當前位置:學問君>學習教育>畢業論文>

電力執行安全,配電網的安全執行

學問君 人氣:2.96W

針對2005年雷電地點較爲集中,雷擊傷害程度大、時間長、雨量大的特點,統計了35 kV架空線路發生的故障率比往年高,損壞的程度比往年嚴重,透過對雷害的分析,提出了35 kV架空線路防雷的措施,達到減少架空線路雷擊跳閘事故的目的,保證線路的安全執行和對用戶不間斷地供電。

電力執行安全,配電網的安全執行

  1 35 kV線路現狀

南京供電公司共有35 kV線路39條,線路長度約350 km,半數以上的線路處於丘林地帶的小山區和水網平坦地帶,線路起始兩端1~2 km的線路架設架空地線,線路中間絕大多數的線路長度無架空地線,杆塔採用金屬或混凝土。

2 35 kV線路雷擊統計

2005 年6月15日至8月4日共發生24起35 kV線路雷擊故障,重合成功17次;試送成功4次;設備故障3次。6月15日1:12分,35 kV八四線斷路器速斷動作,4#和5#頂線被雷擊而斷線,線路處於空曠地帶;7月30日15:08分,35 kV長蘆斷路器速斷保護動作,55#耐張塔頂線跳線被雷擊中斷開,頂線與一邊線合成絕緣子被雷擊,杆塔位於平地;8月4日20:09分,35 kV瓜埠線斷路器速斷保護動作,18#直線杆頂線(黃)、邊線(綠)被雷擊,頂線與一邊線防污瓷絕緣子被雷擊碎,頂線雷擊斷線,杆位於空曠地帶且地勢較高。

3 雷擊區和遭遇雷擊的線路

根據多年執行經驗分析,架空線路故障一半以上是雷擊引起的,所以防止雷擊跳閘可大大降低架空線路的故障,進而降低電網中事故的發生頻率,確定雷擊區和易遭雷擊的線路及杆塔,便於針對性地做好防雷工作,確保線路的安全執行。

4 雷害的形式

爲了防止雷擊電氣設備而發生事故,透過對雷擊區的確定,進而對35 kV線路採取針對性的防護措施,使其免受雷擊,或擊而不閃,閃而不弧,從而保證了電氣設備的安全和穩定的供電。
雷擊造成的事故稱爲雷害事故,雷擊引起線路閃絡,一般有兩種形式。
4.1 反擊
雷電擊在杆塔或避雷線上,此時作用在線路絕緣上的電壓達到或超過其衝擊放電電壓,則發生自杆塔到導線的線路絕緣反擊。其電壓等於杆塔與導線間的電位差。雷擊杆塔時,最初幾乎全部電流都流經杆塔及其接地裝置,隨着時間的增加,相鄰杆塔參與雷電流泄放入地的作用愈來愈大,從而使被擊杆塔電位降低。爲此,要求提高 35 kV線路無架空地線的絕緣水平外,應降低線路架空地線接地電阻。
4.2 繞擊
雷電直接擊在相線上。電擊的概率與雷電在架空線路上的定向和迎面先導的發展有關,若迎面先導自導線向上發展,就將發生繞擊。一般與導線的數目和分佈,鄰近線路的存在,導線在檔距中的弛度及其它幾何因素等都有關係。爲此,要求加強線路絕緣、降低杆塔的接地電阻,重雷區的線路架設耦合地線等。
對於35 kV無架空地線的線路,雷擊概率很高。雷電流相當大時,則雷擊電壓過高,就近透過支援絕緣子對地放電,形成閃絡,嚴重時引起線路斷線、絕緣子擊穿等故障。

5 雷害事故的判別及特徵

5.1 容易遭受雷擊的地段的杆塔
·山頂的高位杆塔或向陽半坡的高位杆塔;
·傍山又臨水域地段的杆塔;
·山谷迎風氣流口上的杆塔;
·處於兩種不同土壤電阻率的土壤接合部的杆塔。
5.2 根據雷害特點進行判別
反擊的特徵:
·杆塔的耐雷水平很低時;
·接地電阻大,同一杆塔有多相閃絡;
·閃絡杆塔在易受雷擊地區,歷年落雷頻繁;
·相鄰的杆塔可能同時閃絡(但不同相)。
繞擊的特徵:
·杆塔處於易受雷擊地區,歷年落雷頻繁;
·杆塔的耐雷絕緣水平設計很高;
·接地電阻很小,同一杆塔發生多相閃絡;
·一基杆塔或相鄰兩基杆塔的頂相或同一邊相閃絡;
·山區較高的杆塔,相鄰兩基中相或邊相閃絡。

6 35 kV架空輸電線路的防雷保護

架空線路每年要經受幾次到幾十次的雷擊,雷電擊中導線時,伴隨着很大的電流流過,在相導線上所產生的衝擊電壓會達到絕緣不能承受的高電壓。
35 kV中性點絕緣系統的線路常採用金屬或混凝土電杆,因爲這些線路的絕緣強度很低,實際上任何一次擊中架空地線的雷電,都可以引起從地線到導線的反擊,故在這些線路上採用避雷線是不合適的,一般只在進出線兩端安裝一小段,對這些線路來說,最有效的提高耐雷水平的措施,是裝設避雷針、避雷器和保護間隙,雷區活動頻繁的線路,應使用耦合架空地線。
架空線路雷害事故的形成通常要經歷四個階段:架空線路受到雷電過電壓的作用;架空線路受到閃絡;輸電線路從衝擊閃絡轉變爲穩定的工頻電壓;線路跳閘,供電中斷。針對雷害事故形成的四個階段,必須採取“四道防線”以可靠的防雷措施,保證線路供電安全。
保護線路導線不遭受直接雷擊。可採用避雷線、避雷針或將架空線路改爲電纜線路。
架設避雷線是架空線路防雷保護的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷電直擊導線,同時還具有以下作用:①分流作用,以減小流經杆塔的雷電流,從而降低塔頂電位;②透過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓;③對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過電壓。
在無避雷線的線路段,且多雷區及易擊點或在山頂高位的杆塔,可在杆塔頂部裝設避雷針,作爲防雷保護,但應改善杆塔的接地。
避雷線受雷擊後不應使線路絕緣發生閃絡,需降低線路杆塔的接地電阻,或適當加強線路絕緣,對個別杆塔可使用避雷器,雷區活動頻繁的線路地段應架設耦合架空地線。
降低線路杆塔的接地電阻,可利用:①增加接地極的埋深和數量;②外引接地線到附近的池塘河流中,裝設水下接地網;③換用電阻率較低的土壤;④在接地極周圍施加降阻劑等辦法。
對於山頂上且高土壤電阻率無避雷線的杆塔和橫擔接地,並採用連續伸長接地體將每基杆塔的接地裝置連接起來的措施,如圖1所示,形成一條低電阻通道,可以防止杆塔頂部和杆塔附近的地面突出物的雷電場強發生畸變,即防止線路遭受雷擊,同時提高了線路杆塔的平均高度,減少了杆塔、避雷線等投資費用。

適當加強線路絕緣,及時更換線路的零值瓷絕緣子,對雷區的直線杆塔,在保證導線對地安全距離和對杆塔各部件空氣間隙的`條件下,每相加一片絕緣子增加線路的絕緣,使線路能夠耐受感應雷。
爲防止雷電繞擊線路,對於雷區活動頻繁的線路地段應架設耦合地線,即在35 kV線路原有避雷線的基礎上,在下層導線的下方3 m處架設一條架空地線,但要考慮到對地的安全距離,其目的是防止雷電繞擊線路,保證線路的正常執行。