南方电网架空输电线路防风减灾关键系列标准
南方电网公司管辖范围内,广东、海南、广西濒临南海,迎风面海岸线超过 2000 公里,上述地区位于西北太平洋热带气旋和南海热带气旋登陆中国的主要路径上,常年遭受太平洋和南海台风的侵袭。历次强台风(如 2014 年“威马逊”、2015 年“彩虹”、2017 年“天鸽”、2018 年“山竹”等)登陆都给南方电网公司造成了重大的损失。 为有效指导南方电网防风抗灾工作,提高架空输电线路的防风抗风能力,降低设备受损比例和灾后修复成本,提高供电可靠性,南方电网公司自 2013 年开始,总结历次防风工作经验,分析设备受损原因,建立了包含 8 项系列标准的沿海架空输电线路防风技术标准体系,包括《南方电网沿海地区设计基本风速分布图》,含 30 年、50 年及 100 年一遇;《南方电网公司输电线路防风设计技术规范》; 《输电线路防风工作导则》; 《35kV~500kV交流输电线路装备技术导则》;沿海地区输电线路加强塔模块;《35kV~500kV 交流输电线路导线、地线技术规范书》;《35kV~500kV 交流输电线路角钢塔、钢管塔、钢管杆技术规范书》、《35kV~500kV 交流输电线路金具技术规范书》,从物质采购、设计风速取值、线路设计、运维抢修、防风加固等多维度全面 提升线路的抗风能力。 《南方电网沿海地区设计基本风速分布图》编制过程中收集了南方区域内 1797 个测风台站的气象数据,较《建筑结构荷载规范》更准确地反映了南方区域风速分布,提高风速统计值1m/s~2m/s。我国架空输电线路设计标准(包括“79 规程”、“90 规定”、“99 规程”、“10 规范”)对导地线和杆塔风荷载考虑不足,尤其是对于采用 79、90、99 老的规程规定设计的 110kV 及 220kV 老旧线路,在台风中发生受损的可能性非常大,为此,于 2013 年 9 月编制印发《南方电网公司输电线路防风设计技术规范》,细化了防风技术措施,从路径选择、风速取值、各类设备的选型等方面提出了具体的要求,为当时国内首部针对输电网防风抗灾的设计技术标准。南方电网下属广东、海南、广西电网的严格执行防风系列标准,并采用加强塔等对在运线路进行防风加固,输电线路抵御台风灾害的能力逐年提升,以 2016 年台风“海马”与 2013 年台风“天兔”为例,两个台风路径相似,量级、风速相当,“天兔”造成 110kV 及以上杆塔受损 10 基,“海马”未造成主网设备受损。通过防风系列标准的应用,减少了抢修工程量以及复电所需时间,累计产生约 5 亿元的经济效益。该标准体系所确立的基本原则和主要方法,适用于台风频发的沿海地区电网,可因地制宜地推广至南方电网范围以外的其他沿海地区供电企业的防风抗灾工作中。
南方电网配电网防风抗灾系列标准
南方电网公司管辖范围内,广东、海南、广西濒临南海,迎风面海岸线超过 2000 公里,常年遭受太平洋和南海台风的侵袭,台风气候近几年越发频繁,仅 2003 年~2017 年 15 年间,登陆南方电网区域的台风就有 58 个(含热带风暴),平均每年约有 3.87 个。其中,强台风 10 个,超强台风 2个,平均每年约有 1.5 个达到 12 级以上。电力系统供电设施一旦因台风遭受重大损失,将严重影响正常供电,给许多重要行业带来连锁性、摧毁性的风险和损失,甚至有可能进一步导致社会性灾难。台风灾害后电力抢修迫在眉睫,由于抢修环境比正常抢修恶劣,抢修工程具有难度大、工期紧、任务重的特点,电网公司不得不投入大量的人力、物力和财力。例如,2014 年超强台风“威马逊”导致南方电网区域 21 个地市不同程度受灾,共有 532.7 万用户供电受到影响,海口、文昌的负荷最大损失率超过了 95%,湛江、钦州、北海负荷损失率超过了 70%,直接经济损失超过 13 亿元,抢修物资总费用达 2.8 亿元。 近年来,南方电网公司按照需求分析、编制标准、推广试用、总结经验、反复修编的方式,以《20kV 及以下电网装备技术导则》作为纲领,《设计基本风速分布图》作为指导,《配电线路防风设计技术规范》作为设计要求,《配电线路防风工作导则》和《配电设施防风加固技术措施》等作为策略,《环型混凝土电杆技术规范》等技术规范书作为电网建设物资要求,建立了包含 9 项系列标准的配电网防风技术标准体系,供下属各单位在实施电网防风工作的过程中参考。该技术标准体系首次系统提出了配电网防风加固原则、加固技术措施、防风设计标准,规范了线路杆塔防风技术参数,涵盖了配电网建设、运维、改造、抢修等各方面内容,全面覆盖了配电网资产全生命周期管理所有环节。 依托南方电网配电网防风抗灾系列标准,广东电网、海南电网、广西电网等沿海地区电网的新建线路严格执行防风设计规范,并按照加固原则对在运的线路进行防风加固,配电线路设备抵御台风灾害的能力逐年提升,遭受台风时的受损程度得以大大下降,同时减少了抢修工程量以及复电所需时间,有效降低了台风灾害对正常生活和生产造成的影响,产生了极大的社会经济效益,对日益受到重视的电力行业防风抗灾工作起到了积极的推动作用,该标准体系所确立的基本原则和主要方法,适用于台风频发的沿海地区电网,可推广至南方电网范围以外的其他沿海地区供电企业的防风抗灾工作中。