抵制效果,从而可以从容地减少对线路的伤害。在导线之间设置间隔条可以有效地分离导线,防止跳舞时互相碰撞、放电或鞭击,从而减少舞蹈故障的发生。在我国许多地区,双摆防舞器和相间间隔棒得到广泛应用,取得了良好的效果。对于这方面的技术,我国应不断进行创新和研究,通过科学的防舞措施提高电力系统的防舞能力,真正保障电力传输的安全和可靠性。
3.5与气象部门联动,建立防舞预警机制。
与地区气象部门联系,充分考虑冬雨、雨、风、温湿度对线路舞动的影响,建立架空线路参数的预警模型,及时发布电力线路舞动天气预警信息。动态调整系统潮流,利用线路电流热效应减少结冰风险。据推测,该系统规模所需的防冰补线电流为1070a,融冰电流为1456a。将2× 300MW、1× 180MW单位的输出降低到10%以下的轻负荷,同时通过热备用2次220KV线路电源,实现线路所需的防冰、融冰负荷水平。
结束语
总而言之,架空输电线路舞动失败对整个电力系统有很大的危害。由于其范围和影响较大,掌握问题原因,采取有效的预防措施是目前电力企业需要重视的问题。虽然我们对架空输电线路舞蹈故障的预防措施有很多种,但要结合具体的实际情况做出合理的选择。对一些常见的舞蹈障碍,在处理过程中总结经验,补充和验证这方面的理论知识,为后续工作的有序性奠定良好的基础。
参考文献
[1]杨天亮.架空输电线舞动事故及防范措施[J].山西冶金,2020,43(05):163-164+166.
[2]王晓楠.架空输电线路风舞监测信号分析与处理[D].电子科技大学,2018.
[3]苏攀,孔韬,董晓虎.架空输电线舞动的临界风速研究[J].三峡大学学报(自然科学版),2015,37(06):70-74.
[4],用间隔棒防止架空分裂输电线次档距覆冰舞动的方法.广西壮族自治区,广西大学,2012-01-01.
[5]王冬.架空线路的舞动分析和扰流防舞器的研究[D].华北电力大学,2011.