超高压输电线路风偏故障原因分析

超高压输电线路所处地理环境复杂,极易受到风、覆冰等自然因素的影响,特别是强风天气下可能会发生风偏闪络故障,对输电线路的安全稳定运行造成极大的威胁。该文针对湖北省发生的一起500 kV输电线路风偏闪络故障,通过对输电铁塔结构、天气实际数据及现场故障状况进行分析,总结故障发生的原因,为线路整改措施制定提供参考。经计算该线路绝缘子串在原设计气象条件下实际摇摆角为53.3°,小于允许摇摆角54.58°,而在故障期间短时风速31.8 m/s下的风偏角超过允许摇摆角,导致电气间隙不满足安全距离,产生风偏放电现象。

超高压输电线路风偏闪络及导线风荷载取值讨论

根据某超高压输电线路风偏闪络故障气象信息和线路结构参数可开展故障分析。当采用规范建议的单摆模型进行检验时,计算结果远小于发生闪络故障的风偏角阀值,据此可认为规范的导线风荷载参数取值以及刚性直棒法存在一定的不安全因素。因此,建立四跨绝缘子串–导线耦合体系有限元模型,采用时域法分析不同基本风速下绝缘子串的风偏角极值,对风偏角极值与基本风速关系式进行拟合以预估风偏闪络的临界风速,并讨论了风压不均匀系数α和风荷载调整系数βc的取值。结果表明:基于拟合公式得到的故障塔处发生风偏闪络的临界风速介于实测事故风速区间内,略小于设计基本风速;刚性直棒法没有考虑风速脉动的影响,且规范规定的风压不均匀系数α偏小,从而大幅低估了大风下导线风偏响应;当α取1.0,βc取1.2时,本线路基于刚性直棒法的计算结果接近有限元动态风偏计算结果,更符合实际情况。

发变组断路器断口闪络保护改进措施

通过主断路器断口闪络导致断路器爆炸的两个典型案例分析,认识闪络时电流电压变化特点。从理论上分析了闪络振荡最小电流,提出了闪络保护改进措施。建议增加500 kV和220 kV的断路器闪络失灵保护,可以在闪络后的两百多毫秒通过闪络失灵保护切除故障,有效减小断路器爆炸和主设备损坏的风险。

强对流天气下输电线路多因素风险动态评估方法

强对流天气下输电线路面临着雷击、风偏放电以及降雨引起的绝缘子闪络等多因素风险,如何评估这种多因素风险对于强对流天气下电网运维决策、保障线路安全运行具有重要意义。提出一种强对流天气下计及雷、风、雨的输电线路多因素风险动态评估方法。根据临近时段雷电活动的雷电定位系统(lightning location system,LLS)数据,基于雷电流幅值分布计算了线路雷击风险;考虑风、雨荷载,根据杆塔结构推导了风偏放电最低风速,并基于风速分布及风预报计算了线路风偏风险;考虑绝缘子串的盐密分布,基于降雨预报计算了线路的雨闪风险;通过综合雷击、风偏放电、雨闪3种风险,基于强对流过程中未来各个时段的风、雨预报,进而实现强对流天气下对输电线路多因素风险的动态评估。最后通过算例验证了所提方法的有效性及适用性。

跳线风偏故障分析和计算方法探讨

针对4次台风下我国东南沿海地区输电线路闪络故障,对实际故障线路进行了跳线风偏响应的有限元精细化分析并确定了计算模型;采用现行手册计算方法求解得到故障塔处的跳线风偏位移并与有限元计算结果进行对比,指出手册计算方法的主要误差来源。结果表明:跳线风偏重合率低,已成为近年来我国东南沿海地区输电线路跳闸闪络故障的最主要原因;与跳线相连的导线运动对跳线风偏响应有较为明显的影响,取前后各一跨导线及跳线结构的耦联模型计算结果与全跨模型一致;脉动风对跳线风偏响应的放大系数约为1.38,由于未考虑脉动风的放大作用以及客观存在的模型误差,现行手册计算方法得到的跳线风偏位移要明显小于有限元计算结果,这也是输电线路跳线风偏闪络故障频发的原因之一。