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臺風(fēng)對沿海地區(qū)電網(wǎng)設(shè)備運行的影響及應(yīng)對措施

返回打印來源：儀天成電力時間：2017/12/08 閱讀：次

       臺風(fēng)是影響我國沿海及部分內(nèi)陸地區(qū)的主要災(zāi)害性天氣系統(tǒng)之一。臺風(fēng)的形成臺風(fēng)形成必須具備的條件：①廣闊的高溫洋面。臺風(fēng)的形成與發(fā)展要有巨大的能量，其能量主要來源于大量水汽凝結(jié)所釋放的潛熱。熱帶洋面上，海溫高，蒸發(fā)強(qiáng)，通過湍流運動向大氣輸送大量熱量和水汽，具有高溫高濕不穩(wěn)定條件，其大量內(nèi)能是臺風(fēng)產(chǎn)生和發(fā)展的巨大能量來源。②合適的流場。適宜的環(huán)流條件能起動和誘導(dǎo)高溫高濕的空氣產(chǎn)生擾動，使氣流輻合上升。③合適的地轉(zhuǎn)偏向力。氣流產(chǎn)生攏動后，必須有一定地轉(zhuǎn)偏向力作用。若地轉(zhuǎn)偏向力達(dá)不到一定數(shù)值時，向中心輻合的氣流則會直達(dá)低壓中心，使之填塞不能形成氣旋性渦旋，臺風(fēng)無法形成。所以臺風(fēng)大多發(fā)生在南、北緯5°～20°之間。④風(fēng)的垂直切變要小。在地轉(zhuǎn)偏向力作用下，輻合上升氣流發(fā)展為氣旋性渦旋。氣流上升，絕熱冷卻產(chǎn)生凝結(jié)，凝結(jié)釋放的潛熱使空氣增暖。風(fēng)的垂直切變小，使?jié)摕岵幌蛲鈹U(kuò)散，保持臺風(fēng)的暖心結(jié)構(gòu)。暖心的反饋作用，使臺風(fēng)中心氣壓繼續(xù)降紙，空氣渦旋愈旋轉(zhuǎn)愈強(qiáng)，發(fā)展為臺風(fēng)。
       臺風(fēng)對電網(wǎng)的破壞及防護(hù)措施：
       2006年，臺風(fēng)“桑美”給浙江溫州和福建福鼎地區(qū)的電網(wǎng)及設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。僅溫州電網(wǎng)共造成500千伏線路跳閘8次，220千伏線路跳閘5次，110千伏線路跳閘40次，35千伏線路跳閘42次，10千伏線路跳閘318次。此次臺風(fēng)造成220千伏線路倒桿3基，110千伏線路倒桿98基。同時，損壞110千伏主變壓器一臺；兩座35千伏變電站被摧毀。據(jù)不完全統(tǒng)計，此次臺風(fēng)給溫州電網(wǎng)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失近2億元。
       據(jù)了解，給電網(wǎng)設(shè)備造成損失的主要因素集中在輸電線路的桿塔傾倒，尤其是126千伏以上桿塔設(shè)備被破壞的數(shù)量多。
       調(diào)查表明，受臺風(fēng)的襲擊，在正常狀態(tài)下安裝的126千伏~550千伏開關(guān)設(shè)備本體很少有受損的記錄。而該設(shè)備受損主要是由于斷桿、倒桿摔壞或周邊桿的拉扯等原因造成的。與此同時，在歷次臺風(fēng)中，阻波器下的隔離開關(guān)或瓷外套避雷器發(fā)生斷裂，也是一個較為普遍的問題，而35千伏及以上等級的電力變壓器本體被臺風(fēng)顛覆、傾倒的事故很少發(fā)生。分析10千伏配電變壓器的損壞現(xiàn)象，主要是由于配電變壓器安裝位置比較高，固定變壓器的安裝基礎(chǔ)不牢固，在臺風(fēng)中發(fā)生斷桿和倒桿后，使變壓器從高處墜落后被摔壞。此外，在強(qiáng)臺風(fēng)的作用下，輸電線路的導(dǎo)線舞動幅度大、頻率高，10千伏設(shè)備的低壓側(cè)很容易發(fā)生斷桿、倒桿、側(cè)桿現(xiàn)象，使變壓器外部線路頻繁發(fā)生短路。
       據(jù)此，專家表示，今后不僅將對變壓器抗短路能力的設(shè)計問題引起高度重視，同時建議，安裝于經(jīng)常受臺風(fēng)襲擊的沿海地區(qū)電網(wǎng)中的設(shè)備，如變壓器的釋壓器、溫控器、端子箱和風(fēng)冷控制柜等附件的要求，也要相應(yīng)提高。尤其是要注重提高附件的質(zhì)量和防風(fēng)雨的等級，使其切實達(dá)到IP55的要求。
       專家提出，今后輸變電行業(yè)的一項重要工作是加強(qiáng)開關(guān)、變壓器、斷路器、互感器瓷套用的高強(qiáng)度瓷材料配方及工藝研究，進(jìn)一步提高瓷套機(jī)械強(qiáng)度。這已成為電瓷避雷器行業(yè)應(yīng)特別關(guān)注并盡快加以解決的問題。
       調(diào)查結(jié)論還表明，為應(yīng)對臺風(fēng)在我國沿海頻繁登陸的現(xiàn)實，行業(yè)要從產(chǎn)品強(qiáng)度、設(shè)計風(fēng)速等方面入手，研制適用于臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)特殊用途的絕緣子避雷器產(chǎn)品。針對線路或特殊位置的設(shè)備，制定在臺風(fēng)狀態(tài)下的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過專項試驗，進(jìn)一步驗證并提高抗臺風(fēng)的能力。
