陽煤輸配電線路防雷狀態(tài)分析及改造

摘要：防范雷電災(zāi)害對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。輸配電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)礦井供電安全提出了更高、更嚴(yán)格的要求，現(xiàn)對(duì)2019年陽煤集團(tuán)礦區(qū)電網(wǎng)的輸配電線路雷電活動(dòng)進(jìn)行了深入分析，找出了輸電防雷的缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，提出了有針對(duì)性的防雷保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：陽煤;輸配電線路;防雷;狀態(tài)分析;改造

0? ? 引言

本文針對(duì)2019年陽煤集團(tuán)礦區(qū)電網(wǎng)輸配電線路的雷電運(yùn)行情況進(jìn)行系統(tǒng)、全面的分析，找出了礦區(qū)電網(wǎng)在防雷方面存在的主要問題，通過項(xiàng)目研究總結(jié)出礦區(qū)電網(wǎng)的改造方案;針對(duì)其運(yùn)行維護(hù)資料管理方面的缺陷提出實(shí)施防雷管理。通過項(xiàng)目落地，全面提高了礦區(qū)電網(wǎng)的防雷水平，保證了企業(yè)安全生產(chǎn)穩(wěn)定性。

1? ? 陽煤電網(wǎng)基本情況

礦區(qū)主電網(wǎng)以35 kV主干網(wǎng)放射至5個(gè)用電負(fù)荷礦區(qū)?，F(xiàn)有礦區(qū)110 kV樞紐變電站一座，110 kV線路長度約41.16 km。110 kV礦區(qū)樞紐變電站目前有四回進(jìn)線，110 kV礦變安裝63 MVA變壓器3臺(tái)，兩臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用。礦站35 kV系統(tǒng)使用兩臺(tái)干式接地變及消弧線圈，容量為1 200 kVA。35 kV用戶變電站25座（一礦新建紅簡溝站），變電總裝機(jī)容量約900 MVA，其中一級(jí)變電站7座，其他18座為二級(jí)變電站。35 kV線路長度約180 km，全部為架空線路（除新建馨瑞為電纜線路），線路全線架設(shè)避雷線，絕大部分線路均為雙回線路。

2? ? 雷電情況分析

2.1? ? 線路部分

經(jīng)過2019年的雷電考驗(yàn)，輸電線路運(yùn)行正常穩(wěn)定，仍然保持很高的供電可靠性，但部分線路也存在一定的問題和缺陷，仍需加強(qiáng)巡視和管理。這期間所轄線路雷電動(dòng)作情況中，各線路段動(dòng)作次數(shù)較多的桿塔分別為：海礦1#線5#塔A相動(dòng)作次數(shù)為8次，11#塔A相動(dòng)作次數(shù)為7次，2#線13#塔C相動(dòng)作為7次，礦電18#塔B相動(dòng)作次數(shù)為5次，長礦1#線20#塔C相動(dòng)作次數(shù)為4次。

動(dòng)作情況分析：（1）所處地理位置較高的桿塔動(dòng)作次數(shù)較多。如海礦線5#、8#、11#，長礦線20#塔，均處于山地地段，位置較高，遭受雷擊的概率非常高，因而造成的雷擊動(dòng)作次數(shù)較多。（2）地勢(shì)較平坦，但桿塔高度高，造成動(dòng)作次數(shù)較多。海礦線29#塔，所在地區(qū)較為平坦，但是桿塔高度較高，從而形成一個(gè)孤立的高點(diǎn)，因而雷擊次數(shù)較多。

2.2? ? 變電站部分

經(jīng)過2019年的雷電考驗(yàn)，變電站運(yùn)行仍然保持很高的供電可靠性，各主設(shè)備運(yùn)行正常穩(wěn)定，如前期完成改造的110 kV GIS組合設(shè)備經(jīng)受住雷電考驗(yàn)，一直保持穩(wěn)定運(yùn)行。但個(gè)別設(shè)備也存在一定的問題，如山東山大小電流裝置，遇系統(tǒng)接地報(bào)文始終為首選礦劉2#線342、備選礦劉1#線341開關(guān)線路，1#、2#消弧線圈遇系統(tǒng)瞬間接地，消弧線圈U0不恢復(fù)，造成假接地現(xiàn)象，系統(tǒng)不能及時(shí)恢復(fù)，需進(jìn)行倒母線操作，斷開母聯(lián)300開關(guān)，接地消失。

（1）進(jìn)行倒母線操作3次，斷開300開關(guān)后，系統(tǒng)接地恢復(fù)。

2019-08-23T16：06，Ⅰ、Ⅱ段母線B相接地，16：30恢復(fù)。

（2）永久性接地未倒母線操作恢復(fù)一次。

2019-08-30T06：21，35 kVⅠ段母線C相接地，06：21恢復(fù)。

3? ? 輸配電線路防雷情況分析

3.1? ? 線路部分

2019年對(duì)線路接地電阻的測試可以反映出線路防雷接地效果很好，接地電阻完全符合要求，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。線路桿塔接地良好，能很好地將雷電導(dǎo)入大地，減少因雷電流疏導(dǎo)不良造成的線路事故，接地網(wǎng)的改造工程對(duì)于線路防雷工作起到了較大作用。同時(shí)，近年對(duì)電纜線路兩端合理布置避雷器等防雷設(shè)施，接地極也采取最新的接地設(shè)計(jì)，并且全程監(jiān)督施工質(zhì)量，保證了電纜線路在雷擊情況下的安全可靠運(yùn)行。

