電力系統(tǒng)故障的類型及發(fā)生的原因

1、電力系統(tǒng)故障的類型及發(fā)生的原因摘要：由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠 ，變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個 發(fā)電，輸電，變電，配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)故障類型主要 有短路故障，斷相故障，復雜故障以及自然災害引起的故障。關鍵字：短路故障 斷相故障 復雜故障 自然災害 凍雨 電力故障1短路故障短路就是指不同點位的導電部分包括導電部分對地之間的地阻 性短接。1）造成短路的主要原因：是電氣設備載流部分的絕緣損壞。這種損壞可能是由于長期運行，絕緣白然老化或由于設備本身質(zhì)量低 劣，絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿，或設備質(zhì)量合格，絕緣合乎要 求而被過電壓（包括雷電過電壓）擊穿，或者是設備絕緣受到外

2、力損 傷而造成短路；工作人員由于違反安全操作規(guī)程而發(fā)生誤操作，或者誤將低壓設備接入較高電壓的電路中， 也可造成短路；鳥獸（包括蛇， 鼠等）跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，或者咬壞設備和導線電纜的絕緣，也是導致短路的一個原因。2）短路的后果：短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負荷電 流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。如 此大的短路電流可對電力系統(tǒng)造成極大危害。 短時要產(chǎn)生很大的電動 力和很高的溫度，而是故障原件和短路電路中的其他元件受到損害和 破壞，甚至引發(fā)火災事故；短路時電路的電壓驟降，嚴重影響電氣設 備的正常工作；短路時保護裝置動作，將故障電路切除，從而造

3、成停 電，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失越大；嚴重 的短路電流要影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性， 可是并列運行的發(fā)電機組失去同步造成系統(tǒng)解列；不對稱短路包括單相短路和兩相短路， 其短 路電流將產(chǎn)生較強的不平衡交變電磁場， 對附近的通信設備，電子設 備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運行，甚至是使發(fā)生誤動作。3）短路的形式:短路種類示意圖代表符號三相短路兩相短路單項短路兩相接地短路/vv>S (1.1)2斷相故障斷相故障：電力系統(tǒng)一相斷開或倆相斷開的情況，屬于不對稱性故障。斷相種類：一相斷開倆相斷開3復雜故障復雜故障：電力系統(tǒng)的不同地點（倆處或倆處以上）同時發(fā)生不對稱故障的情況.4白然

4、災害引起的故障除以上三種故障外，白然災害（泥石流，洪水，凍雨等）對電力 系統(tǒng)危害也很大，這里主要談一下凍雨對電力系統(tǒng)造成的危害。凍雨 既非固態(tài)的降水又不同于一般水滴， 而是一種過冷卻水滴（溫度低于 0C）它在溫度略低于0C的空氣中能夠保持過冷狀態(tài)，其外觀同一 般雨滴相同，當它落到溫度為0C以下的物體上時，立刻凍結成外表 光滑而透明的冰層。在我國南方特別是西南地區(qū)，凍雨并非一種罕見 的天氣現(xiàn)象。它是冷暖氣團交匯并達到特定的氣溫條件時所形成的一 種特別的降水形式，當較強的冷空氣南下遇到暖濕氣流時， 冷空氣重 而暖空氣輕所以冷空氣位于暖空氣之下即鋒面系統(tǒng)，在垂直方向上形 成逆溫即近地面冷氣團控制區(qū)溫

5、度低，高空暖氣團控制區(qū)溫度較高， 再往更高處溫度又隨海拔的升高而降低。在滿足水汽和凝結核的條件 下形成凍雨溫度需要達到下列要求：近地面約 2000米左右的空氣層 溫度稍低于0C;約2000米至4000米的空氣層溫度高于0C,比較 暖一點；再往上一層又低于0C,這樣的大氣層結構，使得上層云中 的過冷卻水滴、冰晶和雪花，掉進比較暖一點的氣層，都變成液態(tài)水 滴。再向下掉，又進入不算厚的凍結層。當它們隨風下落，已經(jīng)以過 冷卻的形式接觸到冰冷的物體，便立即凝結成冰，即滴水成冰。而凍 雨區(qū)向北2000米至4000米溫度低于0C,雪花不會融化于是降落到 地面形成降雪凍雨區(qū)向南近地面的溫度又高于零度，雨水又不

6、會過冷卻，因此形成普通的降水。因此也就形成的我國白北向南的這三種降水形式。具體來講我國北方的冷空氣經(jīng)華北南下越過長江，在長江以南呈 扇型展開，并繼續(xù)南下。當扇型冷空氣的西南翼到達南北走向的橫斷 山脈時，受高山阻隔，在山脈以東的廣大區(qū)域內(nèi)不斷堆積，于是在云、 貴、川、桂，包括湖南西部的地面和低空，形成冷氣團。每到冬季， 這一區(qū)域同時還受到來白孟加拉灣暖濕氣流的影響， 這股氣流在越過 橫斷山脈后，與冷氣團相遇便覆蓋在冷氣團之上上， 形成鋒面天氣系 統(tǒng)，而今年南下強冷空氣滯留在長江以南。 來白孟加拉灣暖氣流也是 異常強大，暖氣流抵達我國長江以南，遭遇北方的強冷空氣后，南北 兩強各不相讓，滯留在我國南

