電力系統(tǒng)故障的類型及發(fā)生的原因

1、電力系統(tǒng)故障的類型及發(fā)生的原因摘要：由各級(jí)電壓的電力線路將一些發(fā)電廠 ，變電所和電力用戶聯(lián)系起來(lái)的一個(gè) 發(fā)電，輸電，變電，配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)故障類型主要 有短路故障，斷相故障，復(fù)雜故障以及自然災(zāi)害引起的故障。關(guān)鍵字：短路故障 斷相故障 復(fù)雜故障 自然災(zāi)害 凍雨 電力故障1短路故障短路就是指不同點(diǎn)位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的地阻 性短接。1）造成短路的主要原因：是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。這種損壞可能是由于長(zhǎng)期運(yùn)行，絕緣白然老化或由于設(shè)備本身質(zhì)量低 劣，絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿，或設(shè)備質(zhì)量合格，絕緣合乎要 求而被過電壓（包括雷電過電壓）擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外

2、力損 傷而造成短路；工作人員由于違反安全操作規(guī)程而發(fā)生誤操作，或者誤將低壓設(shè)備接入較高電壓的電路中， 也可造成短路；鳥獸（包括蛇， 鼠等）跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣，也是導(dǎo)致短路的一個(gè)原因。2）短路的后果：短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負(fù)荷電 流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安。如 此大的短路電流可對(duì)電力系統(tǒng)造成極大危害。 短時(shí)要產(chǎn)生很大的電動(dòng) 力和很高的溫度，而是故障原件和短路電路中的其他元件受到損害和 破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故；短路時(shí)電路的電壓驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè) 備的正常工作；短路時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作，將故障電路切除，從而造

3、成停 電，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失越大；嚴(yán)重 的短路電流要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性， 可是并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步造成系統(tǒng)解列；不對(duì)稱短路包括單相短路和兩相短路， 其短 路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變電磁場(chǎng)， 對(duì)附近的通信設(shè)備，電子設(shè) 備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至是使發(fā)生誤動(dòng)作。3）短路的形式:短路種類示意圖代表符號(hào)三相短路兩相短路單項(xiàng)短路兩相接地短路/vv>S (1.1)2斷相故障斷相故障：電力系統(tǒng)一相斷開或倆相斷開的情況，屬于不對(duì)稱性故障。斷相種類：一相斷開倆相斷開3復(fù)雜故障復(fù)雜故障：電力系統(tǒng)的不同地點(diǎn)（倆處或倆處以上）同時(shí)發(fā)生不對(duì)稱故障的情況.4白然

4、災(zāi)害引起的故障除以上三種故障外，白然災(zāi)害（泥石流，洪水，凍雨等）對(duì)電力 系統(tǒng)危害也很大，這里主要談一下凍雨對(duì)電力系統(tǒng)造成的危害。凍雨 既非固態(tài)的降水又不同于一般水滴， 而是一種過冷卻水滴（溫度低于 0C）它在溫度略低于0C的空氣中能夠保持過冷狀態(tài)，其外觀同一 般雨滴相同，當(dāng)它落到溫度為0C以下的物體上時(shí)，立刻凍結(jié)成外表 光滑而透明的冰層。在我國(guó)南方特別是西南地區(qū)，凍雨并非一種罕見 的天氣現(xiàn)象。它是冷暖氣團(tuán)交匯并達(dá)到特定的氣溫條件時(shí)所形成的一 種特別的降水形式，當(dāng)較強(qiáng)的冷空氣南下遇到暖濕氣流時(shí)， 冷空氣重 而暖空氣輕所以冷空氣位于暖空氣之下即鋒面系統(tǒng)，在垂直方向上形 成逆溫即近地面冷氣團(tuán)控制區(qū)溫

