風電場集電線路雷擊原因及應對措施
發表日期:02月24 2022 文章編輯:原創 瀏覽次數:3142次
風(feng)電場(chang)多(duo)位于曠野、丘陵、高山等(deng)偏遠(yuan)地(di)區(qu),風(feng)(feng)力發電機(ji)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)電力往(wang)往(wang)要通過很長的(de)集(ji)電線(xian)路才能(neng)匯集(ji)至風(feng)(feng)電場升(sheng)壓(ya)站(zhan)中。這也就(jiu)導致(zhi)了(le)風(feng)(feng)電場集(ji)電線(xian)路運(yun)行(xing)容易受天(tian)氣原因影響(xiang),一旦出(chu)現如雷電等(deng)惡劣天(tian)氣,就(jiu)可能(neng)對風(feng)(feng)電場集(ji)電線(xian)路造(zao)成嚴重破壞,導致(zhi)線(xian)路跳閘,風(feng)(feng)機(ji)停運(yun)。今天,鈞和(he)電(dian)(dian)子分(fen)享(xiang)風電(dian)(dian)場集電(dian)(dian)線(xian)路雷擊原因及應(ying)對(dui)措施。
一是,風電場雷(lei)擊跳(tiao)閘原(yuan)因分析
風電(dian)場(chang)集(ji)電(dian)線(xian)路受環境條件的(de)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da),無論(lun)是(shi)地(di)勢地(di)形(xing)還是(shi)天氣情況,都可(ke)能成為導致雷(lei)擊跳閘(zha)現象的(de)原(yuan)因。再加上(shang)我國風電(dian)場(chang)多位于山區(qu)等環境條件較(jiao)差的(de)區(qu)域,集(ji)電(dian)線(xian)路受雷(lei)擊而跳閘(zha)的(de)概率更是(shi)大(da)大(da)提升。不(bu)僅如此,集(ji)電(dian)線(xian)路中基(ji)桿塔塔型(xing)以及線(xian)路絕(jue)緣性能都直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)著集(ji)電(dian)線(xian)路抗(kang)雷(lei)擊效果,避(bi)雷(lei)器的(de)選型(xing)、接(jie)地(di)電(dian)阻大(da)小、線(xian)路分布地(di)形(xing)、雷(lei)電(dian)活動規(gui)律也是(shi)導致雷(lei)擊跳閘(zha)的(de)間接(jie)原(yuan)因。
二是,風電(dian)場集(ji)電(dian)線(xian)路雷擊跳閘應對(dui)措施
基于(yu)上(shang)述風電(dian)場(chang)集成電(dian)路雷(lei)擊(ji)跳閘(zha)原因分(fen)析,各風電(dian)場(chang)管理人員還(huan)應(ying)結合(he)自身企(qi)業(ye)(ye)(ye)實際情(qing)況,積(ji)極采取相應(ying)措施,加強(qiang)對(dui)雷(lei)擊(ji)跳閘(zha)事故的預防與應(ying)對(dui)能力(li),進一步提高自身企(qi)業(ye)(ye)(ye)的行(xing)業(ye)(ye)(ye)競爭力(li),也(ye)為電(dian)網用戶提供更優(you)質(zhi)的供電(dian)服務,這不僅僅是企(qi)業(ye)(ye)(ye)高質(zhi)量發展的需(xu)要(yao),也(ye)是體現企(qi)業(ye)(ye)(ye)社會責任當(dang)擔的需(xu)要(yao)。
(一)改進接地裝置(zhi),降(jiang)低接地電(dian)阻
風(feng)(feng)電(dian)(dian)場極限電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)桿(gan)(gan)(gan)(gan)塔(ta)多采用傳統桿(gan)(gan)(gan)(gan)塔(ta)形(xing)(xing)式,但由于高海拔(ba)地(di)(di)(di)區(qu)土(tu)壤(rang)本身具(ju)有較高的(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻,導致集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)線路(lu)(lu)(lu)耐雷水平明(ming)顯(xian)降低。