污闪对电力系统的危害

1、污闪对电力系统的危害 随着经济的发展，电网容量和额定输电电压等级相应提高，伴随着工农业发展，部分 地区的环境污染也日趋严重， 电力系统输变电设备外绝缘的污闪事故所造成的影响和危害也 日益严重。 1.1 污闪事故 污闪是个区域性问题，其显著特点是同时多点跳闸的几率高。绝缘等级愈低，跳闸几 率愈大，且重合闸成功率愈小。 华北电网 1975 1985 年统计表明，输电线路跳闸率为 27% 。 1996 1997 年，京津唐电网变电设备的几次污闪事故中， 重合也大都失败。 重合不良则意 味着存在永久性故障， 而多点故障则意味着多处供电失去电源， 甚至造成大面积的停电事故。 污闪的上述特点，是由于其本身

2、的特殊性造成的。一个大、中型变电站，绝缘子大约 有几百支甚至上千支； 而变电站的进线、 出线也有几条至几十条。 在周围几十或上百平方公 里的地区，大气的污染几乎是相近的，雾、露、毛毛雨等潮湿的气象条件也几乎是相同的， 一旦一处污闪跳闸， 则表明这个地区几乎相同的几百个或上千个绝缘子个体均处于临界污闪 跳闸的边缘。一处跳闸， 重合闸动作，还会造成电网的振荡， 使临界输变电设备又多承受一 个操作过电压的作用， 使设备处于更加不利的状态。 特别是较多设备的外绝缘抗污闪能力都 低于实际承受的严酷湿污条件时， 往往会造成区域性的大面积污闪事故。 1989 年末至 1990 年初，全国若干个省市的大面积污

3、闪的根本原因就是输电线路配置的外绝缘水平相对于设备 表面实际污染程度对外绝缘的要求相差太多的缘故。 近年来我国有多起大面积污闪事故发生。例如， 1996 年 12 月 27 30 日华东地区出 现罕见的大雾，华东电网 23 条 500kV 线路中就有 11 条发生闪络，跳闸 77 次； 220kV 线 路中24条线路闪络，跳闸 58次。1996年12月，安徽省35条220kV线路有8条发生污 闪事故，跳闸35次；8条500kV线路有2条发生闪络事故，跳闸 6次。据不完全统计， 1971 1980年我国输电线路发生的污闪事故1126次，变电所设备的事故有761次，到 了 1981 1990年，输

4、电线路发生的污闪事故1907次，变电所设备的事故达 695次。后 10年的污闪事故次数比前10年又有增加，且事故严重。20世纪90年代后大面积污闪事 故更为突出，1990年华北地区的大面积的污闪事故，1996 1997年华东地区大面积的污 闪事故，以及2000年辽宁、华北、河南等地的大面积污闪事故，都具有事故影响范围大、 持续时间长、经济损失严重等特点。 污闪事故中以雾闪为主， 表5-1列出了我国20世纪70年代以来发生的重大污闪事故。 由表可见，我国地域性的事故时有发生，而大多都是大雾天气；到了80年代末和90年代, 跨地区、跨省市的大面积污闪开始出现，给国民经济带来的损失愈来愈大。 表5-

5、1 1974 2001年全国重大污闪事故简况 事故时间 电网名称 气象 条件 事故 事故影响 1974 上海市 大雾 220kV级线路跳闸/停电5条， 变电站跳闸/停电4座 一 1974-2-26 沈阳、抚顺 一市 大雾 44220kV 级线路跳闸/停电7 条，变电站跳闸/停电41座 停电时间10h以 上，电能损失160 万 kVgh 1976 武汉关山 雾 220kV级线路跳闸1条 少送电 500 万 kVch 1976-2-14 上海闸北电 雾 220kV级线路跳闸/停电4条， 影响上海北郊 3个 厂及北郊 110kV级线路跳闸/停电3条， 110kV220kV级变电站全线 停电 站全停，

6、一次停电少 供电1013万kVgn 1977-1-15 淄博、昌邑、 35220kV级线路跳闸/停电 损失电能431万 烟台、惠民4 大雾 63条，变电站跳闸/停电105 kVch 1977-2-12 个地区 座 110kV 级变电站跳闸/停电4 少送电 316 万 1980 徐州厂变 雾 座，35kV级变电站跳闸/停电7 kVch 座 220kV 级变电站跳闸/停电10 1985-2-5 河南电网 大雾 座36次，110kV级变电站跳闸 1985-2-9 /停电15座47次，35kV 级变 电站跳闸/停电2座5次 35kV级线路跳闸/停电24条， 雨夹 220kV 级变电站跳闸/停电54 兰

