浅议山火对电网运行的影响及调度应对措施

李京　徐芬

电能的安全可靠供应对提高人们生活水平及促进经济社会发展发挥了越来越重要的作用。湖南独特的地理环境、气候特征及风土民情，使得每年春季湖南各地山火频发。山火的蔓延可能引起附近的输电线路跳闸，同一地区输电线路重叠跳闸，可能造成局部电网结构的严重破坏，从而威胁到地区的安全供电。笔者从自身从事的调度专业出发，提出一些应对山火的措施，从而最大限度地保障电网的安全可靠供电。

1、湖南易发山火的原因及山火发生的一些特征

从文献1可知，山火的发生必须具备以下三个条件：森林可燃物，火险天气及火源。湖南独特的地理环境提供了森林可燃物，每年春秋季节的干燥气候符合火险天气，而湖南人民春耕季节的烧荒及清明时节上山祭祖为山火的发生提供了一部分的人为火源。湖南地处东经108度47分-114度45分、北纬24度39分-30度28分之间，东西宽667公里、南北长774公里，总面积21.18万平方公里。境内东南西三面环山，幕阜、罗霄山脉绵亘于东，五岭山脉屏障于南，武陵、雪峰山脉逶迤于西。湘西山地大多数山峰海拔1000米以上，中部丘陵与河谷盆地相间。北面为洞庭湖，洪水期湖水面积约3900平方公里，昔称“八百里洞庭”，是我国第二大淡水湖。湘、资、沅、澧四条河流由南至北或自西向东，汇入洞庭湖，流入长江。整个地势南高北低，顺势南北低，顺势向中、北部倾斜，呈敞口的马蹄形。境内山地面积占全省总面积的51.2%，丘陵、岗地占29.3%，平原占13.1%，水面占2.4%，大体为“七山一水二分田”。

湖南山地丘陵多，为山火的发生提供了必要的森林可燃物。湖南春季天气变化剧烈，虽偶有北方南下的冷空气入侵湖南，使气温骤降，并伴随大风、暴雨、冰雹等强对流天气。但冷空气过后，气温回升很快，迅速形成干燥的火险天气。而湖南人民春耕季节的烧荒及清明时节上山祭祖为山火的发生提供了一部分的人为火源。根据以上山火发生的条件可知：湖南地区山火灾害的发生在时间上具有鲜明的季节性，在空间上具有一定的地域集中性。

2、山火引起输电线路跳闸的原因

山火引起輸电线路跳闸的原因是因为山火破坏了输电线路的绝缘。文献2指出，山火引起输电线路跳闸的类型有两种：1、线路对导线下方树木放电；2、线路对铁塔突出部分放电。并进一步分析了造成以上两种放电类型的原因：山火产生的热辐射使得空气、导线、铁塔等发生热游离，产生带电粒子。山火产生大量易携带带电粒子的浮游颗粒（浓烟），并在山火上空形成强对流运动。这些携带大量带电粒子的浮游颗粒不断向上运动，最终造成导线到接地体的安全距离不够从而击穿空气间隙放电引起线路跳闸。

输电线路因山火跳闸后，山火引起线路跳闸的条件在一定时间内依然存在，只有当山火火势减弱或是熄灭，其热辐射及带电浮游颗粒向上对流的现象才会减弱或是消失。因此输电线路山火跳闸后，在很短时间内（0.8s）线路两侧重合闸动作，给线路重新充电，往往会造成空气间隙的又一次击穿放电。因此输电线路山火跳闸后一般重合不成功。文献3指出山火离线路越近，山火强度越大，山火燃烧时间越长，越容易引起线路跳闸。

3、输电线路山火跳闸对电力系统安全稳定运行的影响

由上可知：山火的发生具有一定地域性，即一定的时间内在同一地区集中爆发。而山火的发生又比较迅猛，很短时间内就能威胁到输电线路的安全运行。所以经常出现地区局部电网的多条输电线路同时受到山火威胁的现象。随着山火的发展，可能出现局部电网的多条线路相继因山火而跳闸，造成局部电网的供电可靠性大为降低，甚至出现局部电网跟主网解列的风险。

4、科学调度，应对山火

（1）未雨绸缪，提前编制预案

调度系统可根据本省或本地区山火爆发的地域性及季节性等特征，对山火引起输电线路跳闸现象进行科学统计，提前编制预防山火引起输电线路跳闸的事故处理预案，做到有备无患。2010年3月份，湖南省电力公司调度通信局调度科针对湖南省山火频发的严峻形势，对最近三年湖南电网易受山火影响的输电线路进行统计分析，制作了《湖南电网预防山火跳闸临时事故处理预案》一份，让调度员心中有数，有备而来，很好地保证了电网安全稳定运行。在某一地区山火易发的高危时段，尽量保持该地区电网全接线方式，增强电网抵御山火的能力。

（2）合理调整系统运行方式，抵御山火

调度员得知XX线路附近发生山火时，可采取合理调整系统运行方式等措施，尽量将山火对电网安全稳定运行的影响降至最低。a）尽可能保证输电线路保护完整可靠运行，以便迅速切除故障，降低山火引发故障对系统的冲击。例如正在进行代开关操作的线路附近发生山火，可立刻下令相关变电站暂停代开关操作，投入该线路两侧能投入的所有保护。b）若某联络线附近山火火势较大，可能引起该线路跳闸，可调整系统运行方式，尽量减少通过该线路潮流，从而尽量减少该线路跳闸对系统的冲击。也可以根据现场实际情况退出该输电线路两侧重合闸，从而避免系统两次遭受故障冲击（从上文可知，输电线路山火跳闸一般重合不成功）。但不得将该线路转热备用，因为山火引起输电线路跳闸对电网最大的危害是破坏电网结构，如果调度员主动下令将该线路转热备用等同于主动去破坏电网结构。c）单供线路发生山火时，尽量转走该线路所供负荷，从而保证供电安全。该线路所供负荷全部转走后，可考虑将其转热备用，避免对系统造成冲击。待山火火势减弱或是熄灭，对线路运行无影响后再行送电。d）某联络线发生山火时，可及时进行该线路事故跳闸的事故预想，提前采取措施，提高事故处理的效率。

（3）山火引起输电线路跳闸，合理选择强送时机

山火引起输电线路跳闸，根据该输电线路跳闸对电网的影响程度，可选择不同的强送时间。a）若该输电线路跳闸对电网影响不大，则可等该输电线路山火熄灭或火势减小对线路运行无影响时再进行强送，此时能提高强送成功的机率。b）若该输电线路跳闸对局部电网结构破坏较大，对局部电网安全稳定运行影响较大时，则可立刻选择强送，及时恢复电网结构，保电网安全。

5、结论

湖南地区山火灾害的发生具有鲜明的季节性及集中爆发性，其对电网结构的破坏也是迅猛的。为了尽量减少山火灾害对湖南电网的影响，确保电网安全稳定运行，调度机构必须提前对山火灾害做好事故处理预案；在山火集中爆发的时段及地区，尽量保证电网一二次设备全接线运行；当山火引发线路跳闸时，调度机构应及时选择对线路进行送电，尽快恢复电网结构。

（作者单位：1.国网湖南省电力公司 2.国网长沙市供电公司）

作者简介

李京（1983.3）、男、汉、湖南娄底、硕士学位、从事调度运行工作.