濕地區(qū)域油田配電網(wǎng)絡(luò)防雷技術(shù)試驗與實踐

摘 要：供配電網(wǎng)絡(luò)一直受到各種災(zāi)害侵襲，特別是在雷雨季節(jié)，電力桿塔往往成為雷擊首要目標(biāo)，文章針對落雷重災(zāi)區(qū)域特點，通過對避雷器安裝密度和避雷器放電方式進(jìn)行調(diào)整、革新，實現(xiàn)避雷區(qū)域全覆蓋，以規(guī)避避雷器之間的防護(hù)區(qū)域空白區(qū)和薄弱區(qū)，實現(xiàn)線路防雷。

關(guān)鍵詞：油田配電網(wǎng)絡(luò)；單股避雷線；角型排布；防雷

1 課題概述

1.1 課題背景。電力是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展必不可少的動力能源。作為傳輸媒介，供配電網(wǎng)絡(luò)一直受到各種災(zāi)害侵襲，特別是在雷雨季節(jié)，電力桿塔往往成為雷擊首要目標(biāo)。曙光油田有##條6kV線路分布在葦田、稻田等潮濕地帶，配電網(wǎng)絡(luò)在整個雷擊區(qū)處于高空位置，受雷擊災(zāi)害影響的指數(shù)更大。針對以上現(xiàn)象，我們采集供配電安全運(yùn)行系數(shù)進(jìn)行分析，從保障生產(chǎn)安全的大局對潛在的隱患加以剔除，以質(zhì)量效益的宏觀視角主動克服。為此，在當(dāng)前著力提高潮濕低洼地帶防雷、抗雷水平成為油田供配電部門亟待攻克的課題。

1.2 研究目的。（1）通過本項目實踐，總結(jié)適應(yīng)油田濕地區(qū)域防雷措施技術(shù)在我廠應(yīng)用的可行性，努力填補(bǔ)油區(qū)防雷技術(shù)空白，形成推廣借鑒價值，為下步全廠搭建最佳配電網(wǎng)絡(luò)提供理論依據(jù)和試驗數(shù)據(jù)。（2）通過本項目實踐，控制重復(fù)成本投入，提高配電網(wǎng)絡(luò)對油田生產(chǎn)的支撐能力，降低電力能源損耗，增加采油廠直接與間接經(jīng)濟(jì)效益。

2 技術(shù)分析

2.1 建立角型排布防雷擊試驗。角型排布，就是將架空電力導(dǎo)線呈三角形排列，壓縮線路占用空間，實現(xiàn)線路防雷擊“以一保二”的格局，以減少線路因雷擊而造成的多相斷路，從而提升電網(wǎng)自我保護(hù)能力，降低線路跳閘次數(shù)和設(shè)備損壞系數(shù)。同時，能夠有效緩解線路走廊壓力，有利節(jié)約砍伐樹木等成本支出。（1）本項試驗的原理。在輸配電線路中，當(dāng)采用桿型為“上字”型三角排列的直線桿塔時，三相線分別安裝絕緣子造成絕緣差異，當(dāng)線路遭受雷擊過電壓時，中相首先閃絡(luò)放電接地，閃絡(luò)后的中相導(dǎo)線相當(dāng)于一條接地線，從而增加了另外兩邊線的耦合作用，使邊相線路不再發(fā)生絕緣閃絡(luò)，因而就不會由于弧光短路引起線路跳閘。（2）本項試驗的依據(jù)。國家標(biāo)準(zhǔn)《66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范（GB 50061-2010）》6.0.2條款“3～10kV單回路桿塔，導(dǎo)線宜采用三角排列；多回路桿塔，導(dǎo)線可采用三角和水平混合排列或垂直排列”等規(guī)定，為我們采用角型線路排布方式進(jìn)行防雷擊試驗提供了技術(shù)依據(jù)。（3）本項試驗的做法。針對普通雷擊區(qū)域，我們在##線組織了專項試驗，改變原有水平排列的導(dǎo)線布線方式，將配電線路水泥電桿上的2.4m橫擔(dān)更換為##m橫擔(dān)，橫擔(dān)安裝距桿頂距離為##m，采用Φ190mm抱箍及頭鐵將中相線提高位置并固定，實現(xiàn)三相配電線路三角排列，同時為確保原油生產(chǎn)不受線路供電影響，每相距##m在線路桿頂加裝HY5WS-10/30型復(fù)合氧化鋅避雷器1組。（4）本項試驗取得的數(shù)據(jù)。2016年##線雷擊計數(shù)器顯示為10次接地，實際跳閘與接地次數(shù)為2次（見表1）。##線全線4.8公里，主要負(fù)荷為##站全部油井以及##站部分油井，按照曙光采油廠水電管理訊中心提供數(shù)據(jù)，每4小時影響產(chǎn)量##噸計算，同比減少因停電所影響產(chǎn)量##噸。

