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电力系统抗冰灾能力初探

 论文栏目:气象信息论文     更新时间:2014-3-10 11:10:43   

(1)10kV自闭、贯通电力线路方面

从该次冰灾铁路电力系统电力故障的统计数据来看,同一区段10kV自闭、贯通电力线路均发生故障,说明在该区段10kV自闭、贯通电力线路的设计标准抗灾能力较低,因此有必要对其进行改造。方案1:10kV自闭、贯通线路全部改为电缆。该方案优点是基本避免了各种不利因素(大风、雨雪、洪水、交叉跨越、树木侵害、外力破坏等)对铁路自闭、贯通线路的影响,供电可靠性高。缺点是双电缆方案投资高(约60万元/公里,需投资近2亿元,未计列设备费用),且原架空线路完全废弃。方案2:考虑10kV自闭线路运行20多年,接近第2个大修周期,全部改为全电缆;10kV贯通线仍维持架空,但对局部地段进行补强。该方案优点是自闭线改为电缆后,可最大程度的减少外部条件对自闭线的影响,降低故障率,保证在绝大多数情况下铁路至少有一路电源可用。10kV自闭、贯通线一缆一架方案相对双电缆方案投资节省,且仅自闭线废弃,改造工作量也相对减少。雪灾情况下,对单电缆贯通线和双电缆贯通线供电可靠性指标进行比较,计算模型选长度为50km的供电臂,共20个负荷点,分支线的长度均为500m,每段贯通线长度相同,环网结构有20个负荷点,负荷点之间平均间距长2500m。变电站采用10kV单母线分段的接线方式,考虑外部电源均停电,各配电所只有一路发电机情况。计算得出系统综合指标见表1。从表1可以看出,双电缆贯通线路平均供电可用率指标比单电缆贯通线路高出0.08%,即在罕见的自然灾害下,如果一条架空贯通线全停电时,另外一条全电缆贯通线可以满足与行车密切相关的通信信号等特别重要的一级负荷供电要求。根据比较,建议在京广线株洲—白石渡间电力抗灾改造中采用方案2。

(2)适当提高铁路电力架空线路的建设标准

a.在新建或改造项目中适当提高电力架空线路建设标准,与国家电网公司建设标准保持一致,将110~330kV电力线路气象条件重现期由15年提高到30年一遇;10~35kV电力线路气象条件重现期由10年提高到15或30年一遇。对重要线路和特殊区段采取差异化设计,提高安全设防水平,确保供电设施的安全可靠。b.对于跨越铁路的电力线路加强改造。对于跨越铁路的10kV及以下的电力线路(包括自闭线、贯通线以及地方电力线路)全部改为电缆过轨。对于跨越铁路的110kV及以上电力线路应采用独立耐张段,杆塔结构重要性系数取1.1,要求35~330kV线路重现期由15年提高到30年一遇,或者要求采用电缆过轨。500kV线路由30年提高到50年,杆塔离铁路的距离应满足对倒杆距离要求。地方110kV线路同时跨越铁路及10kV自闭、贯通电力线路时,则将自闭、贯通线在交叉档内改为电缆。c.设置铁路应急电源。该次雪灾中地方电网停电事故频发,造成铁路配电所失电,可见在灾害天气下,地方电网并不是十分可靠的。因此有必要设置铁路应急电源。方案1:各车站均设置低压柴油发电机,作为特别重要的一级负荷的应急电源。该方案的优点是简单易行;缺点是日常维护工作量大,大部分设备长时间闲置,且并不能保证区间的通信信号负荷供电。方案2:在配电所、大型站集中备用应急柴油发电机组或在供电段配置移动式高压柴油发电机组,应急情况下可向10kV自闭线供电以确保沿线各站、区间通信信号、应急照明等特别重要负荷供电。该方案的优点是维护工作量小,能保证区间通信信号负荷供电。经比较,建议在各配电所间或间隔一个配电所、大型站集中备用应急柴油发电机组,保证铁路运输电力供电的需要。

(3)结语

为提高铁路电力系统抗击冰雪灾害能力,应将铁路10kV自闭改电缆、贯通电力线路局部补强,同时适当提高铁路电力架空线路的建设标准。以及在配电所、大型站集中设置柴油发电机方式配置铁路应急电源。

作者:陈续全

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