超高压输电线路风偏治理研究

摘要

用电负荷的不断增加和电力用户对供电可靠性要求的不断提高，促使电网基础设施和超高压输电线路不断建设。由于电压等级高，输送距离远，超高压输电线路极易遭受天气、环境、外力及绝缘老化等因素综合影响。近年来，短时大风等极端恶劣天气频发，超高压输电线路风偏跳闸事故发生频次居高不下，风偏故障成为威胁电网安全的重大隐患，风偏故障的防治工作成为提高输电线路抵御风害能力、保障电网安全的重要环节。
　　以山东电网超高压输电线路500kV聊长Ⅱ线专项风偏故障治理工作为线索，本文诠释了超高压输电线路风偏治理研究工作，全面论述了风偏故障特点及成因，治理方法和方案、试验过程和实施情况等内容。
　　(1)论述了输电线路风偏故障的特点，即风偏故障常伴随恶劣天气状况、故障时重合闸成功率低和放电路径清晰、特性明显，并以风偏放电路径为依据，对故障进行了导线对杆塔构件放电、导地线线间放电和导线对周边物体放电三大类划分。在上述分析基础上，从恶劣天气（台风、飑线风、龙卷风和地方性风）和设计短板（风偏值计算模型不完善、对周边环境关注度不够、对恶劣气象条件估计不足、线路改造考虑不周全）两个方面深入分析了风偏故障的发生原因。最后，综合分析了山东电网超高压输电线路500kV聊长Ⅰ、Ⅱ线于2004年到2015年发生的典型风偏跳闸故障的发生位置、故障时段天气状况、故障点周边环境、现场勘查结果，为风偏故障成因分析的合理性和正确性提供了有效的支撑。
　　(2)结合技术理论知识和实际运行经验，提出了高风险风偏故障输电线路的识别方法，包含风偏故障易发线路排查、风偏故障风险区段排查和风偏故障隐患杆塔定位。在详细阐述中相牵制+边相阻挡支撑法、中相牵制+边相内角支撑法、中相牵制+边相外角斜拉法、导线包裹法、塔身包裹法、复合绝缘子横担法和跳线内角支撑法共7种输电线路风偏故障治理方法的基础上，对各种方法的适用范围、原理、优缺点等进行了对比分析，为风偏故障治理方案的实际选择和应用提供了参考。最后，通过对风偏故障易发线路聊长Ⅱ线全线杆塔的梳理和校核，确定了全线风偏故障治理工作相关内容。在超高压输电线路500kV聊长Ⅱ线风偏故障治理工作上，结合了实际情况，提出了以“边相阻挡、中相牵制”柔性防风偏闪络装置为核心，以重锤法、改串法为辅助，以“绝缘、缓冲、调节、安装、保险”为要素的直线塔风偏治理方案。
　　(3)论述了500kV聊长Ⅱ线风偏故障治理试验，包括装置组装试验、绝缘子串更换、装置试挂试验和装置冲击试验4个部分。试验过程中暴露出来的基础设计不完善、构件质量不过关等问题，有效体现了试验工作的发现、控制、鉴别功能。针对试验暴露和发现的问题和风险点，采取了针对性的改进措施，使得试验数据与理论分析相吻合，验证了风偏治理装置和方法的正确性和有效性。风偏故障治理试验，为全面推进聊长Ⅱ线风偏故障治理工作、加快施工进度、保证施工质量，奠定了重要的基础。最后，综合运用重锤法、改串法、中相牵制+边相阻挡法（柔性装置）和增加跳串法完成了500kV聊长Ⅱ线杆塔防风偏改造，解决了聊长Ⅱ线风偏跳闸问题。2016年夏季，500kV聊长Ⅱ线经受了鲁西北地区多次强风、暴雨等恶劣天气的考验，再未发生风偏跳闸故障，验证了500kV聊长Ⅱ线风偏故障治理方法的良好效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究综述

1．3 论文主要工作

第二章 风偏故障的特点及成因分析

2．1 风偏故障的特点

2．1．1 风偏故障概念

2．1．2 风偏故障的特点

2．2 风偏故障的成因

2．2．1 恶劣天气

2．2．2 设计短板

2．3 山东电网500kV聊长Ⅱ线风偏故障分析

2．3．1 线路基本情况

2．3．2 风偏故障分析

2．4 小结

第三章 输电线路风偏故障综合治理方法与方案

3．1 高风险风偏故障输电线路的识别

3．1．1 风偏故障易发线路排查

3．1．2 风偏故障风险区段排查

3．1．3 风偏故障隐患杆塔定位

3．1．4 校核工作注意事项

3．2 导线对杆塔构件放电治理方法

3．2．1 中相牵制+边相阻挡支撑法

3．2．2 中相牵制+边相内角支撑法

3．2．3 中相牵制+边相外角斜拉法

3．2．4 导线包裹法

3．2．5 塔身包裹法

3．2．6 复合绝缘子横担法

3．2．7 跳线内角支撑法

3．2．8 风偏故障治理方法综合比较

3．3 其他类型风偏故障治理方法

3．3．1 导地线线间放电治理方法

3．3．2 导线对周围物体放电治理方法

3．4 山东电网500kV聊长Ⅱ线风偏故障治理方案制定

3．4．1 直线塔治理方案

3．4．2 转角塔治理方案

3．5 小结

第四章 输电线路风偏故障综合治理试验与实施

4．1 试验与实施

4．2 山东电网500kV聊长Ⅱ线风偏故障综合治理试验

4．2．1 装置组装试验

4．2．2 绝缘子串更换

4．2．3 装置试挂试验

4．2．4 装置冲击试验

4．2．5 试验效果分析

4．3 山东电网500kV聊长Ⅱ线风偏故障综合治理的实施

4．3．1 实施范围

4．3．2 治理效果

4．4 小结

第五章 结论

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