摘 要:在現代社會中,電網的安全運行已成為經濟社會正常運作的基本條件。輸電線路作為供電的關鍵載體,其運行安全是保證電網安全的重要方面。但由于輸電線路地處偏遠、線路長、負荷高等特點,經常會出現故障而影響安全運行。本文對輸電線路的常見運行安全因素進行了分析,并給出了一些防治策略。希望本文的研究可以為電網建設和維護提供有價值的參考。
關鍵詞:輸電線路;運行安全;影響因素
輸電線路是電能傳輸的重要環節,其安全性和可靠性對于整個電網的正常運行有著重要的影響。但輸電線路通常有著長度較長、覆蓋范圍廣和運行環境復雜等特點[1],為其運行安全埋下了大量的隱患。只有將影響輸電線路安全運行的關鍵因素找出來,才能有針對性地提出防治策略。
1輸電線路運行安全影響因素分析
1.1線路結構不合理
當前許多舊的輸電線路由于規劃原因,在線徑上與其負荷水平不相匹配。隨著經濟社會的迅速發展,社會用電量大幅提高,但傳統的線路未及時根據線路負荷水平進行調整,導致一些線段由于線徑不足而無法正常供電,嚴重情況下還會出現線路熔斷的問題[2]。部分分支線路配套了幾十臺配變,使線路無法承受負荷容量,最終等到停電等現象。
在線路走向、網絡拓撲和變電站分布方面也有著明顯的不科學之處。一些輸電線路長度很長而沒有設置相應的分支,導致線損明顯增加、末端電壓不足等問題,無法保證供電質量。另一方面,由于城市電力基礎設施規劃不科學,造成高壓配電網和中壓電網無法銜接,這迫使變電站的分布無法進行技術和成本上的控制,甚至帶來安全問題。
1.2線路設備性能不佳
輸電線路的正常輸電需要大量輸電設備的支持與配合,如果線路上的設備出現了故障,自然會直接影響輸電質量,甚至造成電力中斷或安全事故。我國經濟發展過快,而電力基礎設施的更新速度卻明顯滯后,使得電力線路和設備的性能不能滿足日益增加的電力負荷需求。此外,一些電瓷元件、電力變壓器、避雷器等設備成了故障高發點[3]。目前我國許多輸電線路的設備仍是多年前的設備,經過長期的運行已經出現老化、性能衰退等問題,并且不支持遠程控制,也沒有足夠先進的保護裝置,使得線路的維護、故障排除與恢復效率十分低下,不得于輸電線路的安全運行。
1.3自然環境的影響
為了避開周邊物體的干擾,輸電線路一般架空比較高,因此容易受到強風的影響。線路在強風的作用下會出現擺動,當幅度過大時很容易造成跳閘。統計數據表明,容易造成跳閘的一般是以下三類強風:一是颶線風,這是高空與低空空氣對流形成的風帶,其風速可以高達30m/s,并且經常會伴隨著雷雨和冰雹而形成水線,造成放電;二是大風,這主要是對緊湊型線路桿塔有較大影響,大風迫使線路上下擺動,如果其垂直位移大于水平位移,在大風的作用下,會導致供電異常;三是龍卷風,尤其是其風眼經過輸電線路時,高達50m/s的風速把強大的風力施加在線路上,造成線路斷開或損壞[4]。
雷電作為一種瞬間爆發的強電磁場,必然會對輸電線路的正常運行造成影響,甚至有時候是災難性的。雷電對輸電線路的破壞一般會通過跳閘來加以避免,如果跳閘成功,將可以最大程度上免遭雷擊對設備的破壞,但如果由于雷電影響而頻繁跳閘,顯然也會對供電造成不良影響。當前許多學者提出可以通過調整桿塔高度和避雷線保護角來避免雷擊,但如果調整不合理,將會造成導線的屏蔽性能的下降。雷擊是造成輸電線路運行安全隱患的重要因素。
2 輸電線路運行安全問題的防治
2.1確保設計的合理性
線路的規劃是做好輸電線路運行安全管理工作的第一步,科學的規劃是輸電線路高效安全運行的基礎。因此電力企業必須重視輸電線路的規劃和設備選型,根據實地環境條件和區域用電發展趨勢,有針對性地對輸電線路進行規劃設計。在設備選型上,應優先選擇高性能產品;在選址上,要充分利用現場地形,選擇長度短、轉角少、交叉少、周邊空曠的線路;在基塔上安裝上,要逐地段逐基進行優化設計,施工方案優先采用樁基礎,避免大開挖,確保其受力狀態在可控范圍內。當然,成本也是必須考慮的因素之一,線路設計應使建設成本、運行效率、安全性能等實現平衡。
2.2提升監測和檢修設備的性能
在線監測和定期檢修是防治輸電線路安全問題的重要內容,尤其是在當前信息技術高度發達的今天,通過遠程監視和控制技術對輸電線路進行監測已不再是什么難事。安全問題關鍵在于防患于未然,而提升監測水平和檢修設備性能正是預防事故的重要途徑。電力企業應引進國內外先進技術,實現重要線路的自動化和智能化改造,通過計算機技術和遠程控制技術來實現線路的高效維護。在設備上,應在成本可控的條件下引進先進設備,例如紅外成像儀、GPS、GIS、機載激光雷達等等,這對于運行維護而言是不可替代的。如有條件,電力企業應對城市重要輸電主干路實現無人值守的全天候自動化監測。
2.3構建一體化運維體系
一體化運維可以通過一體化監測系統來實現,一體化運維體系一般由物理感知層、故障分析層和檢修運維層三大結構組成,不同的地區應根據實際情況來進行調整。運維的一體化不但要對多項任務進行統一的管理,還要求在輸電線路的監測上結合使用多種方案,強化一體化運維效果。在線路巡檢上,可以采用無人機、機器人等先進的系統,而在線監測系統則負責對輸電線路的所有設備進行監視,狀態數據上傳到檢修運維層之后進行數據分析,以實時判斷輸電線路的運行狀態。
3結語
在經濟的推動下,我國電力市場日益龐大,輸電線路壓力急劇增加。不難預見,在未來的一段時期內,這種壓力還將繼續存在,并且有可能日益增強,如果輸電線路不能得到及時的改造升級,在各種因素的影響下,將會造成嚴重的運行安全事故。因此,電力企業應充分利用現代信息技術、電力電子技術、通信技術等先進技術來對輸電線路進行監控和保護,制定一套完善的防治策略,確保輸電線路的安全穩定運行,為經濟和社會的發展保駕護航。
參考文獻:
[1]王澤順. 輸電線路運行安全影響因素及防治措施探析[J]. 華東科技:學術版, 2016(10):305-305.
[2]林宗鋒. 解析高壓輸電線路的運行安全和維護[J]. 科技與企業, 2015(19):203-204.
[3]李文軍. 輸電線路運行安全影響因素分析以及防治措施[J]. 工程技術:全文版, 2016(11):00093-00093.
[4]馬明. 芻議輸電線路運行安全的影響因素及系統性防治措施[J]. 科學與信息化, 2017(19).
作者簡介:
高天舒 (1988.5-) 女,漢,吉林長春,廣東省電網公司湛江供電局,工程師,本科,輸電線路。