污閃對(duì)電力系統(tǒng)的危害

1、污閃對(duì)電力系統(tǒng)的危害隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)容量和額定輸電電壓等級(jí)相應(yīng)提高，伴隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展，部分地區(qū)的環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重，電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備外絕緣的污閃事故所造成的影響和危害也日益嚴(yán)重。1.1污閃事故污閃是個(gè)區(qū)域性問(wèn)題，其顯著特點(diǎn)是同時(shí)多點(diǎn)跳閘的幾率高。絕緣等級(jí)愈低，跳閘幾率愈大，且重合閘成功率愈小。華北電網(wǎng)19751985年統(tǒng)計(jì)表明，輸電線(xiàn)路跳閘率為27%。19961997年，京津唐電網(wǎng)變電設(shè)備的幾次污閃事故中，重合也大都失敗。重合不良則意味著存在永久性故障，而多點(diǎn)故障則意味著多處供電失去電源，甚至造成大面積的停電事故。污閃的上述特點(diǎn)，是由于其本身的特殊性造成的。一個(gè)大、中型變電站，絕緣子大約

2、有幾百支甚至上千支；而變電站的進(jìn)線(xiàn)、出線(xiàn)也有幾條至幾十條。在周?chē)鷰资蛏习倨椒焦锏牡貐^(qū)，大氣的污染幾乎是相近的，霧、露、毛毛雨等潮濕的氣象條件也幾乎是相同的，一旦一處污閃跳閘，則表明這個(gè)地區(qū)幾乎相同的幾百個(gè)或上千個(gè)絕緣子個(gè)體均處于臨界污閃跳閘的邊緣。一處跳閘，重合閘動(dòng)作，還會(huì)造成電網(wǎng)的振蕩，使臨界輸變電設(shè)備又多承受一個(gè)操作過(guò)電壓的作用，使設(shè)備處于更加不利的狀態(tài)。特別是較多設(shè)備的外絕緣抗污閃能力都低于實(shí)際承受的嚴(yán)酷濕污條件時(shí)，往往會(huì)造成區(qū)域性的大面積污閃事故。1989年末至1990年初，全國(guó)若干個(gè)省市的大面積污閃的根本原因就是輸電線(xiàn)路配置的外絕緣水平相對(duì)于設(shè)備表面實(shí)際污染程度對(duì)外絕緣的要求相差

3、太多的緣故。近年來(lái)我國(guó)有多起大面積污閃事故發(fā)生。例如，1996年12月2730日華東地區(qū)出現(xiàn)罕見(jiàn)的大霧，華東電網(wǎng)23條500kV線(xiàn)路中就有11條發(fā)生閃絡(luò)，跳閘77次；220kV線(xiàn)路中24條線(xiàn)路閃絡(luò)，跳閘58次。1996年12月，安徽省35條220kV線(xiàn)路有8條發(fā)生污閃事故，跳閘35次；8條500kV線(xiàn)路有2條發(fā)生閃絡(luò)事故，跳閘6次。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，19711980年我國(guó)輸電線(xiàn)路發(fā)生的污閃事故1126次，變電所設(shè)備的事故有761次，到了19811990年，輸電線(xiàn)路發(fā)生的污閃事故1907次，變電所設(shè)備的事故達(dá)695次。后10年的污閃事故次數(shù)比前10年又有增加，且事故嚴(yán)重。20世紀(jì)90年代后大面積污閃

4、事故更為突出，1990年華北地區(qū)的大面積的污閃事故，19961997年華東地區(qū)大面積的污閃事故，以及2000年遼寧、華北、河南等地的大面積污閃事故，都具有事故影響范圍大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重等特點(diǎn)。污閃事故中以霧閃為主，表5-1列出了我國(guó)20世紀(jì)70年代以來(lái)發(fā)生的重大污閃事故。由表可見(jiàn)，我國(guó)地域性的事故時(shí)有發(fā)生，而大多都是大霧天氣；到了80年代末和90年代，跨地區(qū)、跨省市的大面積污閃開(kāi)始出現(xiàn)，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的損失愈來(lái)愈大。表5-1 19742001年全國(guó)重大污閃事故簡(jiǎn)況事故時(shí)間電網(wǎng)名稱(chēng)氣象條件事故事故影響1974上海市大霧220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電5條，變電站跳閘/停電4座1974-2-2