3.2? ? 變電站部分

前期礦站利用GIS改造工程對(duì)站內(nèi)110 kV場地接地網(wǎng)進(jìn)行了整體改造，在GIS改造新建的鋼管構(gòu)架上配置20 m高避雷針6支，與原有的3支避雷針構(gòu)成礦區(qū)電網(wǎng)的防雷保護(hù)。新110 kV系統(tǒng)增加了35 kV系統(tǒng)，有新、舊兩套接地網(wǎng)。劉站、粉站、馨瑞站接地網(wǎng)測試都在合格范圍，保證了礦區(qū)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

4? ? 存在問題

4.1? ? 線路部分

2019年，雷電表現(xiàn)出活動(dòng)非常頻繁、持續(xù)時(shí)間特別長、雷電強(qiáng)度特別大等特點(diǎn)，對(duì)于線路的安全運(yùn)行構(gòu)成了極大的挑戰(zhàn)。但是我們的線路能夠安全穩(wěn)定地度過雷雨季節(jié)，說明其防雷性能提高。可是在安全度過雷雨季節(jié)的同時(shí)，我們也必須對(duì)暴露出的諸多問題及早進(jìn)行分析和反思。

（1）長礦線架空地線出現(xiàn)了不同程度的銹蝕和斷股情況，特別是長礦線11#到15#塔這一耐張線路段，架空地線銹蝕非常嚴(yán)重，部分桿塔架空地線已有4～5芯鋼絞線發(fā)生斷股，并出現(xiàn)松弛散開的情況。

（2）部分線路接地體銹蝕嚴(yán)重。雖然經(jīng)過前期的接地改造，接地效果明顯，但是鍍銅接地引線使用一年多時(shí)間，部分已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的銹蝕情況，長時(shí)間運(yùn)行將有可能造成銹蝕斷裂，構(gòu)成安全隱患。

4.2? ? 變電站部分

關(guān)于山東山大小電流選項(xiàng)裝置存在的問題及缺陷已聯(lián)系廠家做更進(jìn)一步研究。

缺陷一：35 kV系統(tǒng)接地后，小電流接地選線裝置不能正確判斷出接地線路，導(dǎo)致誤判。

缺陷二：小電流接地選線裝置配套使用的PT多次損壞返廠維修，并最終由油浸式更換為干式PT，增加了維護(hù)費(fèi)用。

缺陷三：雷雨季節(jié)，小電流接地選線裝置配套使用的一次保險(xiǎn)易損壞，增加了停電次數(shù)。

5? ? 輸配電線路防雷改造

5.1? ? 長礦線架空地線改造

對(duì)長礦線架空地線進(jìn)行更換，拆除原有架空地線，敷設(shè)新的GJ-50架空地線。利用舊地線與新地線進(jìn)行連接，通過一端牽引、一端施放的方式，將新地線通過舊地線牽引到一端，完成新地線的施放。對(duì)架空地線配套使用的線夾、防震錘等線路金具出現(xiàn)不同程度的銹蝕和損壞的情況，在對(duì)架空地線進(jìn)行更換的同時(shí)，對(duì)配套使用的相關(guān)金具也全部進(jìn)行更換，避免銹蝕金具的損壞造成連接不可靠以及發(fā)生二次維護(hù)工作。

5.2? ? 降低桿塔接地電阻

對(duì)于架空線路桿塔的接地電阻和型式，在電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》（DL/T 620—1997）、《交流電氣裝置的接地》（DL/T 621—1997）中都提出了具體要求，是設(shè)計(jì)、安裝和改造架空線路桿塔接地的依據(jù)。在多雷區(qū)，如是聯(lián)絡(luò)線路或重要線路，桿塔接地電阻最好能處理到10 Ω以下，因?yàn)橹挥羞@樣才能提高線路的耐雷水平，有效限制雷擊跳閘率，從而保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

降低桿塔接地電阻，是有效提高線路耐雷水平的重要手段，同時(shí)也是最經(jīng)濟(jì)的手段。針對(duì)各變電站進(jìn)出線段前六基接地電阻>10 Ω的桿塔，要進(jìn)行降低桿塔接地電阻的改造。

5.3? ? 小電流接地選線裝置更換改造

原先山東山大小電流接地選線裝置不再進(jìn)行插件更換維修，更換為北京丹華小電流接地選線裝置，并將裝置安置在新主控室，將報(bào)文情況回傳至后臺(tái)機(jī)。改造后節(jié)省了占用空間，降低了維護(hù)費(fèi)用，準(zhǔn)確地為電網(wǎng)提供了接地故障的判斷依據(jù)，避免了雷雨天氣造成人身傷害。改造至今，小電流接地選線裝置運(yùn)行穩(wěn)定，雷雨季節(jié)到來后，接地選線正確，為電網(wǎng)對(duì)35 kV系統(tǒng)接地故障的判斷及查找提供了依據(jù)，提高了電網(wǎng)事故的處置率，確保了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6? ? 結(jié)語

本文通過對(duì)2019年陽煤集團(tuán)礦區(qū)電網(wǎng)輸配電線路雷電活動(dòng)進(jìn)行深入分析，找出了輸電防雷的缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行了輸電線路的防雷保護(hù)改造，確保了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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收稿日期：2020-05-07

作者簡介：李紅濤（1981—），男，河北趙縣人，電氣工程師，研究方向：電氣。