電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)研究

孟劼

摘 要：近年來，隨著我國電力工程行業(yè)不斷發(fā)展，民眾用電需求不斷增長，這對輸電電網(wǎng)的可靠性要求越來越高，導(dǎo)致在電力生產(chǎn)中出現(xiàn)很多安全問題。針對輸電網(wǎng)絡(luò)的工作特性，雷擊跳閘一直是影響整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)安全的重要原因，加之雷擊的多變性和隨機(jī)性，其給輸電網(wǎng)絡(luò)的安全問題帶來了不少困擾。文章主要淺述了電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系以及評估流程，并針對實(shí)際應(yīng)用中的問題提出了與之對應(yīng)的防雷害措施。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)雷害；風(fēng)險(xiǎn)評估；防雷措施

中圖分類號：TM863 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）26-0145-02

Abstract： In recent years， with the continuous development of power engineering industry in our country， the demand for electricity is growing， which requires higher and higher reliability of the transmission grid， resulting in a lot of security problems in power production. In view of the working characteristics of transmission network， lightning tripping has always been an important reason affecting the security of the entire transmission network. In addition， the variability and randomness of lightning strike have brought a lot of problems to the security of transmission network. In this paper， the lightning hazard risk assessment system and assessment flow of power grid are described， and the corresponding lightning protection measures are put forward in accordance with the problems in practical application.

Keywords： lightning disaster of power grid； risk assessment； lightning protection measures

引言

電網(wǎng)雷擊災(zāi)害是無法避免的災(zāi)害性問題，電力工程人員只要將此種危害降至最低，才能最大限度的保證輸電網(wǎng)絡(luò)的安全。就一般情況而言，變電站安裝的防雷害保護(hù)裝置能夠大大提升變電站的雷害防護(hù)能力，雷害風(fēng)險(xiǎn)主要集中在高壓輸電網(wǎng)絡(luò)中。因此，采用合理的方法對輸電網(wǎng)絡(luò)雷害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，并采取積極的應(yīng)對措施是極有必要的。

1 電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系綜述

輸電網(wǎng)絡(luò)的雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系主要分為幾個(gè)方面：電網(wǎng)站、輸電網(wǎng)絡(luò)、桿塔區(qū)段、桿塔，通過對這四點(diǎn)的雷害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，組成一套全面的雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系。

對于桿塔而言，將桿塔區(qū)的跳閘指標(biāo)作為衡量雷害侵襲的影響程度是可行的，但是以雷害的平均值作為綜合評價(jià)指標(biāo)就會(huì)忽略極端雷擊天氣對桿塔的影響，最終會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，不能分析出該地區(qū)最強(qiáng)雷害指數(shù)，進(jìn)而降低各個(gè)輸電站防雷能力。而對于輸電網(wǎng)絡(luò)而言，雷擊跳閘率可以準(zhǔn)確作為雷害風(fēng)險(xiǎn)來源的指標(biāo)，該指標(biāo)能夠準(zhǔn)確反映各個(gè)地區(qū)的雷害風(fēng)險(xiǎn)，但在總體評估中應(yīng)該加入累計(jì)重合閘率以及人工輔助送電成功率、供電可靠性、裝置受損性以及線路等級等因素，引入到綜合評價(jià)體系中，進(jìn)而評估出該線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

對于不同地區(qū)變電站，電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系總體是一樣的。依據(jù)國家電網(wǎng)公司給出的基礎(chǔ)評估參數(shù)，例如：各個(gè)地區(qū)雷電特征參數(shù)、不同地區(qū)的地形參數(shù)、不同輸電線路的輸電特性、輸電線路的絕緣特性等參數(shù)，結(jié)合以上參數(shù)通過計(jì)算可得不同地區(qū)的桿塔及輸電網(wǎng)絡(luò)的跳閘率值，并根據(jù)跳閘率值計(jì)算出輸電網(wǎng)絡(luò)的防雷性能設(shè)計(jì)值、安全值以及雷擊上限值，最后通過以上參數(shù)及安全數(shù)值計(jì)算出雷害風(fēng)險(xiǎn)等級。通過計(jì)算得出雷害風(fēng)險(xiǎn)等級，評估整個(gè)供電區(qū)段的雷害風(fēng)險(xiǎn)等級，確定出該區(qū)域內(nèi)最容易受到雷害的桿塔區(qū)段。

此外，在風(fēng)險(xiǎn)評估體系中還應(yīng)考慮供電可靠性、設(shè)備壞損率以及供電網(wǎng)絡(luò)重要度幾個(gè)考量因素，并加入故障實(shí)例，確定出最終的雷害風(fēng)險(xiǎn)等級，就此打造成“電網(wǎng)站-供電線路-桿塔區(qū)段-桿塔”的科學(xué)評估體系。詳細(xì)評估體系見圖1。

2 電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估理論應(yīng)用

上文主要簡述了電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估體系架構(gòu)的基本內(nèi)容。但電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估與桿塔區(qū)段、桿塔的評估方式截然不同，因?yàn)槊織l供電線路承載的供電量不同，每條線路的重要等級、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間也不同，所以應(yīng)有不同的評估體系詳細(xì)評估每條供電線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)等級。

筆者認(rèn)為，可以通過分析雷擊跳閘后的合閘成功率及人工輔助合閘送電成功率進(jìn)行評估，鑒于兩種方式給供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行造成的影響不同，雷擊風(fēng)險(xiǎn)影響也不同。按照雷擊風(fēng)險(xiǎn)，我們可以得到以下結(jié)果：雷擊后重新合閘成功率<人工輔助送電成功率<重新合閘失敗且人工合閘失敗，結(jié)合上述排序不難得出，雷擊之后應(yīng)該細(xì)致分析所有故障情況，不能盲目依靠評估體系計(jì)算，應(yīng)該充分分析各個(gè)故障之間的差異性。通過電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評估模型進(jìn)行計(jì)算后，能夠得到三種風(fēng)險(xiǎn)各自的評價(jià)權(quán)重向量，即能夠反映各條線路的雷擊重合閘成功、重合失敗但強(qiáng)送成功和重合失敗且強(qiáng)送失敗三種風(fēng)險(xiǎn)的三個(gè)權(quán)重向量。