5、6沈陽(yáng)、撫順二市大霧44220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電7條，變電站跳閘/停電41座停電時(shí)間10h以上，電能損失160萬(wàn)1976武漢關(guān)山霧220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘1條少送電500萬(wàn)1976-2-14上海閘北電廠(chǎng)及北郊霧220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電4條，110kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電3條，110kV220kV級(jí)變電站全線(xiàn)停電影響上海北郊3個(gè)站全停，一次停電少供電1013萬(wàn)1977-1-151977-2-12淄博、昌邑、煙臺(tái)、惠民4個(gè)地區(qū)大霧35220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電63條，變電站跳閘/停電105座損失電能431萬(wàn)1980徐州廠(chǎng)變霧110kV級(jí)變電站跳閘/停電4座，35kV級(jí)變電站跳閘/停電7座少送電316萬(wàn)

6、1985-2-51985-2-9河南電網(wǎng)大霧220kV級(jí)變電站跳閘/停電10座36次，110kV級(jí)變電站跳閘/停電15座47次，35kV級(jí)變電站跳閘/停電2座5次1986-3-16蘭州電網(wǎng)雨夾雪35kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電24條，220kV級(jí)變電站跳閘/停電54座，110kV級(jí)變電站跳閘/停電28座蘭州電網(wǎng)與主網(wǎng)解列達(dá)5h1987-1-151987-1-15天津電網(wǎng)大霧220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電1條， 110kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電14條1987-1-211987-1-221987-2-91987-2-10河北電網(wǎng)大霧220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電3條， 110kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電4條，35kV級(jí)線(xiàn)路跳閘

7、/停電1條1987-1-31987-1-51987-2-17陜西關(guān)中電網(wǎng)雨夾雪35330kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電57條，變電站跳閘/停電54座關(guān)中大面積停電1987-12-28遼西電網(wǎng)霧550kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電2條， 220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電5條遼西大面積停電1989-1-131989-1-14唐山市霧220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電3條， 110kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電2條，35kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電1條1989-1990初華北、華東、河南、山東東北等地霧僅華北一個(gè)分區(qū)，京津唐10500kV、河北分網(wǎng)220kV、晉中南110220kV線(xiàn)路50條線(xiàn)路掉閘、25條線(xiàn)路跳閘145次1996年末1997年初華東

8、、華中、西北、山東等霧500kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電15條，330kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電2條，220kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電51條。500kV級(jí)變電站跳閘/停電1座，300kV級(jí)變電站跳閘/停電3座，110kV級(jí)變電站跳閘/停電11座，同時(shí)導(dǎo)致26串絕緣子斷串，23起導(dǎo)線(xiàn)落地事故2001年初河南、華北、遼寧等地雨夾雪、大霧66500kV級(jí)線(xiàn)路跳閘/停電238條，66500kV級(jí)變電站跳閘/停電34座972次2002-1-142002-1-15常德、湘潭等地大霧220kV線(xiàn)路先后跳閘/停電4條，500kV線(xiàn)路先后跳閘/停電4條2006年元月山東、河北及京津部分地區(qū)大霧500kV線(xiàn)路先后不跳閘/停電7次20

9、06-1-282006-1-302006-2-122006-2-13河南電網(wǎng)大霧10kV以上線(xiàn)路跳閘/停電133次，110kV以上線(xiàn)路跳閘/停電15條，鳥(niǎo)糞閃絡(luò)也是電力系統(tǒng)的一大危害，鳥(niǎo)糞閃絡(luò)是指由棲息在桿塔上的鳥(niǎo)排泄物引起的閃絡(luò)事故。從鳥(niǎo)類(lèi)造成故障的電壓看，20%發(fā)生在220 kV線(xiàn)路上，80%發(fā)生在110 kV線(xiàn)路上。另外，還有其他一些類(lèi)型的閃絡(luò)事故，如雪閃、露閃、冰閃等，如華中地區(qū)發(fā)生罕見(jiàn)的惡劣雨雪天氣和電網(wǎng)冰閃事故。2005年春節(jié)期間（2月715日），華中地區(qū)遭遇了罕見(jiàn)的惡劣雨雪天氣，特別是湖南、湖北分別遭遇50年和35年一遇的罕見(jiàn)的冰雪惡劣天氣。由于雨雪持續(xù)長(zhǎng)達(dá)10多天，鐵塔、絕緣子

