（浙江诚信人才资源交流服务有限公司 310006）
摘要：根据2010-2015年锦苏、复奉、宾金三大特高压±800kV直流输电通道共发生雷击故障14次，科学合理的布点安装雷击风险预警传感站和雷击风险预警雷达站，实现宾金线浙江管辖高风险区段金华部分区域的监测预警覆盖。浙江电网特高压直流通道雷击风险预警系统建成后，将具备对监测范围内特高压直流通道的大气电场强度监测、强对流天气预报、雷击风险预警能力，为调度、运行、维护、检修、应急提供重要基础信息。
关键词：高压线路、雷击、风险、预警
1、工程现状
近年来，随着超特高压线路、重要负荷供电线路、大型电源送出线路、跨区联网和跨国线路等重要输电线路的快速建设，以及土地资源紧缺导致可用的线路走廊日益减少，逐渐形成了一些输送能力大、线路排列紧密的输电通道。这些重要输电通道因杆塔高、分布区域广、走廊地形复杂，很容易遭受雷电的冲击，且重要输电通道通常由两回及以上重要输电线路组成，其输送容量大，发生故障后对电网产生的冲击较大，可能造成四级及以上电网事件。据统计，2010-2015年锦苏、复奉、宾金三大特高压±800kV直流输电通道共发生雷击故障14次，均为绕击，各条线路雷击故障次数分别为复奉线4次、锦苏线6次、宾金线4次，通过综合分析三大直流线路走廊雷击故障（含附近500kV线路雷击跳闸）分布、海拔高度、地形等因素，得到了三大直流绕击雷害风险分布图，国网公司高度重视三大直流的运行安全，要求针对三大直流雷击中、高风险区段建设雷击预警系统，实现线路雷击风险提前预警，为三大直流雷击故障提前管控与应急处置提供支撑，以全面提高三大直流雷害防护与安全运行水平。
2、项目的必要性
在已梳理出的国网公司重要通道中，已建成投运的三大直流特高压通道是安全防护的重中之重，不仅输送容量大，线路长、杆塔高、走廊地形复杂等一系列因素也使得雷击风险比较突出。在往年复奉、锦苏、宾金三大直流线路满负荷运行时，也出现了多次雷击闪络故障。
同时，电网雷击事故近年来越来越明显的呈现出短时集中爆发的特点，对增强输电通道雷害防护与应急处置能力提出了更高的要求。目前输电线路防雷措施有很多种，如避雷器（针、线）、降低接地电阻、加强绝缘等，在提高防雷性能、减少雷击跳闸发挥了重要作用，也取得明显效果。但是这些措施还是无法彻底解决防雷问题，往往出现“安装措施的杆塔不跳了、不安装的杆塔又跳了”，使得线路防雷处在比较被动的情况。对于重要输电通道，由于其雷害可能引发损失较大，仅仅依靠常规的被动防护技术已无法完全满足安全运行需要，因此有必要建立雷击风险预警系统，在雷暴临近前和经过输电通道期间及时向调度、运行、维护、检修等部门提供预警信息，为各部门做好应急预案提供数据支撑。项目形成覆盖特高压直流通道、多雷害线路密集区域、重要负荷区域等保护对象的预警网络，实现覆盖面广、精度高的雷击风险预警。
3、项目技术方案
在特高压直流通道雷击高风险区段部署雷击风险预警传感站和雷击风险预警雷达站，雷击预警传感站沿线部署，站点垂直投影至线路的站间距依据15km为原则布站，如图1所示，雷击预警雷达站按照站间距150km为原则布站。
预警网络，实现覆盖面广、精度高的雷击风险预警。
按照上述方式对宾金直流金华段进行布站，需建设雷击预警传感站4套，雷击预警雷达站1套。
3.1、技术方案详细内容
新建4个雷击风险预警传感站、配置1个雷击风险预警雷达站，在原有雷电定位系统中心站安装特高压直流通道雷击风险预警各功能模块，安装雷击风险预警应用系统。
特高压直流通道雷击风险预警系统主要由三个部分组成：
1)雷击风险预警子站系统
子站是系统数据监测与采集端，负责在雷电发生前监测大气物理特征量，并将数据传输至主站服务器。主要设备包含雷击风险预警传感站和雷击风险预警雷达站。
