單曉峰,李 勇,翟國利,高愛海,楊 威
淮南供電公司運維檢修部,安徽淮南,232007
2010年2月11日2時34分,洛莊5306線C相故障,重合未成功,三相跳閘。3時10分,5306線路試送成功。故障點17#桿塔順線路右相(C相)后側第二個間隔棒后約1 m處1號子導線有2點明顯的燒傷痕跡,地線覆冰(21#塔登塔發(fā)現(xiàn))。
2010年2月10日18時39分,湯皋5351線BC相故障,三相跳閘。19時36分,5351線合環(huán)成功,恢復運行。2月11日0時47分,湯皋5351線BC相故障,三相跳閘。皋城變試送線路未成功。1時52分,皋城變試送成功后,2時1分,5351線合環(huán)成功恢復運行。2月11日2時18分,湯皋5351線BC相故障,三相跳閘。2月11日17時16分,5351線合環(huán)成功,恢復運行。故障點痕跡為23~24#檔中、下相導線第5與第7個間隔棒之間有多處放電痕跡,放電痕跡范圍60~80 m,沿導線表面線性分布;第5與第7個導線間隔棒上有明顯的放電痕跡。
2010年2月11日0時58分,莊城5352線BC相故障,三相跳閘。1時40分,5352線合環(huán)成功,恢復運行。2月11日4時29分,莊城5352線BC相故障,三相跳閘。4時54分,5352線合環(huán)成功,恢復運行。故障點痕跡為46~47#上、中相導線第4個間隔棒大小號側15 m左右有多處明顯的放電痕跡,放電痕跡范圍30 m左右,沿導線表面線性分布,第4個間隔棒上有明顯的放電痕跡[1]。
2010年2月10日17時至11日凌晨5時,淮南市鳳臺、潘集和市區(qū)出現(xiàn)冰雹、凍雨轉大到暴雪天氣,氣溫由0℃急降至-7℃,并伴有東北風8級,(線路設計覆冰5 mm)極易形成導線舞動的氣象條件(導線由于冬雨結冰形成導線不規(guī)則異形),架空地線上有明顯覆冰、導線為四分裂導線、穩(wěn)定的風速及風向與導線角度大于45°。
5306線路故障桿塔周圍均處在江淮平原地區(qū),為空曠地帶,地勢平坦,極易形成微氣象條件。
500 kV湯皋5351線路23~24#檔跨越鳳臺至毛集大壩公路,兩側為東風湖和西淝河灘地,桿塔四周為農(nóng)田,地勢空曠平坦。順線路走向南北方向,當日東北風,與線路走向近似垂直。500 kV莊城5352線路桿塔四周為農(nóng)田,地勢空曠平坦。順線路走向南北方向,當日東北風,與線路走向近似垂直。
表1 故障桿塔參數(shù)
發(fā)生故障后,運行人員第一時間地面巡視和登桿檢查,對發(fā)現(xiàn)的情況總結如下:
(1)從線路北側(上風側)可視范圍內(nèi)無大棚等漂浮物、C相故障、地面未發(fā)現(xiàn)遺留物等因素分析,形成導線對地面或架空地線形成異物短路的可能性較小。
(2)經(jīng)查資料:導線不規(guī)則異形(架空地線上有明顯覆冰、導線為四分裂導線);風速在4~20 m/s,穩(wěn)定的層流風(故障時當?shù)仫L力為7~8級,風速為13.9~20.7 m/s,桿塔四周為農(nóng)田,地勢空曠平坦,風速受地形干擾小,風速均勻),風向與線路大于45°(故障線路走向與風向近似垂直),氣溫由零上向零下變化等條件是形成導線舞動的重要因素。綜合分析,故障時導地線發(fā)生舞動。
(3)導線舞動波峰一般在導線次檔距即間隔棒處,故障點第二個間隔棒正好是導線舞動節(jié)點,放電痕跡在其附近。因此,在導線和架空地線同時產(chǎn)生舞動時,因?qū)У鼐€結構和自重不同,導地線舞動頻率有差異,導致導線與架空地線發(fā)生間隙短路。
初步認為該次故障疑似輸電線路舞動[2]。