10、和導(dǎo)地線(xiàn)表面覆冰厚度迅速增加。故障線(xiàn)路一般導(dǎo)線(xiàn)覆冰在30毫米以上，局部在65毫米，絕緣子串覆冰在50毫米左右，桿塔覆冰達(dá)到4080毫米，局部達(dá)到100毫米，而故障線(xiàn)路一般按10-15毫米導(dǎo)線(xiàn)覆冰考慮，這次大范圍故障線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)覆冰嚴(yán)重超出了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。華中電網(wǎng)相繼發(fā)生了從未有過(guò)的500千伏線(xiàn)路大范圍跳閘和倒塔事故，500千伏18條交、直流輸電線(xiàn)路跳閘共69次，局部地區(qū)、省間電網(wǎng)解網(wǎng)4次，其中湖南電網(wǎng)與主網(wǎng)解列1次，湖北恩施地區(qū)電網(wǎng)因葛雁線(xiàn)跳閘與主網(wǎng)解列2次，華中西部電網(wǎng)（川渝電網(wǎng)）與東部電網(wǎng)解網(wǎng)1次。解列期間，湖南電網(wǎng)、恩施地區(qū)電網(wǎng)低周減載動(dòng)作，切除了少量負(fù)荷，隨后很快恢復(fù)。4條500千伏線(xiàn)路倒塔2

11、4基，部分輸、變電設(shè)備損壞，電網(wǎng)安全和節(jié)日保電經(jīng)受了前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)。1998年11月1日至3日，由于異常的氣候條件，陽(yáng)泉地區(qū)輸電線(xiàn)均出現(xiàn)霧淞、雪淞、覆冰現(xiàn)象，引起線(xiàn)路連續(xù)故障，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行造成很大威脅。2002年又發(fā)生3次冰閃故障，而且兄弟單位也有同類(lèi)故障發(fā)生。1.2 污閃的影響和危害電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力企業(yè)具有社會(huì)公用事業(yè)和企業(yè)行為雙重性質(zhì)。電力工業(yè)為各行各業(yè)提供電力、為人民日常生活提供光明與便利，因事故造成供電中斷，就可能造成各行各業(yè)的生產(chǎn)停頓或癱瘓；產(chǎn)生的一系列次生事故，給社會(huì)帶來(lái)危害、人民生活秩序帶來(lái)嚴(yán)重混亂，給電力部門(mén)造成巨大的電力經(jīng)濟(jì)；損失嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成極壞的政治

12、影響。美加大停電、莫斯科大停電等電力事故引發(fā)，造成了極其嚴(yán)重的社會(huì)影響、巨大的經(jīng)濟(jì)損失并使電網(wǎng)遭受?chē)?yán)重的破壞！污閃事故造成的直接電能損失，以及給國(guó)民經(jīng)濟(jì)到來(lái)的損失是十分驚人的。一次污閃事故的發(fā)生，小則造成區(qū)域性突發(fā)停電，大則導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)供電中斷。1976年2月上海閘北電廠(chǎng)一次事故，就減少發(fā)電1013萬(wàn)kWh，導(dǎo)致上海北部地區(qū)大面積停電。又如，1977年12月份，山東淄博、昌邑、煙臺(tái)、惠民4個(gè)地區(qū)相繼發(fā)生了地區(qū)性大面積污閃，涉及35220kV線(xiàn)路，有63條跳閘，105個(gè)變電站停電，損失電量431萬(wàn)kWh；同時(shí)造成多處油田關(guān)閉、輸油管凝固等重大事故。2006年元月，河北、山東和京津部分地區(qū)大霧持續(xù)

