电网雷害风险评估技术研究

孟劼

摘 要：近年来，随着我国电力工程行业不断发展，民众用电需求不断增长，这对输电电网的可靠性要求越来越高，导致在电力生产中出现很多安全问题。针对输电网络的工作特性，雷击跳闸一直是影响整个输电网络安全的重要原因，加之雷击的多变性和随机性，其给输电网络的安全问题带来了不少困扰。文章主要浅述了电网雷害风险评估体系以及评估流程，并针对实际应用中的问题提出了与之对应的防雷害措施。

关键词：电网雷害；风险评估；防雷措施

中图分类号：TM863 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）26-0145-02

Abstract： In recent years， with the continuous development of power engineering industry in our country， the demand for electricity is growing， which requires higher and higher reliability of the transmission grid， resulting in a lot of security problems in power production. In view of the working characteristics of transmission network， lightning tripping has always been an important reason affecting the security of the entire transmission network. In addition， the variability and randomness of lightning strike have brought a lot of problems to the security of transmission network. In this paper， the lightning hazard risk assessment system and assessment flow of power grid are described， and the corresponding lightning protection measures are put forward in accordance with the problems in practical application.

Keywords： lightning disaster of power grid； risk assessment； lightning protection measures

引言

電网雷击灾害是无法避免的灾害性问题，电力工程人员只要将此种危害降至最低，才能最大限度的保证输电网络的安全。就一般情况而言，变电站安装的防雷害保护装置能够大大提升变电站的雷害防护能力，雷害风险主要集中在高压输电网络中。因此，采用合理的方法对输电网络雷害风险进行评估，并采取积极的应对措施是极有必要的。

1 电网雷害风险评估体系综述

输电网络的雷害风险评估体系主要分为几个方面：电网站、输电网络、杆塔区段、杆塔，通过对这四点的雷害风险进行评估，组成一套全面的雷害风险评估体系。

对于杆塔而言，将杆塔区的跳闸指标作为衡量雷害侵袭的影响程度是可行的，但是以雷害的平均值作为综合评价指标就会忽略极端雷击天气对杆塔的影响，最终会导致数据出现偏差，不能分析出该地区最强雷害指数，进而降低各个输电站防雷能力。而对于输电网络而言，雷击跳闸率可以准确作为雷害风险来源的指标，该指标能够准确反映各个地区的雷害风险，但在总体评估中应该加入累计重合闸率以及人工辅助送电成功率、供电可靠性、装置受损性以及线路等级等因素，引入到综合评价体系中，进而评估出该线路的雷害风险指数。

对于不同地区变电站，电网雷害风险评估体系总体是一样的。依据国家电网公司给出的基础评估参数，例如：各个地区雷电特征参数、不同地区的地形参数、不同输电线路的输电特性、输电线路的绝缘特性等参数，结合以上参数通过计算可得不同地区的杆塔及输电网络的跳闸率值，并根据跳闸率值计算出输电网络的防雷性能设计值、安全值以及雷击上限值，最后通过以上参数及安全数值计算出雷害风险等级。通过计算得出雷害风险等级，评估整个供电区段的雷害风险等级，确定出该区域内最容易受到雷害的杆塔区段。

此外，在风险评估体系中还应考虑供电可靠性、设备坏损率以及供电网络重要度几个考量因素，并加入故障实例，确定出最终的雷害风险等级，就此打造成“电网站-供电线路-杆塔区段-杆塔”的科学评估体系。详细评估体系见图1。

2 电网雷害风险评估理论应用

上文主要简述了电网雷害风险评估体系架构的基本内容。但电网雷害风险评估与杆塔区段、杆塔的评估方式截然不同，因为每条供电线路承载的供电量不同，每条线路的重要等级、运转时间也不同，所以应有不同的评估体系详细评估每条供电线路的雷害风险等级。

笔者认为，可以通过分析雷击跳闸后的合闸成功率及人工辅助合闸送电成功率进行评估，鉴于两种方式给供电网络运行造成的影响不同，雷击风险影响也不同。按照雷击风险，我们可以得到以下结果：雷击后重新合闸成功率<人工辅助送电成功率<重新合闸失败且人工合闸失败，结合上述排序不难得出，雷击之后应该细致分析所有故障情况，不能盲目依靠评估体系计算，应该充分分析各个故障之间的差异性。通过电网雷害风险评估模型进行计算后，能够得到三种风险各自的评价权重向量，即能够反映各条线路的雷击重合闸成功、重合失败但强送成功和重合失败且强送失败三种风险的三个权重向量。