7、方，形成了一場近一個月的拉鋸戰(zhàn)。實 際上就如同我國江南地區(qū)的梅雨一樣， 這個鋒面系統(tǒng)既不是冷鋒也不 是暖鋒而是形成了準靜止鋒。因此造成了我國持續(xù)的大范圍冰雪天 氣。同樣由于冷暖氣團都很強大，所以垂直上溫差也比較大，這就給 凍雨的形成也提供了良好的條件， 范圍大、持續(xù)時間長最終導致其成 為了災害性天氣。凍雨在碰到樹枝、電線、或地面上時，就會在這些物體上凍結成 外表光滑、晶瑩透明的一層冰殼，有時邊凍邊淌，象一條條冰柱。這 種冰層在氣象學上又稱為“雨淞”。凍雨落在電線、樹枝、地面上， 隨即結成外表光滑的一層薄冰，有的是如同冰糖葫蘆的糖衣一樣將附 著物包裹起來，有的則是邊流動邊凍結，結果便制造出一串串

8、鐘乳石 似的冰柱、冰穗（俗稱“冰掛”），它們晶瑩透亮，如同冰雕一般可 以說是大白然的一大奇觀，煞是好看！可惜的是，雨淞并沒有像它的 親戚霧淞一樣成為人們欣賞的一大奇觀， 而是成為了災害，雨淞與霧 淞的區(qū)別簡而言之雨淞是由雨滴凝結而成的， 而霧淞則是由水汽凝華 而成。在密度上雨淞可以達到 0.85克/立方厘米，而霧淞只有0.25 克/立方厘米,對于附著物的壓力遠遠大于霧淞。雨淞與地表水的結冰 也有明顯不同，雨淞邊降邊凍，能立即粘附物體的外表而不流失，形 成越來越厚的堅實冰層，從而使物體負重加大。其特性使其在電力、 農(nóng)業(yè)、交通等方面造成比較嚴重的影響。雨淞最大的危害是使供電線路中斷，雨淞使高壓線的

9、鋼塔可能會 承受10- 20倍的電線重量，在兩個鋼鐵之間的電線上所凝結的冰的 重量可以達到數(shù)噸之重，電線結冰后，遇冷收縮，加上風吹引起的震 蕩和雨淞重量的影響，能使電線和電話線不勝重荷而被壓斷， 幾公里 以致幾十公里的電線桿成排傾倒，造成輸電、通訊中斷，嚴重影響當 地的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。以下是我國凍雨對電力影響的大致表:年份受災區(qū)域受災情況2008貴州，湖南，湖北，安徽，江蘇，江西等福建電網(wǎng)覆冰已經(jīng)造成3 5千伏變電站停電8座，線路倒桿9 5 4 8根、跳閘4 9 4條，僅1 0千伏、0 . 4千伏 受損線路長度就達2 0 0 0公里，已經(jīng) 造成停電臺區(qū)7 3 8 4個，停電用戶5 61786戶，受

10、災行政村1149 個，完全停電鄉(xiāng)鎮(zhèn)2 7個。電力電網(wǎng)修復資金需300億元2009年3月5日安徽，六安、安慶等六安電網(wǎng)10千伏線路受損92條268.2 千米，倒、斷桿31根；低壓線路累計 受損641條601倒、斷桿1694根；受災臺區(qū)272個，影響34605戶供 電。安慶電網(wǎng)35千伏線路斷線3處，10千伏線路斷桿44根，斷線125處； 低壓線路斷桿1182根，斷線2467處， 影響約31061戶供電。20102 月 24日至25日沈陽、撫順、鐵嶺、盤錦、錦州、葫盧島、 鞍山等地區(qū)遼寧電網(wǎng)有4條550kv線路跳線，19 條220kv線路跳線。凍雨造成鐵路接觸 網(wǎng)嚴重結冰以下是幾種消除輸電線上的冰塊

11、及凍雨預防的措施:1短路融冰的原理湖南省屬亞熱帶地區(qū)，冬、春季陰濕多雨，其氣候、地理條件都 易發(fā)生冬、春季的架空線路覆冰，對電力系統(tǒng)安全運行威脅甚大.主 要是對輸電線路造成冰閃和機械破壞，進而影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運 行，甚至導致電網(wǎng)瓦解事故。電力系統(tǒng)防凍融冰工作是保證電網(wǎng)冬季安全運行的重要舉措。為 了和冰害作斗爭，在電力線路設計和施工中除采用“避、抗、防”等措施外，短路融冰是防止冰害事故的主要手段。1短路融冰的原理短路融冰，即在架空線路的某一點裝設三相融冰短接線（但不接 地），再對線路送融冰電源，經(jīng)過一段時間后，線路發(fā)熱，從而將架 空線路上的覆冰融化。2防凍融冰存在的問題及分析輸電線路的短路融冰操作性質(zhì)屬于事故處理.值班調(diào)度員臨時擬寫操作指令票，安排電網(wǎng)運行方式，臨時將輸電線路上的用戶轉移到 其他線路上供電，操作任務多且很復雜，往往一條輸電線路融完冰要 幾個小時到十幾個