上個(gè)周末，我國(guó)多地經(jīng)歷了寒潮的考驗(yàn)，南方多地下起大雪，北方城市平均氣溫達(dá)零下15攝氏度。在如此低溫的天氣下，如何確保特高壓工程安全運(yùn)行？對(duì)此，記者對(duì)中國(guó)電力科學(xué)研究院輸變電工程研究所輸電線路監(jiān)測(cè)與評(píng)估研究室副主任劉彬、國(guó)家電網(wǎng)公司運(yùn)行分公司運(yùn)維部專責(zé)張勇進(jìn)行了采訪。
記者：2008年南方低溫雨雪冰凍天氣所帶來(lái)的災(zāi)害至今還讓人記憶猶新。低溫對(duì)于輸電線路的危害表現(xiàn)在哪些方面呢?特高壓相對(duì)于500千伏及以下電壓等級(jí)的線路來(lái)說(shuō)，在抗低溫方面有哪些不同之處？
劉彬：低溫冰凍對(duì)輸電線路造成的主要危害可分為機(jī)械故障和電氣故障兩個(gè)方面。電氣故障包括絕緣子冰閃、相間閃絡(luò)和相地閃絡(luò);機(jī)械故障包括導(dǎo)地線斷股、斷線，金具損壞、桿塔損壞及倒塔等。
特高壓線路距離更長(zhǎng)、輸電容量更大，比低電壓等級(jí)線路的防冰設(shè)防等級(jí)、安全系數(shù)更高，相對(duì)而言，抵御冰凍災(zāi)害的能力更強(qiáng)。但由于特高壓線路鐵塔高、導(dǎo)線截面大、分裂數(shù)多等特點(diǎn)，更易受到覆冰災(zāi)害的影響。
張勇：特高壓工程相較于其他輸變電工程來(lái)說(shuō)，具備更靈活的融冰措施，原理均為提升電流，引起導(dǎo)線發(fā)熱，起到融冰的效果。目前特高壓工程設(shè)計(jì)的融冰方式有兩種：一是有專門的融冰運(yùn)行方式，通過(guò)改變主回路接線方式，增大直流電流;二是不改變主回路接線，通過(guò)調(diào)節(jié)運(yùn)行方式，增大直流電流進(jìn)行融冰。
考慮到水電送出工程冬季枯水期較長(zhǎng)、直流輸送功率低的特點(diǎn)，復(fù)奉、錦蘇、賓金直流特高壓工程設(shè)計(jì)了融冰模式，在盡可能小的輸送功率前提下，使直流線路傳輸較大電流。幾年來(lái)，這3條特高壓直流工程均開(kāi)展了融冰方式調(diào)試試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果正常，因此未安排融冰運(yùn)行方式，而是改變運(yùn)行方式進(jìn)行融冰，例如使直流系統(tǒng)降壓運(yùn)行，提升線路電流，適用于覆冰現(xiàn)象輕微的情況。錦蘇特高壓工程在冬季曾多次安排加壓運(yùn)行，提升直流電流進(jìn)行融冰。今年1月24日，賓金直流電壓由800千伏降到560千伏，直流電流由1500安增大到2142安進(jìn)行線路融冰，在抗冰凍災(zāi)害方面取得了很好的效果。
記者：我國(guó)目前在特高壓線路抗冰設(shè)計(jì)方面有何研究項(xiàng)目?取得哪些進(jìn)展？
劉彬：目前我國(guó)相關(guān)的研究項(xiàng)目包括覆冰機(jī)理研究、防冰差異化設(shè)計(jì)研究、覆冰監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)技術(shù)研究及輸電線路防舞技術(shù)等。國(guó)家電網(wǎng)公司從5方面開(kāi)展了研究，效果明顯，此次電網(wǎng)在“霸王級(jí)”寒潮中運(yùn)行安全可靠，充分驗(yàn)證了抗冰技術(shù)的成熟。公司繪制完成了電網(wǎng)冰區(qū)分布圖、舞動(dòng)區(qū)域分布圖等基礎(chǔ)資料，為電網(wǎng)防冰設(shè)計(jì)及改造提供了有力的技術(shù)支撐;完善了電網(wǎng)防冰設(shè)計(jì)規(guī)范，提出差異化防冰設(shè)計(jì)及改造技術(shù)，進(jìn)一步提升了電網(wǎng)抗冰能力;建設(shè)了電網(wǎng)覆冰監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)平臺(tái)，提高了電網(wǎng)主動(dòng)防冰能力;研發(fā)了輸電線路綜合防舞技術(shù)，提升了輸電線路防治覆冰舞動(dòng)的能力;完善了電網(wǎng)防冰應(yīng)急處置技術(shù)，確保將災(zāi)害損失降到最低。
記者：國(guó)際電力行業(yè)在覆冰等相關(guān)技術(shù)方面的研究情況如何？
