影響高壓輸電線路供電可靠性的原因及分析

劉京

【摘要】為了提高高壓輸電線路供電的可靠性，降低高壓線路發(fā)生故障的概率，本論文結(jié)合電力系統(tǒng)輸電線路的實際運行情況，詳細的分析了高壓輸電線路在運行中可能發(fā)生的故障以及提出處理故障的方案，通過高壓線路的實際運行情況分析，本論文所提出的問題以及預(yù)防措施能夠有效提高輸電線路的安全穩(wěn)定運行，增加了電力系統(tǒng)的可靠性。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)輸電線路防雷措施

1、引言

隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，高壓輸電線路縱橫交錯，桿塔也越來越高，往往成為地面上最高的金屬物體，因此，高壓輸電線路極易受到雷擊，根據(jù)以往的運行經(jīng)驗，電力系統(tǒng)停電事故一半以上都是由于雷擊造成，雷擊不僅僅會導(dǎo)致高電壓，損毀高壓輸電線路，同時還會產(chǎn)生雷電波，嚴重威脅變電站設(shè)備的絕緣問題甚至損毀變壓器、發(fā)電機等主要設(shè)備，導(dǎo)致電網(wǎng)的大面積停電，造成嚴重的電力事故，因此，高壓輸電線路對預(yù)防雷擊必須十分重視，通常我們采用的方法有假設(shè)避雷線、減少桿塔的接地電阻、架設(shè)耦合地線、裝設(shè)消弧線圈、配置線路重合閘功能、采用避雷效果更好的避雷器。

2、雷擊對高壓輸電線路的影響及預(yù)防措施

2.1 雷擊對高壓輸電線路的影響

雷擊對輸電線路的影響主要從直雷擊過電壓和雷電感應(yīng)過電壓兩個方面，根據(jù)輸電線路的耐雷擊水平，通?？梢詫⒗讚暨^電壓分為三種情況。

1、雷擊桿塔頂部。在桿塔頂部的先導(dǎo)階段，在導(dǎo)線、避雷線和桿塔上都會感應(yīng)出異號束縛電荷，在通常情況下，先導(dǎo)放電的發(fā)展速度比較慢，所以，在不計工頻電壓的影響下，導(dǎo)線上的電位一般為零，避雷器和桿塔上的電位同樣為零，三者的電位差為零，所以不會產(chǎn)生電動勢，從而不會影響三者之間的絕緣水平，對輸電線路的運行影響比較小。

2、雷擊避雷線擋距中央。雷擊避雷線的可能性比較小，通常發(fā)生的概率在10%左右，雷擊避雷線擋距中央也可能產(chǎn)生很大的過電壓，但是，避雷線的半徑比較小，而且雷擊點距離桿塔比較遠，當(dāng)過電壓傳到桿塔上時，過電壓通過電暈已經(jīng)衰減了一大部分，所以此時的過電壓不足以使得絕緣子閃絡(luò)，所以，由于雷擊避雷線擋距中央引起的過電壓只考慮對導(dǎo)線的雷擊問題。

3、繞擊過電壓。目前，在大電壓等級的輸電線路上，仍然有部分雷擊可以繞過避雷線作用到導(dǎo)線上，雖然繞過雷擊的可能性比較小，但一但出現(xiàn)這種情況，則往往會導(dǎo)致線路的絕緣子閃絡(luò)，同時，在線路上產(chǎn)生大電流，對線路的繼電保護裝置也有一定的損壞性。

雷擊時，除了雷擊過電壓，通常還伴有雷電感應(yīng)過電壓的產(chǎn)生，當(dāng)雷擊大地時，雷與大地構(gòu)成磁感應(yīng)回路，在周圍產(chǎn)生的變化的磁場，這些變化的磁場，會在線路上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。所以，感應(yīng)過電壓也是影響高壓輸電線路安全的考慮因素。

2.2 防雷擊的基本措施

2.2.1在桿塔頂端架設(shè)避雷線

在桿塔頂端隨線路路徑架設(shè)避雷線是高壓輸電線路最基本的防雷措施，其架設(shè)目的主要是為了防止雷電的直雷擊，同時，其目的是減少流過桿塔的電流，進而減小桿塔頂端的電位，以致減少對桿塔的損毀。與此同時，避雷線對輸電線路具有屏蔽作用，減少感應(yīng)雷擊對輸電線路的影響。

2.2.1采用材質(zhì)較好桿塔結(jié)構(gòu)

采用材質(zhì)較好桿塔結(jié)構(gòu)，可以減少桿塔的接地電阻，同時提高線路的耐雷水平，防止輸電線路事故跳閘的有效措施，在連接桿塔與大地的接地體時，要鏈接可靠?？梢圆捎枚喔派湫蔚慕拥伢w，或者延伸接地體，同時接地體采取減阻的各種措施。

