试析电力系统自然灾害的现状和对策

摘要：电是人们日常生活中不可缺少的资源，电力系统的完备与否直接决定着能否持续稳定安全供电，而电力系统经常受到各种自然灾害的影响，本文将详述电力系统目前所面对的自然灾害，并进一步提出应对的意见和建议。

关键词：电力系统自然灾害对策

中图分类号：TM7文献标识码： A

电力系统在国民经济中占着举足轻重的位置，但是电力系统面临着各种自然灾害的挑战，国内外由于自然灾害导致大面积停电的实例层出不穷，随着全球气候变暖，极端天气的增多，电力系统更是有待完善和发展以应对各种突发的自然灾害所带来的挑战。

一各种自然灾害对电力系统的危害

自然灾害对电力系统的危害主要体现在以下两个方面:一是毁坏电力基础设施,造成供电中断；二是影响电力系统的正常运行,造成事故隐患。同时自然灾害的发生也会对事故救援产生不利影响。

（一）极端气温

极端气温使得设备老化加剧,为系统的安全运行埋下了隐患；极端气温情况下系统负荷率较高,多数设备满负荷运转使得系统抵御事故的能力极差,极易酿成大停电事故。

（二）风害

风害对电力系统的危害程度与风速的大小有着直接的关系。风速超过一定值的时候,可使悬垂绝缘子串偏斜,容易发生相间短路、对树放电和导线烧伤等事故；风速过大时还有可能导致输电杆塔发生倒杆、折弯,变电站内架空软母线、跳线、引下线易对挂点放电或者短线之间相间短路。

（三）水灾

暴风雨、飑线风、台风、洪水等都伴随有强降水,强降水对于电力系统的危害程度与降水量大小和持续时间以及降水发生地区的地貌有着较为密切的关系。

（四）冰灾

覆冰是一个复杂的过程,覆冰量与导线半径、过冷水滴直径、含风量、风速、风向、气温及覆冰时间等因素有关。覆冰导致输电导线的重量倍增,弧垂增大,进而发生闪络事故；融冰时期易形成冰闪,持续电弧可能烧伤绝缘子,引起绝缘子绝缘强度下降；覆冰导线易发生舞动进而引起杆塔、导线、底线、金具及部件的损坏,还可能造成频繁跳闸、停电、断线、倒塔等严重事故。

（五）地震灾害

地震灾害是一种破坏性巨大的自然灾害,它具有突发性和不可预测性,频度较高,并产生严重次生灾害,对社会产生很大影响等特点。

（六）雷害

雷害对电网影响比较大,经常导致大量线路同时跳闸,有时还使线路多次跳闸、多次重合,使开关设备受到冲击,也给调度运行处理带来困难。雷电还易造成配网线路断线,对电力系统通信、自动化设备也会产生不良影响。

（七）森林火灾

森林火灾一般发生在秋冬季节,发生的概率与森林火险等级有较大关系,而且线路走廊着火对电力系统影响最大。森林火灾的影响特点是不易抢救、危害时间长,一般为永久性故障,线路跳闸后重合、强送均难以成功。

（八）地磁感应电流

GIC对电力系统有着较大的影响，GIC的变化频率一般在01001~011Hz之间,与电网50Hz的交流电相比可以看作一个准直流电。GIC如果过大,会造成变压器铁心半波高度饱和,给电网中变压器、电流互感器、保护装置等设备的正常运行带来一系列有害的影响,对系统安全稳定运行构成威胁。

二、自然灾害威胁电力系统安全原因

首先，输变电设备抗灾能力不足直接导致电力系统无力应对各种自然灾害，使其在面对自然灾害时脆弱的不堪一击；其次，输电网在结构上存在很多不合理之处，自然灾害降临之时，输电网不能很好地低于其所带来的伤害，导致电网出现事故，且电网结构复杂，对灾后的恢复工作也存在很大的阻力；在历次的自然灾害面前，电力系统不能很好的抵御危害，而是将大部分精力集中在灾后恢复上，在冰灾初期，对冰灾产生的的影响后果评估不足，冰灾造成大范围的输变电设备故障后，才进行救灾应急策略的研究，但因为缺乏有效的融冰手段，部分输变电设备依赖人工除冰，效率低而且存在严重安全隐患。这导致我国电力系统发展缓慢，重恢复轻预防，浪费了大量的人力物力财力，要加强我国电力系统抵御自然灾害的能力，必须从根源入手，完善电力系统。

