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輸變電設備汙閃原因及解決辦法

來源:admin   發布時間:2018-12-01 10:36

1大麵積汙閃事故的主要特點和原因  自20世紀90年代以來,東北、西北、華北、華中、華東和華南都相繼發生過大麵積汙閃事故,其主要特點和原因可歸納(指歸攏並使有條理)為部分線路絕緣配置偏低、天氣惡劣(liè)、大環境感染降低(reduce)了外絕緣強度(strength)、清掃質量不高。不同時間和地點發生汙閃的設備(shèbèi)也有很大差別。如1990年華北大麵積汙閃事故,輸電線路主要發生在懸垂串上。變電設備故障多發生在母線、隔離開關、阻波器等支柱絕緣子上,或未塗RTV和未安裝增爬裙或未及時進行水衝洗的設備上。2001年大麵積汙閃事故中遼沈地區主要集中在I-Ⅱ級汙區;華北、河南主要分布在Ⅱ-Ⅲ級汙區;京津唐、河北、河南和遼寧電網凡全線使用複合絕緣子的線路幾乎都沒有發生汙閃。線路汙閃與1990年華北大麵積汙閃比較耐張串較多。變電設備的汙閃主要發生在支柱絕緣子上(占閃絡總數的78.0%)特別是重汙區雙聯支柱絕緣子。  2問題(Emerson)的提出 

  2.1汙閃的主要原因  現今使用的絕緣(insulated)子汙耐壓基礎數據是從短串的汙穢(huì)試驗得到的,由於人工汙穢電壓閃絡梯度與絕緣子串長呈不嚴格的線性關係。直流發生器主要適用於電力部門、工礦、冶金、鋼鐵等企業動力部門對氧化鋅避雷器、電力電纜、變壓器、發電機等高壓電氣設備進行直流耐壓試驗。直流高壓發生器采用了高頻倍壓電路,應用了最新的PWM高頻脈寬調製技術,閉環調整,采用了電壓大反饋,使電壓穩定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驅動技術,並根據電磁兼容性理論,采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。使直流高壓發生器實現了高品質、便攜式,並能承受額定電壓放電而不損壞。因此,以汙耐壓法進行汙穢設計時,由短串結果推算至長串會帶來很大偏差。長串試驗結果表明,單片汙耐壓值低於由短串所確定值的40%。不同型式瓷、玻璃絕緣子的耐汙穢特性並不隨爬電距離的增加而成線性改善。對傘型不佳的絕緣子,雖爬電距離增加較大,但汙耐壓並未明顯提高,有的反而降低(reduce)。雖然爬電距離增加較大,但局部(part)爬電距離在汙穢和受潮(釋:物體被潮氣滲入) 2個條件作用下易被空氣間隙放電短路(電流不經用電器,直接連電源兩極),這充分說明爬電距離的有效性對汙耐壓的影響很大。GB/T16434--1996附錄D和JB/T5895-1991第6條皆明確指出在利用爬電比距法來進行汙穢絕緣設計時一定要考慮(consider)爬電距離有效係數。國內至今尚未係統研究爬電距離的有效性。以上這些原因無疑會導致汙穢絕緣配置偏低或裕度偏小。2.2清掃的局限性  隨著城鄉電網建設和改造、三峽工程(Engineering)、西電東送以及全國跨地域電網的建設,必須正視這樣的事實(Fact),對目前運行線路每年進行清掃越來越困難(difficult),對於穿越山區線路,特別是500kV線路更是如此。問題(Emerson)是現行標準GB/T16434-1996、JB/T5895-1991和GB5582-1993對汙穢等級的劃分和外絕緣選擇(xuanze)皆是建立在清掃的基礎上。雖然清掃是絕緣子串恢複絕緣強度(strength)最有效的防汙閃措施(指針對問題的解決辦法),但是客觀事實要求不應再將汙絕緣設計建立在清掃的基礎上,尤其是新建或待建的工程。  2.3原汙區分布圖存在的問題  現行汙區分布圖中劃分汙級的鹽密是指由普通懸式絕緣子XP-70(X-4.5)及XP-160型所組成的懸垂串上的測得值。我國現運行線路已使用了玻璃絕緣子約4500萬隻(其中,南京國產線生產了900萬片)、複合絕緣子約400萬支。不同材料品質和型式的絕緣子自然積汙特性與XP-70和XP-160不同,串型結構不同其積汙特性也不同,且無係統的研究,這顯然會對汙級的確定產生較大偏差。另外,所測的鹽密值大多是運行1年的最大鹽密。以上問題可能(maybe)會導致實際絕緣配置往往不到位。在今後的防汙管理(guǎn lǐ)工作中,必須從根本上調整鹽密測量和汙穢等級的劃分方法,重新製定汙區分布圖的繪製原則。  3解決汙閃問題的思路  解決汙閃問題主要是重新認識汙穢絕緣設計。  3.1按爬電比距確定絕緣子串片數所存在的問題.  目前,各國均按汙穢水平劃分汙級,並規定各汙級對應的爬電比距,僅前蘇聯和我國按爬電比距的方法確定絕緣子串片數。前蘇聯與我國的設計又不同,不僅係統地考慮了爬電比距有效係數(一般取1.1-1.2),還規定了不同汙穢等級下50%人工汙穢耐受電壓值,即220kV及以下電壓等級為對應額定電壓值,330kV和500kV分別規定為315kV和410kV,僅按GB/T16434-1996來進行外絕緣設計,與前蘇聯相比無疑偏低。  3.2按汙耐壓確定絕緣子串片數所存在的問題  美國、日本和我國武漢高壓研究所等主要是以汙耐壓進行外絕緣設計,汙耐壓皆以長串真型試驗來確定。不同國家汙穢絕緣設計原則相同,僅是設計參數(parameter)取值不同,見表1。  由文獻[1]知,絕緣子串片數N為汙穢設計目標電壓值UΦmax與單片絕緣子最大耐受電壓Umax的比值(兩數相比所得的值),而單片絕緣子最大耐受電壓Umax是σ、k的函數,σ、k越大,Umax越小,N越小,反之N越大。σ、k取定值後,按係統重要性考慮的修正係數k1,越大,N越大,即絕緣子串的汙穢裕度越大。σ值一般由50%人工汙穢耐受電壓試驗確定。由表1可知,不同國家汙穢絕緣設計參數取值不同。σ值不同主要是由不同汙穢試驗室等價性造成,而k值主要由線路設計閃絡概率(probability)戶值確定。若單串閃絡概率戶取值偏高,無疑k偏低,Umax偏高;若k1取值偏低,則UΦmax偏低,若p和k1值同時偏低,則N偏低。而我國
  P、k1取值相對前蘇聯、美國和日本來說皆偏低,可見N值較小,絕緣(insulated)子串的絕緣配置偏低,或者說裕度偏小。超低頻高壓發生器接合了現代數字變頻先進技術,采用微機控製。升壓,降壓,測量,保護完全自動化。並且在自動升壓過程中能進行人工幹預。隨著大環境的汙染,若汙穢等級從I級(0.025mg/平方厘米)發展到Ⅲ級(0.1mg/平方厘米),不同型式絕緣子的Umax值下降幅度可達32.2%-44.0%。XP-160型絕緣子長串真型試驗結果表明,I級(0.03mg/平方厘米)Umax值(11.81kV)相對於Ⅲ級(0.1mg/平方厘米)Umax值(8.36kV)下降幅度為29.2%,無疑絕緣子串片數相應會增加31.1%-22.7%或34.2%,受杆塔高度限製,必然沒有辦法調爬,應在設計基建時將裕度留給運行部門。
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