風(feng)(feng)電(dian)(dian)場在山區(qu)、高原等地(di)(di)(di)建設桿(gan)(gan)(gan)(gan)塔(ta)時,可選用地(di)(di)(di)網形(xing)(xing)式來降低桿(gan)(gan)(gan)(gan)塔(ta)接(jie)地(di)(di)(di)電(dian)(dian)阻,有效防止雷擊現(xian)象。考慮到(dao)不(bu)同(tong)地(di)(di)(di)質條件或其他因素的(de)(de)(de)影響,部分地(di)(di)(di)區(qu)集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)線路(lu)(lu)(lu)分布區(qu)桿(gan)(gan)(gan)(gan)塔(ta)接(jie)地(di)(di)(di)電(dian)(dian)阻不(bu)滿足防雷硬性要求,這(zhe)時可采取置換土(tu)壤(rang)或增設耦(ou)合接(jie)地(di)(di)(di)線的(de)(de)(de)方式,在不(bu)改變桿(gan)(gan)(gan)(gan)塔(ta)接(jie)地(di)(di)(di)電(dian)(dian)阻的(de)(de)(de)前提(ti)下(xia),提(ti)高集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)線路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)整體耐雷效果。集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)線路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)接(jie)地(di)(di)(di)裝(zhuang)置最好埋設到(dao)較深的(de)(de)(de)土(tu)壤(rang)中,至少也要低于地(di)(di)(di)面60cm。裝置安裝中應盡可能選擇截面經增大處理后的接地引下線,為增強接地引下線的應用效果,還需將其表層熱鍍鋅做防腐處理后,再進行接地安裝。施工人員在(zai)安(an)裝過程(cheng)中(zhong)嚴格(ge)遵循相關制(zhi)度,接地裝置必須滿足深埋(mai)要求,嚴格(ge)執行接頭、以及(ji)截面(mian)測量流(liu)程(cheng),以避免接地裝置安(an)裝中(zhong)的(de)(de)問題,必要時及(ji)時進(jin)行修整。耦(ou)合(he)接地線設立在(zai)集電(dian)線路(lu)(lu)下方,它不僅能將雷擊(ji)對集電(dian)線路(lu)(lu)造(zao)成的(de)(de)雷擊(ji)電(dian)流(liu)進(jin)行分流(liu),弱化(hua)雷擊(ji)對集電(dian)線路(lu)(lu)的(de)(de)傷(shang)害,還能有效降低(di)線路(lu)(lu)絕(jue)緣過電(dian)壓,進(jin)一步保(bao)障風電(dian)場集電(dian)線路(lu)(lu)的(de)(de)運營安(an)全(quan)。
(二)改(gai)善線路的抗雷擊水平
可從線路范(fan)雷擊(ji)(ji)性(xing)能(neng)方面入(ru)手,切實提高風電(dian)場集電(dian)線路的抗(kang)雷擊(ji)(ji)水平。調(diao)查(cha)研究(jiu)發現,現階(jie)段集電(dian)線路中(zhong)常用的合成絕(jue)緣子(zi)抗(kang)雷擊(ji)(ji)效果并不(bu)如防(fang)雷絕(jue)緣子(zi),風電(dian)場可以(yi)通過更(geng)換(huan)集電線(xian)路應用(yong)材料,增強集(ji)電線路的耐雷(lei)效(xiao)果(guo),降低雷(lei)擊對集(ji)電線路的影(ying)響。同時應加強絕(jue)緣子(zi)的(de)檢查(cha),及時更換破損和(he)絕(jue)緣下(xia)降的(de)絕(jue)緣子(zi)。在雷擊(ji)頻發(fa)的(de)線(xian)路上加裝絕(jue)緣子(zi),減小雷擊(ji)造成的(de)危(wei)害(hai)。線(xian)路橫(heng)擔可使用鍍鋅橫(heng)擔,增強橫(heng)擔的(de)導電(dian)性能,減小雷擊(ji)帶來的(de)危(wei)害(hai),達到(dao)提高集電(dian)線(xian)路絕(jue)緣水平的(de)目的(de)。
(三)增設線路防(fang)雷裝置