5、度低，高空暖氣團(tuán)控制區(qū)溫度較高， 再往更高處溫度又隨海拔的升高而降低。在滿足水汽和凝結(jié)核的條件 下形成凍雨溫度需要達(dá)到下列要求：近地面約 2000米左右的空氣層 溫度稍低于0C;約2000米至4000米的空氣層溫度高于0C,比較 暖一點(diǎn)；再往上一層又低于0C,這樣的大氣層結(jié)構(gòu)，使得上層云中 的過冷卻水滴、冰晶和雪花，掉進(jìn)比較暖一點(diǎn)的氣層，都變成液態(tài)水 滴。再向下掉，又進(jìn)入不算厚的凍結(jié)層。當(dāng)它們隨風(fēng)下落，已經(jīng)以過 冷卻的形式接觸到冰冷的物體，便立即凝結(jié)成冰，即滴水成冰。而凍 雨區(qū)向北2000米至4000米溫度低于0C,雪花不會(huì)融化于是降落到 地面形成降雪凍雨區(qū)向南近地面的溫度又高于零度，雨水又不

6、會(huì)過冷卻，因此形成普通的降水。因此也就形成的我國(guó)白北向南的這三種降水形式。具體來(lái)講我國(guó)北方的冷空氣經(jīng)華北南下越過長(zhǎng)江，在長(zhǎng)江以南呈 扇型展開，并繼續(xù)南下。當(dāng)扇型冷空氣的西南翼到達(dá)南北走向的橫斷 山脈時(shí)，受高山阻隔，在山脈以東的廣大區(qū)域內(nèi)不斷堆積，于是在云、 貴、川、桂，包括湖南西部的地面和低空，形成冷氣團(tuán)。每到冬季， 這一區(qū)域同時(shí)還受到來(lái)白孟加拉灣暖濕氣流的影響， 這股氣流在越過 橫斷山脈后，與冷氣團(tuán)相遇便覆蓋在冷氣團(tuán)之上上， 形成鋒面天氣系 統(tǒng)，而今年南下強(qiáng)冷空氣滯留在長(zhǎng)江以南。 來(lái)白孟加拉灣暖氣流也是 異常強(qiáng)大，暖氣流抵達(dá)我國(guó)長(zhǎng)江以南，遭遇北方的強(qiáng)冷空氣后，南北 兩強(qiáng)各不相讓，滯留在我國(guó)南

7、方，形成了一場(chǎng)近一個(gè)月的拉鋸戰(zhàn)。實(shí) 際上就如同我國(guó)江南地區(qū)的梅雨一樣， 這個(gè)鋒面系統(tǒng)既不是冷鋒也不 是暖鋒而是形成了準(zhǔn)靜止鋒。因此造成了我國(guó)持續(xù)的大范圍冰雪天 氣。同樣由于冷暖氣團(tuán)都很強(qiáng)大，所以垂直上溫差也比較大，這就給 凍雨的形成也提供了良好的條件， 范圍大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)最終導(dǎo)致其成 為了災(zāi)害性天氣。凍雨在碰到樹枝、電線、或地面上時(shí)，就會(huì)在這些物體上凍結(jié)成 外表光滑、晶瑩透明的一層冰殼，有時(shí)邊凍邊淌，象一條條冰柱。這 種冰層在氣象學(xué)上又稱為“雨淞”。凍雨落在電線、樹枝、地面上， 隨即結(jié)成外表光滑的一層薄冰，有的是如同冰糖葫蘆的糖衣一樣將附 著物包裹起來(lái)，有的則是邊流動(dòng)邊凍結(jié)，結(jié)果便制造出一串串

8、鐘乳石 似的冰柱、冰穗（俗稱“冰掛”），它們晶瑩透亮，如同冰雕一般可 以說(shuō)是大白然的一大奇觀，煞是好看！可惜的是，雨淞并沒有像它的 親戚霧淞一樣成為人們欣賞的一大奇觀， 而是成為了災(zāi)害，雨淞與霧 淞的區(qū)別簡(jiǎn)而言之雨淞是由雨滴凝結(jié)而成的， 而霧淞則是由水汽凝華 而成。在密度上雨淞可以達(dá)到 0.85克/立方厘米，而霧淞只有0.25 克/立方厘米,對(duì)于附著物的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于霧淞。雨淞與地表水的結(jié)冰 也有明顯不同，雨淞邊降邊凍，能立即粘附物體的外表而不流失，形 成越來(lái)越厚的堅(jiān)實(shí)冰層，從而使物體負(fù)重加大。其特性使其在電力、 農(nóng)業(yè)、交通等方面造成比較嚴(yán)重的影響。雨淞最大的危害是使供電線路中斷，雨淞使高壓線的