近幾年,遼寧、河南等省份也出現(xiàn)輸電線路舞動故障,通過對其故障報告的對比,淮南供電公司線路出現(xiàn)的情況類似于線路舞動,后經(jīng)國網(wǎng)公司防舞動治理工作會議有關專家審定,確定上述線路跳閘為舞動故障。
(1)防舞裝置主要包括線夾回轉式間隔棒、相間間隔棒、雙擺防舞器、失諧擺及偏心重錘等,這些防舞裝置可組合應用。
(2)防舞技術改造包括改善鐵塔螺栓的防松性能;適當提高桿塔關鍵部位和相關金具的強度;適當縮小檔距和耐張段長度;改變局部地區(qū)的線路走向,避開舞動地帶等[3]。
(1)同塔雙(多)回輸電線路:優(yōu)先采用線夾回轉式間隔棒、相間間隔棒,其次是雙擺防舞器、失諧擺及偏心重錘等。不同回路可采用不同的防舞裝置。
(2)單回輸電線路:可采用線夾回轉式間隔棒、雙擺防舞器、失諧擺等。
(1)線夾回轉式間隔棒:間隔棒部分線夾可自由(或在一定角度范圍內(nèi))回轉,改變覆冰導線的覆冰形狀,從而改變覆冰導線的空氣動力系數(shù)。不會額外增加輸電線路上的集中載荷,對線路的運行應力基本沒有影響。
(2)相間間隔棒(單導線、分裂導線均可):將各導線機械地連接起來,使各導線的運動相互制約,以達到抑制舞動的目的。既可抑制舞動,又可防止脫冰跳躍,還可在一定程度上防止風偏,其防舞功能是現(xiàn)有各類防舞器中效果最好的。
(3)雙擺防舞器:是基于穩(wěn)定性機理研制開發(fā)的一種具有良好防舞性能的防舞裝置,旨在提高導線系統(tǒng)的動力穩(wěn)定性,同時也兼具壓重防舞的功能。但對線路張力和弧垂有影響,需經(jīng)設計計算而應用于輸電線路。
(4)失諧擺:是基于扭振激發(fā)機理,運用失諧擺來調(diào)整扭振固有頻率,從而防止其耦合而誘發(fā)舞動。
(5)整體式偏心重錘:具有提高動力穩(wěn)定性、提供扭轉反饋控制、擾亂沿檔氣流分布等綜合防舞功能,且造價低廉。但防舞設計中,應注意重錘質(zhì)量的設計,避免質(zhì)量過大,導致線路微風振動超標[4]。
本次治理的500 kV線路有湯皋5351線、莊城5352線、洛莊5306線、平洛5303線4條線路,其中湯皋5351線和莊城5352線為同塔并架雙回路線路,洛莊5306線、平洛5303線為單回路線路。
(1)根據(jù)上述線路特點、舞動強度以及氣候狀況,采取差異化防舞設計,采用的防舞器分為線夾回轉式間隔棒、普通雙擺防舞器兩種。湯皋5351線、洛莊5306線、平洛5303線采用線夾回轉式間隔棒,莊城5352線采用普通雙擺防舞器。
(2)結合智能電網(wǎng)輸變電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)建設項目,在淮河流域南北氣候分水嶺淮南地區(qū)特別是湯莊變附近區(qū)域安裝在線監(jiān)測裝置,進行實時監(jiān)控,收集復雜多變的氣象資料和舞動的錄像資料。計劃在湯莊變附近區(qū)域安裝在線監(jiān)測裝置,監(jiān)測設備的狀態(tài)以及氣象環(huán)境的變化,包括等值覆冰厚度監(jiān)測裝置、氣象參數(shù)監(jiān)測裝置[5]。
參考文獻:
[1]張?zhí)旃?,孫東海,敖清誠,等.河南電網(wǎng)500 kV姚邵線舞動事故分析與治理措施[J].電力建設,2009(3):24-27
[2]蔣興良,周仿榮,王少華,等.輸電導線覆冰舞動機理及防治措施[J].電力建設,2008,29(9):14-18
[3]付東杰.特高壓輸電線路防舞動研究[J].中國電機工程學報,2008(34)
[4]朱寬軍,付東杰,王景朝,等.架空輸電線路的舞動及其防治[J].電力設備,2008(6)
[5]張占龍,鄧軍,毛玉星,等.輸電線路導線舞動遠程監(jiān)測系統(tǒng)[J].現(xiàn)代科學儀器,2008(2)