吉林省电力设备耐受低温值区域划分研究

赵春明，李钦伟，敖 明

（1.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021；2.吉林省电力勘测设计院，长春 130022）

吉林省冬季极容易出现低于－30℃寒冷天气，而寒冷的低温天气对电力设备，尤其对备用及低负荷运行的电力设备的影响将更为不利，因为电力设备可能在一段时间内出现低于设计时的最低温度。因此，调查清楚吉林省的低温环境情况，对不同地区选用不同等级的耐低温设备，及对制造厂提出具体的技术指标有着重要的参考意义。

1 低温分布统计

1.1 地理区域分割

吉林省地处东经122°～131°、北纬41°～46°，面积17.74×104km2；东西长650km，南北宽300 km，东南部高，西北部低，中西部是广阔的平原。气象站点分布较为广泛，为吉林省低温统计提供可靠的数据保障。为了方便对吉林省的低温情况统计分析，本文依据相关气象站点的位置及人类活动密度对吉林省进行了网格式的区域划分，共划分53个区域，各自区域内均可查到完整的气象资料（除天池、孤家子外），具体的区域名称见表1。

1.2 低温统计分析

本文对这些区域从1991年到2011年间完整的气象数据进行统计分析，着重对各区域所测气温最低值以及20年的年平均－30℃以下时间及持续最长时间进行统计，统计结果见表1，其中－30℃以下时间指的是每个区域20年间出现－30℃以下的平均时间；持续最长时间指的是－30℃以下持续的最长时间。

在1991年至2011年，仅有图们1个区域未出现－30℃以下天气；有10个区域覆盖约占吉林省19%的地区出现－34.9～－30.0℃寒冷天气；有25个区域覆盖约占吉林省47%的地区出现－39.9～－35.0℃寒冷天气；有17个区域覆盖约占吉林省32%的地区出现－40℃以下的极寒天气。

在这20年间，－30℃以下天气年持续不足5天的出现在7个区域中，约占全省15%的面积；而20年间－30℃以下的天气持续最长5天以上的出现在44个区域中，约占全省85%的面积；桦甸、靖宇、东丰、磐石、浑南5个区域－30℃以下的天气持续最长更是达到10天以上，仅有延边部分地区和四平部分地区持续最长不足5天。

通过以上分析，在近20年里，可以看出吉林省全境几乎均出现了－30℃以下的天气，可见吉林省的寒冷天气，极寒气侯在冬季还是比较普遍的。

2 寒冷程度的划分

一般电力设备的使用寿命是20～30年，为了保证电力设备在使用寿命周期内的安全可靠运行，在吉林省内电力设备应满足在上述低温统计条件下运行，因此电力设备在选型时就应考虑其耐低温性能。为了使吉林省电力设备耐低温限值的选取更加明确、经济，将吉林省大致地划分几个不同的电力设备低温限值区。

表1 吉林省各区域低温统计表

2.1 低温权重系数的确定

依据上述对吉林省低温统计分析，利用各地区出现的最低温度值、20年的平均－30℃以下天数、－30℃以下持续最长天数3个参数因子，并赋予不同的权重，单一任意因子来确定该区域的寒冷程度都不具说服力，由于最低温度值及－30℃以下持续最长天数的出现有很大的随机性，所以相对权重较低，具体权重系数见表2。

2.2 低温区域的划分

考虑地形位置、植被及周边区域低温情况［1］，对部分区域进行了调整，见表3。

表2 低温参数权重系数表

表3 调整后的低温区域划分

3 电力设备耐低温限值的选取

选取低温限值时，既要满足设备的可靠性又要考虑其经济性。电力设备中，性能受温度影响较大元器件，如变压器、互感器，断路器，既要考虑运行环境长期的平均自然温度，也要考虑设备运行时发热带来的温度影响。结合上述统计、分析，对处于A、B、C类区域的电力设备温度低温建议参考值分别取为－45、－40、－35℃。

4 结束语

近年来，在冬季电力设备故障频发，而在现行标准GB 1094.1—2013《电力变压器 第一部分 总则》、GB 1207—2006《电磁式电压互感器》和GB 1208—2006《电流互感器》中对变压器、互感器所规定的使用条件没有涉及到环境温度低于－25℃的低温地区。本文以吉林省为例，指出在该地区存在大范围的低温寒冷情况，并进行了划分，探索性地给出了各类区域电力设备大致的低温建议参考值，希望对今后设备设计、选型有一定的帮助。

［1］王惠清，吴忠义.吉林省气候［M］.北京：气象出版社，1997.