2012年雨季里,經過差異化防雷評估與治理的輸電線路雷害問題均得到有效遏制。防雷改造技術方案實現了每條次線路改造平均節約投資約50萬元,一年累計節約技改資金超過600萬元。
長期以來,輸電線路都在受雷擊之苦,業內一些通用的防雷技術手段雖有成效卻并不理想。近年來,“差異化防雷”技術興起。廣西電網公司提出“有選擇、有側重、有針對、有差別”的輸電線路防雷工作策略,對輸電線路全線的雷害風險實現了以桿塔為單元的細化評價。
病急亂投醫,傳統做法遇瓶頸
廣西是雷電災害高發區,多個地方年雷暴日達80多天,最多的達130多天。雷電災害已成為廣西電網輸電線路故障的頭號“殺手”。統計數據顯示:2010和2011年,廣西電網110千伏及以上輸電線路發生雷擊跳閘次數占全部跳閘總次數的72.57%和70.07%。
為了應對架空輸電線路的雷害問題,業內有一些通用的技術手段,如改造桿塔接地、加裝線路型避雷器、加強線路絕緣等。近年來,廣西電網先后開展了多條頻繁雷擊跳閘線路的綜合防雷技術改造,取得了局部成效,但輸電線路整體的雷擊跳閘率依然居高不下。
“我們通過調研發現,各基層單位在開展輸電線路防雷工作時存在一些共性問題。”廣西電網公司電力科學研究院高級工程師李明貴告訴記者。這主要表現在“一哄而上”、“病急亂投醫”和缺乏技術經濟考量三個方面。
具體來說,一是對防雷技術手段的選擇和應用未進行合理、優化布置。部分單位在開展防雷工作時,常常是各種防雷技術措施一哄而上,既沒有充分調查線路落雷的特點,也未仔細研究分析輸電線路各區段的差異性,而將各種防雷措施盲目地施展開來。二是對部分原理模糊的防雷“新”裝置的引入過于激進。近年來,接地模塊、可控放電避雷針、防繞擊預放電避雷針等防雷裝置在廣西電網獲得了大量應用。但其工作原理在學界尚存爭議,其防雷性能也沒有運行經驗相佐證。三是防雷工程整體缺乏技術經濟考量。
差異化防雷小試牛刀
近年來,雷電定位監測技術、地理信息技術在電力行業應用廣泛,海量雷電監測數據的統計分析算法也相繼成熟,“差異化防雷”技術應運而生。
廣西電網電科院技術人員依托全網主設備安全預警決策平臺提供的強有力的信息支撐,結合各類數據,分析了輸電線路特征參數差異、走廊雷電活動差異、歷史雷害狀況差異、防雷分析計算方法差異、防雷維護措施差異和防雷工程技術經濟性差異等技術要素對輸電線路雷害的發生及防治的影響。在此基礎上,提出了“有選擇、有側重、有針對、有差別”的輸電線路防雷工作策略,即目標輸電線路是否需要開展防雷技術改造要有選擇,不同雷擊故障成因下的防雷技術改造要有側重,選擇哪些位置桿段進行改造要有針對,改造到什么程度要有差別。正是通過這四個維度的量化分析,對輸電線路全線的雷害風險實現了以桿塔為單元的細化評價,為防雷工程的實施提供了科學的決策依據。
“建立理性的、定量化的輸電線路防雷評估分析系統,取代傳統的、憑經驗進行估量的粗放式防雷決策手段,具有明顯的科學性、適用性和精細度。”李明貴如是說。
隨后,廣西電網電科院技術人員將研究成果應用于百色供電局220千伏百德Ⅱ線的防雷改造設計上。
220千伏百德Ⅱ線走廊地處桂西山區,年均雷暴日在100天以上,線路雷擊跳閘率高達3.78次/(百公里·年),嚴重影響了百色電網的供電可靠性。技術人員對220千伏百德Ⅱ線全線進行了勘察,確定了該線路防雷技術改造的實施方向。隨后,對百德Ⅱ線全線逐基桿塔進行了繞擊風險和反擊風險的評估,通過定量分析甄選了線路防雷改造的目標桿段、塔位和相別,并優選了最佳技術經濟性的防雷維護措施以及其實施方式,最終形成了220千伏百德Ⅱ線差異化防雷改造技術方案。該方案較之傳統技術方案節約了資金約60余萬元,工程總投資的降幅達到40%。
220千伏百德Ⅱ線防雷改造工程竣工后的連續兩個雨季
“魚”與“熊掌”可以兼得
“運行經驗表明,差異化防雷技術應用于雷害頻繁輸電線路的防雷技術改造,實現了防雷工程的技術性和經濟性的統一、防雷工作的科學性和實效性的統一。”廣西電網公司生技部負責人表示。
通過定制化、定量化、具體化確定輸電線路防雷工程的實施方案,試點線路實現了實效性和經濟性兼得。2011年以來,差異化防雷技術在廣西電網得到迅速推廣,十余條雷害頻繁輸電線路相繼完成了差異化防雷評估與治理。2012年雨季里,這些輸電線路的雷害問題均得到有效遏制,其中更是有數條線路未再發生過雷擊跳閘。
“魚”與“熊掌”可以兼得。基于差異化防雷評估分析結果所確定的線路防雷改造技術方案,還實現每條次線路改造平均節約投資約50萬元,全年累計節約技改資金超過600萬元。另一方面,也大大減輕了運行單位在雨季里的工作壓力,提高了輸電設備運行的勞動生產率。
下一步,廣西電網將重點推進海洋性氣候區輸電線路、山區輸電線路及同塔雙回輸電線路的雷害風險評估和差異化防雷治理,從篩選、排查線路沿線防雷性能上的薄弱點出發,對雷害風險偏高的桿段,未雨綢繆加以改造完