13、30多個(gè)小時(shí)，輸電線(xiàn)路閃絡(luò)事故接連發(fā)生，其中500千伏線(xiàn)路相繼發(fā)生7次閃絡(luò)事故。-2006年1月28至1月30日，河南省大部分地區(qū)出現(xiàn)多年罕見(jiàn)的大霧，發(fā)生污閃使10KV以上線(xiàn)路跳閘133次；2月12日至13日，河南省大部分地區(qū)再度出現(xiàn)大霧致使110千伏以上線(xiàn)路跳閘15條次。-2001年2月22日午夜，一場(chǎng)迷天大霧造成中國(guó)遼寧電網(wǎng)發(fā)生大面積污閃事故，在這場(chǎng)污閃事故中，共有500kV線(xiàn)路5條、220kV線(xiàn)路48條、66kV線(xiàn)路59條先后停電；變電所500kV1座、220kV12座、66kV120座先后停電退出運(yùn)行。此次“2.22”污閃事故持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)14個(gè)小時(shí)。在此過(guò)程中，受到傷害的輸電線(xiàn)路有11

14、2條，導(dǎo)線(xiàn)燒傷27處、9條線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)被燒斷；有635只瓷絕緣子被擊毀，3支復(fù)合絕緣子被燒壞；損失電量9,375MWh（每Wh按0.28元計(jì)算損失大約26.25億元）。-1990年1月1日至2月15日，污閃導(dǎo)致，河南省電網(wǎng)220kV線(xiàn)路22條跳閘124次(占全部線(xiàn)路的55%)、5座變電站停止運(yùn)行；110kV線(xiàn)路49條跳閘162次、7座變電站停止運(yùn)行。此次污閃事故波及9個(gè)供電局(總12個(gè))，三門(mén)峽、安陽(yáng)電廠(chǎng)分別與系統(tǒng)8次和9次解列，三門(mén)峽市停電3次，電氣化鐵路停運(yùn)，義馬等煤礦停產(chǎn)，鄭州鋁廠(chǎng)停產(chǎn)。損失電量13000MWh（每Wh按0.28元計(jì)算損失大約36.4億元）。20世紀(jì)90年代，我國(guó)的華東、華中

15、、華北、西北等地區(qū)發(fā)生跨省市的大面積污閃事故，都曾造成地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的幾度解列。1989年末至1990年初，我國(guó)跨省市的大面積污閃，特別是500kV線(xiàn)路的大量跳閘，引起了電力部門(mén)的高度重視，曾投入大量人力、物力解決輸變電設(shè)備的污閃問(wèn)題，也收到了相當(dāng)大的效果，使電力系統(tǒng)的污閃跳閘率和事故率在幾年內(nèi)連續(xù)下降。但是，1996年末至1997年初以及2000年全國(guó)性的大面積污閃再度發(fā)生，使我們?cè)僖淮握J(rèn)識(shí)到大面積的污閃事故的嚴(yán)重性和抗污閃工作的長(zhǎng)期性和艱巨性。污閃損失之巨及其給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域帶來(lái)的后果是難以統(tǒng)計(jì)的，對(duì)連續(xù)性生產(chǎn)的化工、冶金、礦山等部門(mén)可造成設(shè)備報(bào)廢損壞，產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至造成人身傷亡等，還可能對(duì)政治、交通運(yùn)輸?shù)确矫娈a(chǎn)生嚴(yán)重影響。表3-1中列出了部分污閃事故所帶來(lái)的損失。鳥(niǎo)糞事故也帶來(lái)巨大危害，據(jù)統(tǒng)計(jì)到1998年為止，全國(guó)的復(fù)合絕緣子事故中的閃絡(luò)事故占47%，不明閃絡(luò)事故占24%，而已被確認(rèn)的鳥(niǎo)糞事故就占16%，大大高于復(fù)合絕緣子污閃所占5%的比例。而且有研究表明，復(fù)合絕