劉彬：許多國(guó)際組織，如國(guó)際電工委員會(huì)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)等都在努力建立和完善處理覆冰的方法和標(biāo)準(zhǔn)，以最合理、最經(jīng)濟(jì)的方式處理覆冰對(duì)包括輸電線路在內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)設(shè)施的影響。眾多從事覆冰相關(guān)研究的學(xué)者和技術(shù)人員共同參與，成立了兩年召開(kāi)一次的覆冰現(xiàn)象國(guó)際研討會(huì)組織IWAIS，探討如何減小覆冰造成的損失。
在電網(wǎng)覆冰規(guī)律研究方面，歐洲國(guó)家開(kāi)展了大量的工作。匈牙利為增加輸電線路抗覆冰設(shè)計(jì)的可靠性開(kāi)展了長(zhǎng)期的研究計(jì)劃;芬蘭開(kāi)展了針對(duì)導(dǎo)線覆冰的觀測(cè)和凍雨導(dǎo)致導(dǎo)線覆冰的模擬研究;立陶宛針對(duì)覆冰導(dǎo)致的輸電安全問(wèn)題開(kāi)展了工程應(yīng)用研究;歐洲開(kāi)展COST 727研究計(jì)劃，增加對(duì)覆冰規(guī)律和大氣邊界層凍雨事件的研究，包括覆冰在歐洲的分布、觀測(cè)和預(yù)報(bào)等。
國(guó)外在電網(wǎng)冰區(qū)分布圖方面的研究歷史較長(zhǎng)，尤其是美國(guó)、加拿大等地域廣闊、受覆冰影響較為嚴(yán)重的國(guó)家。
早期的冰區(qū)分布圖出現(xiàn)在美國(guó)，是根據(jù)美國(guó)國(guó)家電力安全法規(guī)NESC編制需要而繪制的，之后多次修訂，促使美國(guó)實(shí)施新的覆冰區(qū)劃。1993年，美國(guó)電力研究院聯(lián)合多家研究機(jī)構(gòu)，與陸軍寒區(qū)研究和工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了針對(duì)覆冰及其分布圖繪制的研究。同年，美國(guó)土木工程師協(xié)會(huì)為修訂覆冰載荷及早期冰區(qū)分布圖成立了EPRI、CRREL等專門委員會(huì)。CRREL聯(lián)合其他機(jī)構(gòu)著手修改并完成美國(guó)冰區(qū)分布圖，繪制了50年及100年一遇的覆冰和風(fēng)速分布圖。
加拿大覆冰分布的早期研究主要由CAN/CSA Standard S37技術(shù)委員會(huì)發(fā)起，目的是為輸電塔提供安全參考。加拿大根據(jù)氣象部門掌握的逐時(shí)天氣報(bào)告和每6小時(shí)降水測(cè)量值估算了凍雨覆冰量，并據(jù)此繪制了加拿大全國(guó)的冰區(qū)分布圖。歐洲的多個(gè)國(guó)家也開(kāi)展了冰區(qū)分布圖的繪制工作。
低溫覆冰災(zāi)害仍然是目前影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一種主要災(zāi)害形式，我國(guó)在該領(lǐng)域的研究成果已經(jīng)處于國(guó)際先進(jìn)或領(lǐng)先水平。
記者：目前我國(guó)在運(yùn)在建特高壓工程已達(dá)到17條，特高壓骨干網(wǎng)架初具規(guī)模，在極端低溫條件下，有沒(méi)有可能會(huì)出現(xiàn)多線路跳閘、大面積停電的事故？
劉彬：基于特高壓交直流電網(wǎng)的重要性，特高壓線路設(shè)計(jì)覆冰載荷重現(xiàn)期均按100年一遇考慮，線路設(shè)計(jì)中充分考慮了低溫覆冰災(zāi)害的影響。另一方面，覆冰監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到電網(wǎng)運(yùn)維管理工作中，且已建成完善的電網(wǎng)防冰應(yīng)急處置體系，極大提升了電網(wǎng)抵御低溫雨雪冰凍天氣的能力。鑒于此，針對(duì)特高壓交直流電網(wǎng)，我們完全有能力、有信心抵御極端低溫帶來(lái)的覆冰災(zāi)害，確保電網(wǎng)供電安全。
張勇：面對(duì)寒潮，公司加強(qiáng)了融冰操作應(yīng)急演練，大力規(guī)范冬季運(yùn)維保障工作。國(guó)網(wǎng)運(yùn)行分公司宜賓、上海管理處均針對(duì)融冰方式操作編制工作方案，規(guī)范并聯(lián)融冰工作流程，準(zhǔn)確、快速、高效的處理線路覆冰，哈密管理處編制印發(fā)《天山換流站冬季運(yùn)維保障工作管理規(guī)定》，將各項(xiàng)工作規(guī)范化、常態(tài)化。在極端的低溫條件下，我們通過(guò)加強(qiáng)線路覆冰監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)覆冰趨勢(shì)，采用融冰運(yùn)行方式可以有效的防范線路結(jié)冰、桿塔倒塌，完全可以保障特高壓工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
