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50年一遇的冰雪灾害终于让电力系统体会到了大灾难的滋味。贵州、湖南、江西等省市的倒塔、断线事故,导致了电网的大面积停电、限电。电网如此脆弱,这跟我国南方在制定国家电网建设标准和电力输配方式的软硬件时,多注重其高效经济性,而忽视增强电网设施本身的安全耐候性有关。
目前,如何迅速恢复和重建南方电网,已是全国上下共同所关心的大事。
然而,将电网建设硬件设施标准再常规提高,如将电刚导线增粗,塔杆增强,是否就能保证电网安全呢?
让我们来分析一下:在我国现行电网建设标准中,多采用的塔杆承载能力是电网导线重量和拉力的五倍左右,这在正常的电力输配过程中已足够了,但在这次冻雨冰凌的特大灾害来袭时,有些地区的导线附冰总重量一夜就突增了五六十倍,这样原来再坚固的塔杆也不可能承受如此天降的超负重载,其结果便是倒塔断杆,甚至像多米诺骨牌一样全线倒塌。那么,面对这五十年不遇的灾害后果,我们的电网设计标准应该提高到何等的强度才能充分胜任呢?
再则,通过几倍甚至几十倍的常备基础性的投入来硬性拦防几十年甚至上百年才可能出现的冰凌特大灾害,即便我们做到了,但国家电网的高效经济却难以保证了。
那么,是否有一些新的更加科学的抗冰凌方法呢?我们先对输电原理和现行的电力输配方式及凌灾的成因做些基础性的了解和分析。
现在为了保持电力输配的高效经济性,我们的骨干电网全采用的是高压低流的输电方式,即将12~30KV的发电电压,先升高到100~500KV的网电电压后,再由电网塔线进行大量高效的远距离输送,各地变电站再逐级按需上网搭并采配和供电。由于我国采用的是高压或超高压,其电压降较小就能保证电能输送很远,同时由于又是低电流,导线对其所产生的阻抗就小,沿途电网导线的发热路损很少,这样在正常的情况下,电网就一直保持着高效益的输送。但是,正因为导线的发热量少,其自身温度也就无异常升高,多随气温变化而变化。可当南方突遭寒暴袭击时,湿气和雨水就会迅速冻结在电网导线上而形成冻雨冰凌,会使导线附冰总重量突增数倍甚至几十倍,会给电网特别是其塔杆造成致命的威胁。
通过对上述原理和原因的基本分析后,我认为可以采用逆向思维及非常规的输电方式来化解和预防凌灾。
我们设想将现行一路通的电网,按需打上可控断或合的节点,将其改造成既能一路通底又能分区跳段的新型抗凌电网。在这里我们只在所需变电站的上网搭并采配线后面设置可控断开或闭合的接触器做节点,其后再设返网回路,并对变压器进行必要的抽头改造。
利用这样的新型电网,平时可仍然以正常的高压低流的高效输电方式工作。而根据气象状况,一旦某区域即将或已经发生雪灾冰凌灾害,便将该区段导线从原电路上跳开,而单独对其改输相对低压高流的低效电能,有意增加其发热能耗,迫使并控制其导线温度高过冰点,预防其结冰挂凌,或对已经受灾的线路进行融冰解凌,以此确保电网的安全供电。灾害过后,我们即可恢复正常的输电方式。我们利用上述热线解凌的原理,还可以继续延伸思维,科学地总结出更多实用的抗灾方法和装备。
这种新型防凌电网的改造思想,是力求对现有的电网设施及输配方式等软硬件同时进行综合利用型的整合,避免对现有国家电网标准矫枉过正的单纯提高,过度加大基础固定件的投资,造成社会资源堆积性的浪费。
目前,如何迅速恢复和重建南方电网,已是全国上下共同所关心的大事。
然而,将电网建设硬件设施标准再常规提高,如将电刚导线增粗,塔杆增强,是否就能保证电网安全呢?
让我们来分析一下:在我国现行电网建设标准中,多采用的塔杆承载能力是电网导线重量和拉力的五倍左右,这在正常的电力输配过程中已足够了,但在这次冻雨冰凌的特大灾害来袭时,有些地区的导线附冰总重量一夜就突增了五六十倍,这样原来再坚固的塔杆也不可能承受如此天降的超负重载,其结果便是倒塔断杆,甚至像多米诺骨牌一样全线倒塌。那么,面对这五十年不遇的灾害后果,我们的电网设计标准应该提高到何等的强度才能充分胜任呢?
再则,通过几倍甚至几十倍的常备基础性的投入来硬性拦防几十年甚至上百年才可能出现的冰凌特大灾害,即便我们做到了,但国家电网的高效经济却难以保证了。
那么,是否有一些新的更加科学的抗冰凌方法呢?我们先对输电原理和现行的电力输配方式及凌灾的成因做些基础性的了解和分析。
现在为了保持电力输配的高效经济性,我们的骨干电网全采用的是高压低流的输电方式,即将12~30KV的发电电压,先升高到100~500KV的网电电压后,再由电网塔线进行大量高效的远距离输送,各地变电站再逐级按需上网搭并采配和供电。由于我国采用的是高压或超高压,其电压降较小就能保证电能输送很远,同时由于又是低电流,导线对其所产生的阻抗就小,沿途电网导线的发热路损很少,这样在正常的情况下,电网就一直保持着高效益的输送。但是,正因为导线的发热量少,其自身温度也就无异常升高,多随气温变化而变化。可当南方突遭寒暴袭击时,湿气和雨水就会迅速冻结在电网导线上而形成冻雨冰凌,会使导线附冰总重量突增数倍甚至几十倍,会给电网特别是其塔杆造成致命的威胁。
通过对上述原理和原因的基本分析后,我认为可以采用逆向思维及非常规的输电方式来化解和预防凌灾。
我们设想将现行一路通的电网,按需打上可控断或合的节点,将其改造成既能一路通底又能分区跳段的新型抗凌电网。在这里我们只在所需变电站的上网搭并采配线后面设置可控断开或闭合的接触器做节点,其后再设返网回路,并对变压器进行必要的抽头改造。
利用这样的新型电网,平时可仍然以正常的高压低流的高效输电方式工作。而根据气象状况,一旦某区域即将或已经发生雪灾冰凌灾害,便将该区段导线从原电路上跳开,而单独对其改输相对低压高流的低效电能,有意增加其发热能耗,迫使并控制其导线温度高过冰点,预防其结冰挂凌,或对已经受灾的线路进行融冰解凌,以此确保电网的安全供电。灾害过后,我们即可恢复正常的输电方式。我们利用上述热线解凌的原理,还可以继续延伸思维,科学地总结出更多实用的抗灾方法和装备。
这种新型防凌电网的改造思想,是力求对现有的电网设施及输配方式等软硬件同时进行综合利用型的整合,避免对现有国家电网标准矫枉过正的单纯提高,过度加大基础固定件的投资,造成社会资源堆积性的浪费。