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臺風對沿海地區電網設備運行的影響及應對措施

返回打印來源：儀天成電力時間：2017/12/08 閱讀：次

       臺風是影響我國沿海及部分內陸地區的主要災害性天氣系統之一。臺風的形成臺風形成必須具備的條件：①廣闊的高溫洋面。臺風的形成與發展要有巨大的能量，其能量主要來源于大量水汽凝結所釋放的潛熱。熱帶洋面上，海溫高，蒸發強，通過湍流運動向大氣輸送大量熱量和水汽，具有高溫高濕不穩定條件，其大量內能是臺風產生和發展的巨大能量來源。②合適的流場。適宜的環流條件能起動和誘導高溫高濕的空氣產生擾動，使氣流輻合上升。③合適的地轉偏向力。氣流產生攏動后，必須有一定地轉偏向力作用。若地轉偏向力達不到一定數值時，向中心輻合的氣流則會直達低壓中心，使之填塞不能形成氣旋性渦旋，臺風無法形成。所以臺風大多發生在南、北緯5°～20°之間。④風的垂直切變要小。在地轉偏向力作用下，輻合上升氣流發展為氣旋性渦旋。氣流上升，絕熱冷卻產生凝結，凝結釋放的潛熱使空氣增暖。風的垂直切變小，使潛熱不向外擴散，保持臺風的暖心結構。暖心的反饋作用，使臺風中心氣壓繼續降紙，空氣渦旋愈旋轉愈強，發展為臺風。
       臺風對電網的破壞及防護措施：
       2006年，臺風“桑美”給浙江溫州和福建福鼎地區的電網及設備造成嚴重損壞。僅溫州電網共造成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。據不完全統計，此次臺風給溫州電網造成的直接經濟損失近2億元。
       據了解，給電網設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126千伏以上桿塔設備被破壞的數量多。
       調查表明，受臺風的襲擊，在正常狀態下安裝的126千伏~550千伏開關設備本體很少有受損的記錄。而該設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，在歷次臺風中，阻波器下的隔離開關或瓷外套避雷器發生斷裂，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顛覆、傾倒的事故很少發生。分析10千伏配電變壓器的損壞現象，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不牢固，在臺風中發生斷桿和倒桿后，使變壓器從高處墜落后被摔壞。此外，在強臺風的作用下，輸電線路的導線舞動幅度大、頻率高，10千伏設備的低壓側很容易發生斷桿、倒桿、側桿現象，使變壓器外部線路頻繁發生短路。
       據此，專家表示，今后不僅將對變壓器抗短路能力的設計問題引起高度重視，同時建議，安裝于經常受臺風襲擊的沿海地區電網中的設備，如變壓器的釋壓器、溫控器、端子箱和風冷控制柜等附件的要求，也要相應提高。尤其是要注重提高附件的質量和防風雨的等級，使其切實達到IP55的要求。
       專家提出，今后輸變電行業的一項重要工作是加強開關、變壓器、斷路器、互感器瓷套用的高強度瓷材料配方及工藝研究，進一步提高瓷套機械強度。這已成為電瓷避雷器行業應特別關注并盡快加以解決的問題。
       調查結論還表明，為應對臺風在我國沿海頻繁登陸的現實，行業要從產品強度、設計風速等方面入手，研制適用于臺風多發地區特殊用途的絕緣子避雷器產品。針對線路或特殊位置的設備，制定在臺風狀態下的相關標準，通過專項試驗，進一步驗證并提高抗臺風的能力。
       專家調研認為，為確保電網安全運行，進一步加強輸變電設備抗擊臺風災害的能力，在產品設計上采取一些措施，可有效減少其損失和影響。據此，業內專家提出對其技術改進的相關建議和應對措施。
       一是，合理設計電站內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的拉力；另一方面采用專門設計的加強型絕緣支柱作為阻波器下隔離開關的支撐。
       二是，在今后設計沿海地區變電所時，有條件的盡量采用屋內布置或GIS。
       三是，經常受大風影響的變電所選用戶外設備時，應適當增加設備的相間距，選用相間距較大的開關和隔離開關，在確保各相導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整工作留有更多的裕度。
       四是，盡可能選擇防凝露型的戶內12千伏~40.5千伏開關設備，或處理好開關室房屋的密閉問題。
       五是，加強配網的桿體自身強度和埋入方法，防止或減少倒桿等現象發生，從而減少柱上設備的損失。
專家同時建議，針對臺風襲擊，電網相關設備將新增技術標準和試驗項目。主要有：適當增加電器設備外絕緣瓷套的機械負荷試驗參數，增大支持瓷套端子拉力試驗；增加控制箱、機構箱的淋雨試驗條件，模擬有風速要求時，箱門是否仍具有防雨能力；增加在有風速要求下、有甩線時的相間耐壓試驗，以保證有足夠的相間距離。
       八項措施提高電網抗災能力
       為進一步提高電網應對自然災害的能力，為電網防災減災和科學發展提供堅強的科技支撐。近期以來，國家電網公司加大推進實施《電網防冰減災關鍵技術研究計劃》，將在八個方面取得突破。
       一是研究提出差異化的電網規劃建設標準，進一步提高戰略性輸電通道、各電壓等級骨干線路和向重要用戶供電的輸變電設施抵御冰災的能力。
       二是研究開發大電網應急通信系統和應急指揮技術支持系統，進一步提高應急保障和指揮能力。
       三是研究災害氣象規律和輸變電設備覆冰機理，開發冰災氣象預警和輸電線路覆冰監測系統，進一步增強覆冰綜合治理能力。
       四是研究開發大容量、高效率、自動化的電氣融冰裝置和靈活實用的機械除冰裝置，進一步提高輸變電設備的除冰效率。
       五是研究提出極端氣象災害情況下，電網及設備損壞小、恢復快的技術措施，把自然災害給經濟社會造成的損失降到低限度。
       六是研究開發用于電氣設備的防冰凍、除覆冰的新技術、新材料，防止或減少電氣設備的覆冰現象。
       七是開展高寒高凌多發區域內農村配網抗冰減災共性技術問題和措施研究，為農村配電網抗冰減災提供技術支持。
       八是加強應對自然災害的試驗能力建設，為深入研究電氣設備抗拒自然災害的特性提供條件。

       主題詞：臺風   保護措施   電力系統

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