隨(sui)著科學技(ji)術的(de)(de)不斷發(fa)展(zhan),各(ge)式各(ge)樣防(fang)雷(lei)(lei)(lei)設(she)(she)備、自動化裝置與檢測(ce)技(ji)術被應用到了防(fang)雷(lei)(lei)(lei)領(ling)域(yu),風電(dian)場(chang)可借鑒相(xiang)關經(jing)驗,在集電(dian)線(xian)路(lu)防(fang)雷(lei)(lei)(lei)工作中(zhong)引入相(xiang)關設(she)(she)備,提(ti)高線(xian)路(lu)防(fang)雷(lei)(lei)(lei)效果(guo)。增(zeng)(zeng)設(she)(she)避雷(lei)(lei)(lei)器是降低集電(dian)線(xian)路(lu)受雷(lei)(lei)(lei)擊概(gai)率的(de)(de)有效方式。避雷(lei)(lei)(lei)器能將雷(lei)(lei)(lei)擊所產生的(de)(de)電(dian)流轉(zhuan)移到大地,防(fang)止過電(dian)壓的(de)(de)增(zeng)(zeng)長(chang),為集電(dian)線(xian)路(lu)與用電(dian)設(she)(she)備的(de)(de)安(an)全提(ti)供堅實保障。風電(dian)場(chang)應明確避雷(lei)(lei)(lei)裝置對風電(dian)場(chang)集電(dian)線(xian)路(lu)防(fang)雷(lei)(lei)(lei)擊工作的(de)(de)重要意(yi)義,在未增(zeng)(zeng)設(she)(she)防(fang)雷(lei)(lei)(lei)線(xian)的(de)(de)集電(dian)線(xian)路(lu)中(zhong)全面架設(she)(she)避雷(lei)(lei)(lei)線(xian),同(tong)時電(dian)纜(lan)與架空線(xian)的(de)(de)連接(jie)處要增(zeng)(zeng)設(she)(she)閥型避雷(lei)(lei)(lei)器,與電(dian)纜(lan)連接(jie)的(de)(de)架空線(xian)至少要設(she)(she)置1km的避雷線。為減少發電損失,在風電場集電線路防雷擊管理中也可引進自動重合閘裝置,減少防雷擊工作中人力的投入,一方面減少人力資源消耗,另一方面也提高了集電線路的防雷擊性能。為驗證自動重合閘裝置在集電線路防雷擊工作中的應用效果,可以參考110kV及以上電壓等級的的高壓線路中的自動重合閘裝置,實際應用情況表明,該裝置的應用成功率最高可達95%,最低也可維持在75%以上;而在35kV集電線路中的應用成功率略低,但也普遍保持在50%~80%之間。可見,自動重合閘裝置能有效提高風電場集電線路的抗雷擊能力,風電場可結合自身供電需求,將其引進風電場集電線路中,提高集電線運行的可靠性。
(四)加強線路雷擊專項巡視
在(zai)雷(lei)(lei)雨天(tian)氣(qi)(qi)過后(hou)(hou)應及(ji)時檢(jian)查(cha)故障錄播系統的(de)(de)錄播情(qing)(qing)況,根據電(dian)(dian)壓的(de)(de)波(bo)動(dong)(dong)情(qing)(qing)況初步分析的(de)(de)線路(lu)(lu)是(shi)否遭(zao)遇雷(lei)(lei)擊(ji),同(tong)時依據電(dian)(dian)壓波(bo)動(dong)(dong)情(qing)(qing)況開展(zhan)專項巡視(shi)檢(jian)查(cha)工作,避免(mian)集電(dian)(dian)線路(lu)(lu)遭(zao)遇雷(lei)(lei)擊(ji)后(hou)(hou)存在(zai)安(an)(an)全隱患。閃絡(luo)是(shi)集電(dian)(dian)線路(lu)(lu)雷(lei)(lei)擊(ji)受損的(de)(de)重要原因(yin)之一(yi),即(ji)沿面放電(dian)(dian)發(fa)(fa)展(zhan)到氣(qi)(qi)體(ti)或(huo)液體(ti)破壞性放電(dian)(dian)。單項閃絡(luo)是(shi)雷(lei)(lei)擊(ji)閃絡(luo)中最常(chang)見(jian)的(de)(de)閃絡(luo),常(chang)態下(xia)在(zai)單一(yi)基桿(gan)塔中出現,但在(zai)某些條件下(xia),也會出現連續(xu)(xu)幾(ji)基同(tong)時閃絡(luo)的(de)(de)情(qing)(qing)況,如雷(lei)(lei)電(dian)(dian)后(hou)(hou)的(de)(de)巡視(shi)檢(jian)查(cha)過程忽略這一(yi)可能,巡查(cha)到單一(yi)故障點(dian)就結束故障檢(jian)查(cha),可能會導致后(hou)(hou)續(xu)(xu)故障點(dian)無(wu)法(fa)及(ji)時發(fa)(fa)現,影(ying)響集電(dian)(dian)線路(lu)(lu)運(yun)行安(an)(an)全,甚至(zhi)引發(fa)(fa)跳閘事故。雷(lei)(lei)雨天(tian)氣(qi)(qi)過后(hou)(hou),電(dian)(dian)力巡視(shi)人員(yuan)要及(ji)時對風電(dian)(dian)場集電(dian)(dian)線路(lu)(lu)進(jin)行全面檢(jian)查(cha),判斷線路(lu)(lu)受雷(lei)(lei)擊(ji)是(shi)否出現連續(xu)(xu)閃絡(luo)或(huo)間隔閃絡(luo),必要時進(jin)行停電(dian)(dian)處理。
