电力系统自然灾害的现状与对策

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1、电力系统自然灾害的现状与对策电力系统自然灾害的现状与对策摘要:回顾了近年来世界各国的电力系统在自然灾害下的运行安全状况,特别是我国电力系统的主要自然灾害状况。重点介绍了电力系统在灾害性强风和地震作用下所受的影响。近年的自然灾害说明,开展我国电力系统防御重大自然灾害的研究和风险评估工作,建立电力系统自然灾害事故的预警机制!应急反应机制和灾后快速恢复重建机制,是提高电力系统防灾能力的关键。关键词:电力系统;自然灾害;风险评估;安全对策  在现代社会中,维系现代城市功能与区域经济功能的基础性工程设施系统,定义为生命线工程系统。主要包括:电力系统,交通系统,通讯,城市供水,供热,供燃气系统等[1]。

2、作为大型复杂生命线系统的重要组成部分,电力系统的安全性问题直接影响国家的生产建设和人民的生活秩序。电力行业公用性和电力系统同时性的特点,决定电网事故影响大!速度快!后果严重。大电网事故不仅会给电力企业造成重大的经济损失,还会带来巨大的政治!经济影响,甚至会引起社会的混乱。例如:2003年8月14日发生的美加大停电事故震惊了全世界,同年,还发生/8#280伦敦大停电,/9#10悉尼和马来西亚大停电,/9#280意大利大停电等。现代电网的特殊性,使偶然的事件!局部的事故能够迅速波及整个网络,并在相连的巨大电网间传递,使大城市顷刻间陷入彻底瘫痪,经济损失难以计数[2]。电力系统的故障,除了运行设备

3、故障!人为操作失误外,很大一部分源于自然灾害。在我国2004年的电网故障中,自然灾害造成的有14起。而这一数据在2001,2002,2003年分别为7起!5起和10起[3]。2005年不完全统计:2月华中地区的冰灾,4月和6月江苏地区的500输电塔风灾倒塌以及夏季登陆我国的8个台风,均对电力系统造成很大的损失。电力系统因自然灾害所引发的故障呈现逐年递增的态势。本文首先回顾近些年来国内外电力系统由于自然灾害所引发的事故和损失,重点介绍了电力系统在风灾!地震!冰灾等灾害下的事故特征。严峻的事实表明:开展电力系统防灾研究,提高电力系统在自然灾害下的安全性!保障电力供给是当前电力系统的一个刻不容缓的

4、任务和挑战。1电力系统的风灾1.1世界主要国家电力系统风灾概况在引发电力系统的自然灾害中,风灾是最为严重的一种。日本的统计表明,其电力供给中所有故障的70%都是由架空输电线路的故障产生的[4]。例如:1991年在日本登陆的19号台风,首次造成高压输电塔和其它电力设施的极大的损坏。此后政府和各公司成立了专门的研究攻关组,对此进行了详细地研究。1999年9月24日登陆日本九州地区的18号台风造成4个输电线路的15基输电塔倒塌,3个输电线路的6条发生断线。九州电力公司测得的该台风的最大瞬时风速超过70/,风速超过了设计标准是造成输电塔倒塌的主要原因。2002年10月1日,日本21号台风造成茨城县1

5、0基高压输电塔连续倒塌的严重事故。当时由设置在附近一个输电塔上的风速仪记录的最大瞬时风速为56.7/(高度68.5)。此次事故共造成30万户用户停电,289000电力供给发生故障。灾后调查委员会的调查发现,其中一座输电塔在强风作用下的基础上浮是导致这次事故的主要原因[5]。2005年登陆美国的数次飓风,都给登陆地区的电力系统造成极大的损失。其中飓风卡特里娜造成290万户用户停电,飓风威尔玛更是造成600万户用户停电。事实上,由强风暴所造成的大停电在近些年来在世界各地呈现递增的趋势。除了在强风作用下输电塔的倒塌,导地线的裹冰舞动也是造成事故的原因之一。导地线在裹冰的情况下,由于截面形状的改变,

6、再加上其他一些因素,即使在风速不高的情况下,也可能引起导地线的舞动。舞动是一种发散型的振动,振幅很大。日本对其国内的输电线舞动状况进行过较为全面的观测,通过研究发现,舞动所造成的事故包括线间短路和接地短路,所造成的损失包括电弧烧伤!断股!断线!杆塔损坏!倒塔!防振锤或间隔棒损坏等[6]。1.2我国近年来电网风灾事故改革开放以来,我国电力工业得到飞速发展,逐步缩小了与世界发达国家的差距。1996-2002年期间,我国新增发电装机容量1.37亿,年均1957万,占世界新增发电装机容量的30%左右,居世界首位。2002年,我国发电量完成15716.5亿#,发电装机容量达到3.54亿#,均居世界第二

7、位,仅次于美国。500输电线路逐步成为我国各电网的主干线路。但同时,500输电线路的累计倒塔次数和倒塌基数也呈现越来越多的趋势。例如:1989年8月13日华东500江斗线镇江段4基输电塔倒塌;1992年和1993年,500高压输电线路两次发生风致倒塔事故[7];1998年8月22日华东500江南线江都段4基输电塔倒塌;2005年4月20日,位于江苏盱眙的同塔双回路500双北线发生风致倒塔事故,一次倒塌8基,造