       專家調(diào)研認(rèn)為，為確保電網(wǎng)安全運行，進(jìn)一步加強(qiáng)輸變電設(shè)備抗擊臺風(fēng)災(zāi)害的能力，在產(chǎn)品設(shè)計上采取一些措施，可有效減少其損失和影響。據(jù)此，業(yè)內(nèi)專家提出對其技術(shù)改進(jìn)的相關(guān)建議和應(yīng)對措施。
       一是，合理設(shè)計電站內(nèi)各元件的布置和引線，解決阻波器下絕緣子的斷裂問題。采取的方法主要有拆除阻波器及采用光纖通訊等。對于確實要保留的線路阻波器，解決方案可以從兩方面考慮：一方面在阻波器上加裝一組固定瓷套，減少阻波器向外擺動拉扯隔離開關(guān)的拉力；另一方面采用專門設(shè)計的加強(qiáng)型絕緣支柱作為阻波器下隔離開關(guān)的支撐。
       二是，在今后設(shè)計沿海地區(qū)變電所時，有條件的盡量采用屋內(nèi)布置或GIS。
       三是，經(jīng)常受大風(fēng)影響的變電所選用戶外設(shè)備時，應(yīng)適當(dāng)增加設(shè)備的相間距，選用相間距較大的開關(guān)和隔離開關(guān)，在確保各相導(dǎo)線舞動時有足夠距離的同時，給安裝人員對母線及引流線的安裝調(diào)整工作留有更多的裕度。
       四是，盡可能選擇防凝露型的戶內(nèi)12千伏~40.5千伏開關(guān)設(shè)備，或處理好開關(guān)室房屋的密閉問題。
       五是，加強(qiáng)配網(wǎng)的桿體自身強(qiáng)度和埋入方法，防止或減少倒桿等現(xiàn)象發(fā)生，從而減少柱上設(shè)備的損失。
專家同時建議，針對臺風(fēng)襲擊，電網(wǎng)相關(guān)設(shè)備將新增技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和試驗項目。主要有：適當(dāng)增加電器設(shè)備外絕緣瓷套的機(jī)械負(fù)荷試驗參數(shù)，增大支持瓷套端子拉力試驗；增加控制箱、機(jī)構(gòu)箱的淋雨試驗條件，模擬有風(fēng)速要求時，箱門是否仍具有防雨能力；增加在有風(fēng)速要求下、有甩線時的相間耐壓試驗，以保證有足夠的相間距離。
       八項措施提高電網(wǎng)抗災(zāi)能力
       為進(jìn)一步提高電網(wǎng)應(yīng)對自然災(zāi)害的能力，為電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)和科學(xué)發(fā)展提供堅強(qiáng)的科技支撐。近期以來，國家電網(wǎng)公司加大推進(jìn)實施《電網(wǎng)防冰減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)研究計劃》，將在八個方面取得突破。
       一是研究提出差異化的電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提高戰(zhàn)略性輸電通道、各電壓等級骨干線路和向重要用戶供電的輸變電設(shè)施抵御冰災(zāi)的能力。
       二是研究開發(fā)大電網(wǎng)應(yīng)急通信系統(tǒng)和應(yīng)急指揮技術(shù)支持系統(tǒng)，進(jìn)一步提高應(yīng)急保障和指揮能力。
       三是研究災(zāi)害氣象規(guī)律和輸變電設(shè)備覆冰機(jī)理，開發(fā)冰災(zāi)氣象預(yù)警和輸電線路覆冰監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)一步增強(qiáng)覆冰綜合治理能力。
       四是研究開發(fā)大容量、高效率、自動化的電氣融冰裝置和靈活實用的機(jī)械除冰裝置，進(jìn)一步提高輸變電設(shè)備的除冰效率。
       五是研究提出極端氣象災(zāi)害情況下，電網(wǎng)及設(shè)備損壞小、恢復(fù)快的技術(shù)措施，把自然災(zāi)害給經(jīng)濟(jì)社會造成的損失降到低限度。
       六是研究開發(fā)用于電氣設(shè)備的防冰凍、除覆冰的新技術(shù)、新材料，防止或減少電氣設(shè)備的覆冰現(xiàn)象。
       七是開展高寒高凌多發(fā)區(qū)域內(nèi)農(nóng)村配網(wǎng)抗冰減災(zāi)共性技術(shù)問題和措施研究，為農(nóng)村配電網(wǎng)抗冰減災(zāi)提供技術(shù)支持。
       八是加強(qiáng)應(yīng)對自然災(zāi)害的試驗?zāi)芰ㄔO(shè)，為深入研究電氣設(shè)備抗拒自然災(zāi)害的特性提供條件。

       主題詞：臺風(fēng)   保護(hù)措施   電力系統(tǒng)

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