9、鋼塔可能會(huì) 承受10- 20倍的電線重量，在兩個(gè)鋼鐵之間的電線上所凝結(jié)的冰的 重量可以達(dá)到數(shù)噸之重，電線結(jié)冰后，遇冷收縮，加上風(fēng)吹引起的震 蕩和雨淞重量的影響，能使電線和電話線不勝重荷而被壓斷， 幾公里 以致幾十公里的電線桿成排傾倒，造成輸電、通訊中斷，嚴(yán)重影響當(dāng) 地的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。以下是我國(guó)凍雨對(duì)電力影響的大致表:年份受災(zāi)區(qū)域受災(zāi)情況2008貴州，湖南，湖北，安徽，江蘇，江西等福建電網(wǎng)覆冰已經(jīng)造成3 5千伏變電站停電8座，線路倒桿9 5 4 8根、跳閘4 9 4條，僅1 0千伏、0 . 4千伏 受損線路長(zhǎng)度就達(dá)2 0 0 0公里，已經(jīng) 造成停電臺(tái)區(qū)7 3 8 4個(gè)，停電用戶5 61786戶，受

10、災(zāi)行政村1149 個(gè)，完全停電鄉(xiāng)鎮(zhèn)2 7個(gè)。電力電網(wǎng)修復(fù)資金需300億元2009年3月5日安徽，六安、安慶等六安電網(wǎng)10千伏線路受損92條268.2 千米，倒、斷桿31根；低壓線路累計(jì) 受損641條601倒、斷桿1694根；受災(zāi)臺(tái)區(qū)272個(gè)，影響34605戶供 電。安慶電網(wǎng)35千伏線路斷線3處，10千伏線路斷桿44根，斷線125處； 低壓線路斷桿1182根，斷線2467處， 影響約31061戶供電。20102 月 24日至25日沈陽(yáng)、撫順、鐵嶺、盤錦、錦州、葫盧島、 鞍山等地區(qū)遼寧電網(wǎng)有4條550kv線路跳線，19 條220kv線路跳線。凍雨造成鐵路接觸 網(wǎng)嚴(yán)重結(jié)冰以下是幾種消除輸電線上的冰塊

11、及凍雨預(yù)防的措施:1短路融冰的原理湖南省屬亞熱帶地區(qū)，冬、春季陰濕多雨，其氣候、地理?xiàng)l件都 易發(fā)生冬、春季的架空線路覆冰，對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行威脅甚大.主 要是對(duì)輸電線路造成冰閃和機(jī)械破壞，進(jìn)而影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn) 行，甚至導(dǎo)致電網(wǎng)瓦解事故。電力系統(tǒng)防凍融冰工作是保證電網(wǎng)冬季安全運(yùn)行的重要舉措。為 了和冰害作斗爭(zhēng)，在電力線路設(shè)計(jì)和施工中除采用“避、抗、防”等措施外，短路融冰是防止冰害事故的主要手段。1短路融冰的原理短路融冰，即在架空線路的某一點(diǎn)裝設(shè)三相融冰短接線（但不接 地），再對(duì)線路送融冰電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，線路發(fā)熱，從而將架 空線路上的覆冰融化。2防凍融冰存在的問題及分析輸電線路的短路融冰操作性質(zhì)屬于事故處理.值班調(diào)度員臨時(shí)擬寫操作指令票，安排電網(wǎng)運(yùn)行方式，臨時(shí)將輸電線路上的用戶轉(zhuǎn)移到 其他線路上供電，操作任務(wù)多且很復(fù)雜，往往一條輸電線路融完冰要 幾個(gè)小時(shí)到十幾個(gè)