7、州电网与主网解 1986-3-16 兰州电网 雪 座，110kV级变电站跳闸/停电 列达5h 28座 1987-1-15 天津电网 大雾 220kV级线路跳闸/停电1条， 110kV级线路跳闸/停电14条 1987-1-15 1987-1-21 河北电网 大雾 220kV级线路跳闸/停电3条， 一 110kV级线路跳闸/停电4条， 1987-1-22 1987-2-9 1987-2-10 35kV级线路跳闸/停电1条 1987-1-3 1987-1-5 陕西关中电 雨夹 35330kV级线路跳闸/停电 网 雪 57条，变电站跳闸/停电54座 关中大面积停电 1987-2-17 1987-12-

8、28 辽西电网 雾 550kV级线路跳闸/停电2条， 220kV级线路跳闸/停电5条 辽西大面枳停电 1989-1-13 220kV级线路跳闸/停电3条， 一 唐山市 雾 110kV级线路跳闸/停电2条， 一 1989-1-14 35kV级线路跳闸/停电1条 仅华北一个分区，京津唐 华北、华东、 10500kV、河北分网 220kV、 1989-1990 河南、山东 雾 晋中南110220kV 线路50条 初 东北等地 线路掉闸、25条线路跳闸145 次 500kV级线路跳闸/停电15条， 330kV级线路跳闸/停电2条， 华东、华中、 1996年末一 西北、山东 雾 220kV级线路跳闸/停

9、电51条。 1997年初 等 500kV 级变电站跳闸/停电1 座，300kV级变电站跳闸/停电 3座，110kV级变电站跳闸/停 电11座，同时导致26串绝缘 子断串，23起导线落地事故 2001年初 河南、华北、 雨夹 66500kV级线路跳闸/停电 辽宁等地 雪、 238 条，66500kV 级变电站 一 大雾 跳闸/停电34座972次 2002-1-14 常德、湘潭 220kV线路先后跳闸/停电4 一 等地 大雾 条，500kV线路先后跳闸/停电 一 2002-1-15 4条 2006年元月 山东、河北 及京津部分 地区 大雾 500kV线路先后不跳闸/停电7 次 一 2006-1-2

10、8 10kV 以上线路跳闸/停电133 2006-1-30 2006-2-12 河南电网 大雾 次， 110kV 以上线路跳闸/停电15 条， 一 2006-2-13 鸟粪闪络也是电力系统的一大危害，鸟粪闪络是指由栖息在杆塔上的鸟排泄物引起的闪 络事故。从鸟类造成故障的电压看，20%发生在220 kV线路上，80%发生在110 kV线路 上。 -可编辑修改- 另外，还有其他一些类型的闪络事故，如雪闪、露闪、冰闪等，如华中地区发生罕见的 恶劣雨雪天气和电网冰闪事故。 2005 年春节期间（ 2 月 7 15 日），华中地区遭遇了罕见 的恶劣雨雪天气，特别是湖南、湖北分别遭遇 50 年和 35 年

11、一遇的罕见的冰雪恶劣天气。 由于雨雪持续长达 10 多天，铁塔、绝缘子和导地线表面覆冰厚度迅速增加。故障线路一般 导线覆冰在 30 毫米以上，局部在 65 毫米，绝缘子串覆冰在 50 毫米左右，杆塔覆冰达到 40 80 毫米，局部达到 100 毫米，而故障线路一般按 10-15 毫米导线覆冰考虑，这次大 范围故障线路导线覆冰严重超出了设计标准。华中电网相继发生了从未有过的 500 千伏线 路大范围跳闸和倒塔事故， 500 千伏 18 条交、直流输电线路跳闸共 69 次，局部地区、省 间电网解网 4 次，其中湖南电网与主网解列 1 次，湖北恩施地区电网因葛雁线跳闸与主网 解列 2 次，华中西部电

12、网（川渝电网）与东部电网解网 1 次。解列期间，湖南电网、恩施 地区电网低周减载动作，切除了少量负荷，随后很快恢复。 4 条 500 千伏线路倒塔 24 基， 部分输、 变电设备损坏， 电网安全和节日保电经受了前所未有的严峻考验。 1998 年 11 月 1 日至 3 日，由于异常的气候条件，阳泉地区输电线均出现雾淞、雪淞、覆冰现象，引起线 路连续故障，对电网安全运 行造成很大威胁。 2002 年又发生 3 次冰闪故障，而且兄弟单位也有同类故障发生。 1.2 污闪的影响和危害 电力工业是国民经济的基础产业，电力企业具有社会公用事业和企业行为双重性质。 电力工业为各行各业提供电力、 为人民日常生