2)雷电定位系统中心站
在原有雷电定位系统中心站安装特高压直流通道雷击风险预警各功能模块软件，负责接收雷击风险预警子站监测数据，并传输至雷电大数据处理中心进行分析计算，最终将雷击风险预警应用结果数据保存于服务器。
3)雷击风险预警应用系统
应用系统是系统与用户的交互端，负责为各应用人员提供友好的界面接口，提供雷电天气预报、风险预警等定制服务，并将预警结果通过网页浏览、手机短信、App和微信等方式动态返回给应用人员。
图2 特高压直流通道雷击风险预警系统结构
雷击风险预警传感站是场磨式、MEMS双探头的大气电场监测设备，是雷击风险预警系统的核心元件，其数量、种类和运行质量决定了一个系统的规模、效率和精度。传感站支持记录存储和远程调用，并将探测的大气电场数据实时地传送到雷电定位系统中心站，同时采用GPS天线和高稳晶振为系统测量和计算提供精准时基。
雷击风险预警雷达站是探测大气中与雷云形成有关气象参数设备，主要包括雷击风险预警雷达及其通信控制箱。雷击风险预警雷达通过间歇性的向空中发射电磁波脉冲，然后接受被气象目标散射回来的电磁波回波，探测120~150km范围内气象目标的空间位置和特性，其数据是突发性中小尺度雷电灾害天气监测预警重要的基础数据。
特高压直流通道雷击风险预警系统各软件功能模块安装在雷电个定位系统中心站相应服务器上。前置处理服务器用于采集雷击风险预警子站系统的监测数据并保存于数据库服务器；数据服务器用于接收和存储子站系统的数据，并传递给雷电监测预警大数据处理中心进行综合分析处理，并接受数据处理中心返回的计算结果；数据处理服务器为整个系统的核心，使用大数据技术对雷电定位数据、预警传感站数据、预警雷达站数据等进行综合分析处理，生成雷电预警信息；应用服务器用于发布应用信息，集合了各种数据结果服务，为雷击风险预警应用系统的交互与展示提供基础。
雷击风险预警应用系统是一套应用软件及搭载终端 (电脑、手机、PAD)，是雷电风险预警信息与用户交互的重要软件与设备，支持用户依据自己的职责或偏好定制关注的区域或目标，设置预警服务，系统将依据用户个性化需求推送或展示预警信息。
此次雷击风险预警系统的预警传感站布点优先考虑对雷害风险等级最高的尤其曾经发生过雷击故障的线路区段进行预警覆盖，雷击风险预警雷达站布点除了满足对线路区域覆盖外还需考虑可靠的市电供电与通信条件，优先选择线路区域附近的城区或变电站。结合浙江电网运维段的特高压直流输电线路雷害风险评估结果和预警布站原则，此次建设的4个雷击风险预警传感站主要覆盖宾金直流金华段，具体规划站址如下：
雷击风险预警雷达站监测范围较大，探测半径为100km，考虑尽可能多的覆盖雷害风险等级高的线路区段，考虑安装在金华市江南街道附近，不仅能兼顾预警传感站监测区域，还可以对浙江电网其他区域进行一定覆盖，其经度为119.66，纬度为29.09，雷击风险预警传感站和雷达站安装位置。
4、总结
实现对浙江省运维范围内特高压直流通道雷击中、高风险区段的监测覆盖实现雷暴天气预报和雷击风险预警，构建“雷击前期风险预警——中期快速定位——后期差异化防雷评估和治理”的全过程雷电灾害防御体系，从基建、维护、检修、调度、应急等多方联动的主动性防护方面，为进一步保障特高压直流通道安全运行提供新的技术支撑。新建的特高压直流通道雷击风险预警系统是对浙江电网现有雷电定位系统的有力补充，进一步完善国网公司浙江电网雷电监测预警中心建设，最终提升浙江电网特高压直流通道的安全运行水平。
论文作者:汤杰波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/7
标签：风险论文; 雷电论文; 线路论文; 通道论文; 雷达站论文; 雷害论文; 特高压论文; 《电力设备》2017年第2期论文;