2.2.3架設(shè)耦合地線

在減低桿塔接地電阻比較困難的情況下，可以采用架設(shè)耦合地線的方法來增加避雷線和導(dǎo)線之間的耦合作用，從而達到減小絕緣子串上面的電壓，與此同時，耦合地線還可以達到對雷電分流的作用。通過高壓輸電線路的實際運行情況發(fā)現(xiàn)，耦合地線可以起到降低輸電線路事故跳閘的作用。

2.2.4采用消弧線圈接地方式

如果不能降低桿塔的接地電阻，通?？梢圆捎弥行渣c不接地方式或者消弧線圈接地的接地方式，這樣可以使大部分的雷擊閃絡(luò)被消弧線圈抵消，從而減少持續(xù)性工頻電弧，導(dǎo)致輸電線路絕緣減低，當(dāng)發(fā)生多相雷擊事故時，先發(fā)生的一相當(dāng)于一條避雷線，對其他線路有分流作用以及耦合作用，使得未故障相電壓下降，從而提高輸電線路的耐雷水平。

3、繼電保護裝置誤動引起的線路跳閘

高壓輸電線路的繼電保護裝置一般采用差動保護、遠方跳閘、距離保護、電流保護一體的繼電保護裝置，差動保護作為主保護，對線路全長的保護非常重要，其差動保護的原理是將線路兩側(cè)的電流用光纖傳送到一側(cè)，然后在一側(cè)進行電流的計算，當(dāng)兩者的差值大于動作值時差動保護動作，切除兩側(cè)的斷路器，從而斷開故障點，如果通道異常，一側(cè)的電流不能正確的反應(yīng)到另一側(cè)，則可能使得保護裝置誤動作，所以，光纖通道的可靠性是影響差動保護的最主要因素，因此，在架設(shè)一次線路時，要采取保護光纖通道的措施，防止因為通道斷裂造成的輸電線路跳閘現(xiàn)象，遠方跳閘功能主要目的是當(dāng)線路的電流互感器和斷路器之間發(fā)生故障時，母差保護動作，但是此時的故障不能切除，但對于線路而言屬于區(qū)外故障，線路保護不會動作，此時需要遠跳對側(cè)的斷路器來達到目的，所以需要增加遠方跳閘回路，遠方跳閘誤動的可能性主要是雷擊過電壓的引起，而距離保護、過電流保護同樣會造成線路跳閘，主要的影響因素有電壓互感器、電流互感器異常等，使得繼電保護的二次測量數(shù)據(jù)不能正確的反應(yīng)一次側(cè)故障，其他影響繼電保護裝置的因素有保護裝置硬件問題、程序配置錯等，導(dǎo)致繼電保護不能正確的做出保護功能，除此之外，影響繼電保護的因素還有系統(tǒng)的振蕩等。

4、線路自動重合閘功能

通過輸電線路的實際運行情況發(fā)現(xiàn)，電力系統(tǒng)中90%以上的故障是瞬時性故障，所以，為了提高輸電線路的可靠性，一般的線路保護均配置了自動重合閘功能，一旦線路發(fā)生瞬時性故障，繼電保護裝置能夠可靠的切除故障，但是當(dāng)故障切除后，如果能及時采用補救措施，則可以使電力負荷的損失達到最小化，而自動重合閘功能能夠在事故結(jié)束后可靠的合上斷路器，讓輸電線路繼續(xù)運行。自動重合閘功能設(shè)定一定的時間，其目的是為了給線路足夠的去游離時間，當(dāng)電弧完全熄滅后再重合，如果此時故障已經(jīng)結(jié)束，則重合閘成功，輸電線路繼續(xù)運行，如果故障沒有結(jié)束，重合閘重合到故障線路上，此時保護裝置加速跳掉斷路器，讓系統(tǒng)免受沖擊，重合閘功能對電力系統(tǒng)的安全性有重要的作用，可以使電力系統(tǒng)迅速的恢復(fù)正常運行，降低對電力設(shè)備的損毀。

5、總結(jié)

影響高壓輸電線路可靠性的因素比較多，如何的預(yù)防這些事故的發(fā)生，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行有著至關(guān)重要的意義，輸電線路的防雷設(shè)計，其目的主要是為了提高線路的防雷性能，從而達到降低線路的雷擊跳閘的效果，防止電氣設(shè)備在雷擊時損壞。在確定輸電線路的防雷方式時，應(yīng)綜合考慮線路是實際運行情況，結(jié)合當(dāng)?shù)卦芯€路的運行經(jīng)驗，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較的結(jié)果，因地制宜，采取合理的保護措施。

參考文獻

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