13、活提供光明与便利， 因事故造成供电中断， 就 可能造成各行各业的生产停顿或瘫痪； 产生的一系列次生事故， 给社会带来危害、 人民生活 秩序带来严重混乱，给电力部门造成巨大的电力经济；损失严重时会造成极坏的政治影响。 美加大停电、 莫斯科大停电等电力事故引发， 造成了极其严重的社会影响、 巨大的经济损失 并使电网遭受严重的破坏！ 污闪事故造成的直接电能损失，以及给国民经济到来的损失是十分惊人的。一次污闪 事故的发生，小则造成区域性突发停电，大则导致整个电网供电中断。 1976年2月上海闸北电厂一次事故， 就减少发电1013万kW?h,导致上海北部地区 大面积停电。又如， 1977 年 12 月份

14、，山东淄博、昌邑、烟台、惠民 4 个地区相继发生 了地区性大面积污闪，涉及 35220kV 线路，有 63 条跳闸， 105 个变电站停电，损失电 量431万kW?h ;同时造成多处油田关闭、输油管凝固等重大事故。 2006 年元月，河北、山东和京津部分地区大雾持续 30 多个小时，输电线路闪络事故 接连发生，其中 500 千伏线路相继发生 7 次闪络事故。 2006 年 1 月 28 至 1 月 30 日，河南省大部分地区出现多年罕见的大雾，发生污闪使 10KV 以上线路跳闸 133 次; 2 月 12 日至 13 日，河南省大部分地区再度出现大雾致使 110 千伏以上线路跳闸 15 条次。

15、 2001 年 2 月 22 日午夜， 一场迷天大雾造成中国辽宁电网发生大面积污闪事故， 在这 场污闪事故中，共有 500kV 线路 5 条、 220kV 线路 48 条、 66kV 线路 59 条先后停电;变 电所 500kV1 座、 220kV12 座、 66kV120 座先后停电退出运行。此次 “2.22 ”污闪事故持续 时间长达 14 个小时。在此过程中，受到伤害的输电线路有 112 条，导线烧伤 27 处、 9 条 线路导线被烧断; 有 635 只瓷绝缘子被击毁， 3 支复合绝缘子被烧坏; 损失电量 9,375MWh （每 Wh 按 0.28 元计算损失大约 26.25 亿元）。 1

16、990 年 1 月 1 日至 2 月 15 日，污闪导致，河南省电网 220kV 线路 22 条跳闸 124 次（占全部线路的 55%） 、 5 座变电站停止运行; 110kV 线路 49 条跳闸 162 次、 7 座变电站 停止运行。此次污闪事故波及 9个供电局 （总 12 个），三门峡、安阳电厂分别与系统 8 次和 9 次解列，三门峡市停电 3 次，电气化铁路停运，义马等煤矿停产，郑州铝厂停产。损失电 量 13000MWh （每 Wh 按 0.28 元计算损失大约 36.4 亿元）。 20 世纪 90 年代，我国的华东、华中、华北、西北等地区发生跨省市的大面积污闪事 故，都曾造成地区网络的

17、几度解列。 1989 年末至 1990 年初，我国跨省市的大面积污闪，特别是 500kV 线路的大量跳闸， 引起了电力部门的高度重视， 曾投入大量人力、 物力解决输变电设备的污闪问题， 也收到了 相当大的效果，使电力系统的污闪跳闸率和事故率在几年内连续下降。但是， 1996 年末至 1997 年初以及 2000 年全国性的大面积污闪再度发生，使我们再一次认识到大面积的污闪 事故的严重性和抗污闪工作的长期性和艰巨性。 污闪损失之巨及其给工农业生产各领域带来的后果是难以统计的，对连续性生产的化 工、冶金、矿山等部门可造成设备报废损坏，产品质量下降，甚至造成人身伤亡等，还可能 对政治、交通运输等方面产生严重影响。表 3-1 中列出了部分污闪事故所带来的损失。 鸟粪事故也带来巨大危害， 据统计到 1998 年为止， 全国的复合绝缘子事故中的闪络事 故占 47% ，不明闪络事故占 24% ，而已被确认的鸟粪事故就占 16% ，大大高于复合绝缘子 污闪所占 5% 的比例。而且有研究表明，复合绝缘子不明闪络事故中，有相当一部分是鸟粪 引起的。 另外