气候数据在电力防灾设计中的应用探析

刘志芳　周凤华　刘怀玉

摘要通过对承德地区近30气候数据分析,结合气象特点,为承德地区电网建设与电力设备选型提供数据支持,为地方经济发展奠定基础。

关键词气候数据;电力设计;设备选型;防灾;减灾;应用

中图分类号 TM727 文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)15-0278-01

电力行业对气象数据和气象相关知识的应用十分广泛,无论是电站选址、线路选径、设备选型,还是系统规划与设计方面对气象数据与气象信息的依赖性与日俱增。承德地处山区,昼夜温差大,夏季与冬季气温明显,夏季降雨量、雷击与冬季降雪对电力系统的影响十分显著。近年来,由于对气象数据分析的不到位,忽视时时气象数据而不能及时进行预防所造成的经济损失较大。笔者主要分析气象数据在电力系统设计与设备选型中的防灾、减灾应用,以更好地避免各种损失与灾害。

1承德电网现状与损失分析

随着电力建设的不断完善,承德地区形成了以220kV和110kV为主网架的电力系统,电力线路距离长、覆盖面广、线路走径复杂等特点对气象防灾、减灾提出了更高的要求。近2年来,由于气象灾害所造成的损失层出不穷,主网架线路所遭受的灾害如表1所示。

经分析,雷击所造成故障正随着线路距离和覆盖面的增加、电力设备的增多而增加,所造成的损失主要表现在以下2个方面:一是售电量损失较大。受害线路均为主网线路,所带负荷重,雷击后重合闸时间和事故处理时间对售电量的损失非常大;二是直接设备损失大。除线路设备受损外,其他电力设备,如变压器,在每年的气象灾害天气中所受损失也十分严重。由此可见,气象灾害对电力系统安全稳定与经济运行起着举足轻重的作用,在进行电力系统规划与设计和电力设备的选型中加强气象防灾、减灾设计十分必要。

2气象数据在电网设计与设备选型中的应用

2.1温度与温差

温度与温差决定着电器设备的选用,是决定电器外绝缘数值的重要参数。从以下公式很容易看出其重要性。

电器外绝缘计算公式为:V绝=V额·K

K= (H为安装地点海拔)

当最高温度大于40℃时,试验电压应取额定电压乘以温度修正系数:Kt=1+0.003 3(T-40),T为环境气温,单位为℃。

对10KV电器设备来说,正常数据下的电器外绝缘为:

V绝=V额·K=10 000×V=9 500V

而修正后最高气温下的电器外绝缘为(承德地区30年一遇最高气温取承德县41.3℃,平均海拔取500m):

V绝=V额·Kt=10 000×1.004 29V=10 042.9V

V差=10 042.9V-9 500V=542.9V

因此,环境温度决定着电器外绝缘的高低,对室内设备而言,电器设备的外绝缘要求就更为严格。另外,湿度与温差对电器外绝缘的影响也十分大,所以在设备选型时要注意这些参数的影响,避免由于计算不当,因电器设备外绝缘而造成的设备损坏事故,进而带来一系列电网事故的发生。

2.2日照及风速

日照决定室外导线的绝缘与阻抗值,是决定线路载流量的主要因素,对线路理论线损和实际能带负荷计算有很大帮助。风速不但对线路弧垂大小起决定作用,在计算线路最大风偏距离时更有广泛的应用,特别是对线路和周边环境的安全起着重要作用,在线路负重应用方面也更为突出。在电力系统设计规范中规定:选择屋外导体应考虑日照的影响,日照强度取0.1w/cm2,风速取0.5m/s。

2.3雷暴

在电力系统设计中有关雷暴日数规定与气象学规定一致:小于15d为少雷区,大于15d小于40d为中雷区,大于40d小于90d为多雷区,大于90d为特强区。雷暴对电力线路及设备的安全稳定运行危害极大,由于它的强度与地点无法预测,对历史数据的分析与预防就显得十分重要。结合承德地区特点与电力系统设计要求,避开高雷区,合理选择站址与线径是非常必要的。

3结语

承德地区近30年历史最高温度为43.3℃,最大风速为26m/s,雷暴日数最高为446d,年最大日降水量为218.9mm,最大积雪为30cm。这些数据远高于正常情况下电力系统设计与电力设备选型的要求。随着人们生活水平的不断提高,城市居民以及各行业对电能的依赖性也日益增大。因此,合理进行电网规划与设计,正确进行设备选型,减少与避免气象灾害带来的不利影响,提高电力系统的供电可靠性,为社会经济发展提供保障势在必行。