(五)提高雷擊跳閘故障處理效率
雷(lei)(lei)電(dian)(dian)(dian)定(ding)位系統(tong)具有較高的(de)(de)自動化能(neng)力,是現階(jie)段雷(lei)(lei)電(dian)(dian)(dian)監測(ce)中進行雷(lei)(lei)擊定(ding)位的(de)(de)有效方式(shi),在成本允許的(de)(de)情況(kuang)下(xia)風電(dian)(dian)(dian)場可(ke)考慮引入雷(lei)(lei)電(dian)(dian)(dian)監測(ce)系統(tong)進行雷(lei)(lei)擊定(ding)位,鎖定(ding)因雷(lei)(lei)擊跳閘(zha)的(de)(de)故障(zhang)點,降低定(ding)位過(guo)程(cheng)對人力的(de)(de)消(xiao)耗,提高雷(lei)(lei)電(dian)(dian)(dian)監測(ce)的(de)(de)效率,還能(neng)增強(qiang)線路(lu)搶修工作的(de)(de)及時性,加速線路(lu)供電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)恢復(fu),為用戶生活生產(chan)提供電(dian)(dian)(dian)力保障(zhang)[2]。不僅如此,雷電定位系統的預測功能也十分強悍,它能對電力供應區域內的雷電活動規律進行歸納分析,總結出其特性并以數據形式存儲在系統中,能為風電場防雷工作提供數據參考,提高集電線路防雷水平。
山區環(huan)境地質條件較(jiao)(jiao)差,道路通行(xing)也較(jiao)(jiao)為艱難,若該區域風(feng)電(dian)(dian)場內集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)線(xian)(xian)路因雷(lei)擊而出現跳(tiao)閘(zha)(zha)現象,需(xu)要(yao)消耗大量的時間才(cai)能完成檢修工作,跳(tiao)閘(zha)(zha)時間越長(chang),企(qi)業效益所受影響就越大。針對這(zhe)一問題,電(dian)(dian)力企(qi)業可(ke)在跳(tiao)閘(zha)(zha)的集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)線(xian)(xian)路進(jin)行(xing)試送,如電(dian)(dian)路僅跳(tiao)閘(zha)(zha)而未損壞(huai),就能恢復正常(chang)供電(dian)(dian),避免不良(liang)影響。如試送失敗,就要(yao)及時上報,并通過集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)線(xian)(xian)路雷(lei)擊跳(tiao)閘(zha)(zha)檢測措施進(jin)行(xing)故障的檢查和判斷(duan)。
風(feng)力(li)發(fa)電(dian)是我國應(ying)用較為(wei)廣泛的(de)電(dian)力(li)來源,但在雷(lei)電(dian)等(deng)較為(wei)惡劣的(de)天(tian)氣下,風(feng)電(dian)場集電(dian)線路(lu)常(chang)(chang)會出(chu)現(xian)雷(lei)擊(ji)跳閘(zha)的(de)問題。各(ge)風(feng)電(dian)場應(ying)對自身運(yun)營過程中的(de)雷(lei)擊(ji)跳閘(zha)現(xian)象進(jin)行總(zong)結(jie)與(yu)分析,深究(jiu)其(qi)跳閘(zha)原因,并根據(ju)調查結(jie)果(guo)制(zhi)定出(chu)針對性措施,一方面從根本(ben)上(shang)降(jiang)低線路(lu)受(shou)雷(lei)擊(ji)概(gai)率(lv);一方面提高線路(lu)防雷(lei)效果(guo),降(jiang)低雷(lei)擊(ji)影響;還要提高監測效率(lv),高效解決受(shou)擊(ji)跳閘(zha)問題,及時恢復電(dian)力(li)供(gong)應(ying),為(wei)社會正常(chang)(chang)生產(chan)發(fa)展提供(gong)保證(zheng)。
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