2.2 建立線路避雷密度試驗。（1）本項試驗的原理。過去油田普遍采用##型復(fù)合氧化鋅避雷器，通過多年應(yīng)用我們發(fā)現(xiàn)該避雷器在曙光油區(qū)多濕潤的環(huán)境下，防雷避雷效果還有所不足。2016年我們積極查證防雷新技術(shù)，通過與廠主管部門溝通，采用了一批新的##間隙式金屬氧化物避雷器，并對其進(jìn)行加密排布。該避雷器由上下兩部分組成，上部分為間隙金屬氧化物避雷器，下部分為熱爆式脫離器。避雷器與線路絕緣子并聯(lián)安裝時，避雷器上端電極與高壓導(dǎo)線形成間隙距離為65mm±10mm的空氣放電間隙。當(dāng)線路遭受雷擊時，若雷擊電流達(dá)到耐受電流以上時，將擊穿放電間隙，通過熱爆式脫離器形成放電，脫離器及時動作，將該避雷器從配電系統(tǒng)中剔除，因而不影響線路正常供電。該避雷器因脫離器動作，還可為故障點源提供明顯標(biāo)識，便于迅速發(fā)現(xiàn)、及時處理，更加適應(yīng)電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)運(yùn)行的要求。（2）本項試驗的依據(jù)。國家機(jī)械工業(yè)部《交流系統(tǒng)用復(fù)合外套無間隙金屬氧化物避雷器（JB/T 8952-2005）》標(biāo)準(zhǔn)中對氧化物避雷器各項參數(shù)進(jìn)行了明文要求，對避雷器安裝方式進(jìn)行具體闡述。按照雷電波的傳輸速率和傳輸衰減率及過電壓計算的要求，通常雷電流用斜角波代表，即上升時間為2.6μs。當(dāng)雷電流作用于導(dǎo)線，沿導(dǎo)線傳輸?shù)浇^緣子上時，會變成沖擊電壓波作用，沖擊電壓波通常用1.2/50μs的波形表示。設(shè)絕緣子在沖擊電壓最高值時發(fā)生閃絡(luò)，則存在上升時延現(xiàn)象，即1.2μs。若雷電流傳輸以光速傳播（c=300m/μs），則簡單估算保護(hù)檔距應(yīng)為1.2×300=360m。（3）本項試驗的做法。針對雷擊密集區(qū)域，我們在##線實施了間隙式氧化鋅避雷器的加密安裝，按照間距360m的計算依據(jù)，共計安全避雷35組，實現(xiàn)了全線路防雷區(qū)域覆蓋，為配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行提供了較大保證。（4）本項試驗取得的數(shù)據(jù)。2016年##線雷擊計數(shù)器顯示為12次接地，實際跳閘與接地次數(shù)為0次（見表2），##線全長9.6公里，主要負(fù)荷為##站以及##站部分油井，按照曙光采油廠水電訊管理中心提供數(shù)據(jù)，每4小時影響產(chǎn)量##噸計算，同比減少因停電影響產(chǎn)量##噸。

3 項目的實施效果

3.1 社會效益。（1）為油田生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)防雷技術(shù)推廣奠定了基礎(chǔ)。三種方式取得的試驗成果，為整個油區(qū)拓展防雷技術(shù)應(yīng)用提供了必要依據(jù)，進(jìn)一步提升原油生產(chǎn)配電保障工作能力。（2）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行能力更加高效可靠。通過新防雷技術(shù)電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行能力大幅提高，全年累計減少雷擊停電##次，有效減少了線路停電對原油生產(chǎn)的影響，實現(xiàn)了電力設(shè)備和線路的高質(zhì)量管理，網(wǎng)絡(luò)自身的安全平穩(wěn)運(yùn)行能力有了可靠保證。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益?！皾竦貐^(qū)域油田配電網(wǎng)絡(luò)防雷技術(shù)試驗與實踐”的實施，突出了三種防雷措施對電網(wǎng)運(yùn)行影響，因措施的有效應(yīng)用，雷擊跳閘次數(shù)明顯減少，開井時率得到保障，避免停電影響產(chǎn)量##噸，按照噸油價格##元/噸，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益##萬元。成果創(chuàng)效采用相關(guān)因素合成法（PCP）進(jìn)行計算，具體如下：

其中：EP：成果產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益；∑Ei：成果產(chǎn)生的各單項效益之和（避免停電影響的產(chǎn)量×噸油價格）；∑Cb：成果的各項實施費用之和（材料費）；

計算過程如下：

4 結(jié)束語

“濕地區(qū)域油田配電網(wǎng)絡(luò)防雷技術(shù)試驗與實踐”的開展，為油田生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)防雷技術(shù)推廣奠定了基礎(chǔ)。三種方式取得的試驗成果，為整個油區(qū)拓展防雷技術(shù)應(yīng)用提供了必要依據(jù)。電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行能力大幅提高，有效減少了線路停電對原油生產(chǎn)的影響，實現(xiàn)了電力設(shè)備和線路的高質(zhì)量管理，網(wǎng)絡(luò)自身的安全平穩(wěn)運(yùn)行能力有了可靠保證。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：高云彪，助理工程師，2013年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)任遼河油田曙光采油廠電力工程大隊技術(shù)員。