二电力系统应对自然灾害的对策

（一）建立综合电力地理信息系统

综合电力地理信息系统GIS(Geographic Information System)除电网所有输变电设备信息、基本地点和地表附着物外，还整合已有的雷电探测系统，增加冰区划分、地震烈度区划分、山火、台风、泥石流、特大暴雨等历史信息，与气象等相关部门合作，根据运行情况变化，绘制各类自然灾害的预影响图，增加区域的污秽等级图，并能方便地实时查询。建立综合电力 GIS系统首先将完善电网的规划设计，电网规划时避开自然灾害高发和频繁区域，提高电网运行安全；其次，各类自然灾害的实时情况，将有助于电网运行和维护部门提前预警，准备相应的处置方案，减轻灾害对电网设备和社会的影响；最后，自然灾害危害的滚动评估，有助于抢修部门灾后制定抢修计划，同时电力 GIS 系统可以与电网能量管理系统EMS 整合，提供辅助决策功能和策略。

（二）开展灾害破坏机理研究

自然灾害因其形成过程或表现形式不同，其对电力系统输变电设备的损害过程及机理也不同。变压器因其体积和重量大受损较多，断路器、避雷器等电瓷型高压电气设备损毁率很高，而 GIS 设备、隔离开关受影响较小，研究地震对输变电设备的破坏机理，采用新型避震和减震措施，可降低地震时输变电设备的损坏率。架空导线表面覆冰与气温、湿度、降水、风速、天气和时间等因素密切相关，同时受地理条件影响，高海拔、迎风坡及微地形中的风口、垭口地区覆冰严重。

（三）加强对电源建设的引导

对电网的投资要比对电源的投资迟后，电网建设被动适应电源建设，造成电源远离负荷中心，负荷中心没有或者缺少电源支撑，电网安全过于依赖输电通道的安全运行，加大了自然灾害对电力系统安全的影响。在电网建设和电源建设中，需要充分考虑负荷中心和电源的矛盾，加强电网对电源规划建设的引导，增加分布式电源的建设，提高就地电源的比例，增强电力系统抵御自然灾害的能力。

（四）进行应急预案的编制和演练

自然灾害对不同地区电力系统的影响不一，如地震发生具有明显的区域性，台风主要集中在丰水期，凝冻气候主要发生在冬季，具有明显的季节性。对专项自然灾害应急处理的编制需要充分考虑上述问题，并根据电网结构和运行方式的变化进行修订，确保预案符合电网实际，必要时，可以准备多套应急处置方案。对于重要用户及场所，为最度减少停电损失，应考虑配备必要的应急电源。另一方面，为及时发现当前设计方案中存在的不足,提高电力系统对自然灾害的应对能力，需要进行演练和联合反事故演习工作。

（五）加快一体化进程

近年的一体化管理为应对自然灾害提供了思路和方向。通过全网一体化，整合全网的人、财、物资源，构建全网统一的技术标准和运行维护规范，自然灾害情况下，可以通过在全网统筹安排抢修、调配人员和物资，将缩短抢修时间，提高应急处置效率。

结语

自然灾害已经成为影响电网安全运行的重要因素，如何减轻自然灾害对电力系统的威胁，保障电力安全供应，成为电力系统应急的重要内容。本文对各种类型的自然灾害的特点进行了分析和论述，深入地研究了各种自然因素对电力系统的危害，及目前我国电力系统存在的不足之处，并对未来我国电力系统如何应对自然灾害提出了有效的策略。

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