电网损毁之因|电网网损管理

　　作为受灾最严重的单位之一，国家电网在这次地震中遇难员工300多名，并有多名员工失踪，直接经济损失超过120亿元，其中四川公司超过106亿元，初步预计震后恢复和重建需要投入资金346亿元，灾后重建资金将完全由国家电网自己承担。地震之后，尽快恢复和重建在地震中受损的输变电及配电设施，为灾区人民生产生活重建提供电力保障，同时组织国内相关科研院所对电网设施的抗震性能进行研究，提高灾区现有电网设施的抗震能力，防止灾区现有电网设施在余震和以后的地震中遭受损毁，成为国家电网最重要的工作内容。
　　截至6月中旬，四川省电力公司在国家电网公司、国家电网公司系统内其他网省公司的支援帮助下，已经完成近92％的乡镇的通电工作。
　　这次地震灾害造成了大量电网设施短时停运，部分设施损毁。此外，部分发电机组退出运行，大量用户因受灾停止用电，部分用户供电中断。地震灾害发生后，未损毁或受损轻微的电网设施在短时间内恢复运行。电网运行方式得到了及时调整，可恢复的损毁设施正逐步修复。
　　
　　地震及余震引起大量电网设施短时停运
　　
　　这次地震及余震先后引起国家电网公司系统110千伏及以上变电站停运90座，线路停运181条，电力损失负荷685万千瓦。其中，500千伏变电站停运1座，线路停运4条；330千伏变电站停运1座，线路停运1条；220千伏变电站停运14座，线路停运47条；110千伏变电站停运74N，线路停运129条。低电压等级电力设施由于在震区分布数量较多，受到地震影响较大。
　　从受灾区域看，四川省电力公司系统110千伏及以上变电站停运80座，线路停运168条，损失负荷452万千瓦；甘肃省内公司系统110千伏及以上变电站停运4座，线路停运7条，损失负荷46万千瓦；陕西省内公司系统110千伏及以上变电站停运6座，线路停运6条，损失负荷187万千瓦。四川省作为地震中心区域，受灾情况最为严重。
　　地震发生后，四川电网最大用电负荷下降452万千瓦，主网剩余部分发电装机与负荷基本平衡。甘肃电网震前网供负荷735万千瓦，全省地震共损失负荷约45.7万千瓦，其中陇南市震前最大网供负荷24.5万千瓦，地震损失负荷20.5万千瓦，负荷损失率为83.7％。陕西电网5月12日14时29分至14时39分，全网负荷从707万千瓦降低至520万千瓦，共损失负荷18万千瓦。
　　
　　部分电网设施在地震中受损
　　
　　这次地震中，国家电网公司系统258座110千伏及以上变电站、204条110千伏及以上线路等设施不同程度受损。建筑物受损的110千伏及以上变电站共计258座，其中，500千伏变电站6座，330千伏变电站2座，220千伏变电站45座，110千伏变电站205座。从地区分布情况看，四川省内发生建筑物受损的110千伏及以上变电站216座；甘肃省内21座；陕西省内21座。受损建筑物中，主控楼、开关室发生裂纹乃至坍塌的变电站占据一定比例，围墙倒塌或开裂现象也较普遍，共计60座110千伏及以上变电站围墙受损；设备架构及基础损毁数量较少，共计29座110千伏及以上变电站发生设备架构受损。
　　这次地震灾害中，部分电气设备损毁严重，尤其是质量较大或含有大型瓷套管的高压设备。国家电网公司系统110千伏及以上主变压器受损88台，断路器受损43台(组)，隔离开关损毁39组，母线损毁9段，电流互感器损毁64台，电压互感器损毁13台，避雷器损毁21支。此外，系统通信、安控及站内二次设备也有一定数量损毁。
　　此外，国家电网公司系统110千伏及以上输电线路损毁204条。从地区分布看，四川省损毁110千伏及以上线路191条，甘肃省损毁7条，陕西省损毁6条。输电线路在这次地震中受损数量较少，主要受损部位为杆塔和基础。
　　
　　历次地震对电网的破坏
　　
　　国际上，近年发生的多次强烈地震都对所在地区的电力系统造成了严重的破坏。在这些破坏性强烈的地震中，电力系统中高压变电装置的破坏尤其引人注目。如1989年发生的美国Loma Prieta地震中，230千伏与550千伏变电站破坏严重；1994年1月美国Northridge地震，电力系统的震害也集中于230千伏和550千伏变电站。1995年1月日本神户地震中，一批770千伏和1275千伏变电站破坏；约20基线路杆塔发生基础沉陷、塔身倾斜，另有部分线路杆塔的绝缘子震坏。1999年土耳其伊兹米特地震中，一个380／151千伏变电站中所有4个变压器均因为基础螺栓断裂而移动了50厘米；6个主要的回路继电器中的5个破坏，导致油从绝缘套管泄漏；另外，还有其他9座变电站的变压器、开关设备和建筑也受到不同程度的破坏。2004年10月日本新渴地震，在输电线路中，由于滑坡等造成1基线路杆塔倒塌、3基倾斜，轻微倾斜有20基；11个变电站受损，其中避雷器损坏1件，机器基础下沉有21件；配电设备受损共有7566件。
　　在我国发生的地震中，也多次对电力系统造成严重威胁。1976年唐山大地震使电力系统遭受极大的破坏。从此展开了电力系统抗震的若干研究工作。1999年9月21日，我国台湾集大地震对电力系统造成了非常大的破坏。这次震害的一个主要特点是高压线路杆塔的破坏，这在以前的地震记录中非常少见。地震中还有大量电力设备的破坏，特别是变电站和开关站设备的大量破坏。
　　
　　电网设施损毁的根本原因
　　
　　汶川地震电网设施损毁的根本原因在于地震烈度高于设防标准。震区内基本设防烈度为7度，考虑330千伏及以上变电站等重要设施提高1度设防，设防地震烈度也仅为8度，而此次地震实测最高烈度达到11度。
　　同时，电网设施的结构特点和所用的一些材料特点，也是这次地震造成电网设施受损严重的原因。高压电气设备的结构一般都有这些特点：变电站电力设备一般都有细长且为瓷质的套管，变电站内的各种开关一般都是高架的，且支撑结构一般都是瓷质的，容易在地震的作用下而折断。变电站内的许多设备都是“头重脚轻”，地震时易在根部折断。
　　高压电气设备的绝缘部分均由瓷套管组成，其震害特点大多是瓷套管根部断裂。震害的主要原因是：首先，陶瓷是脆性材料，抗弯性能很差，加上设备的结构形状特殊，不仅又细又长，而且上部质量较大。地震时瓷套管的根部承受很大的弯矩，使瓷套管强度不足而断裂。尤其是在瓷套管与其他材料的连接处，变形不协调加大了瓷套管的断裂和损坏；其次，这类设备的固有频率在1-10Hz范围内，与地震波的卓越频率相接近。同时，这类设备阻尼值较小，其主体材料瓷柱属脆性材料，储能能力较小，因此在地震中极易因类共振影响使设备遭受破坏。

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