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卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战
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卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战

October 8, 2015 • Utility Practice & Experience, Utility Practice & Experience, Weekly Article, 最近文章汇总

最近,海湾国家卡塔尔获得 了国际足联(FIFA) 授予的 2022年世界杯足球赛主办 权,世界杯足球赛是仅次于 奥林匹克运动会的最大国际 体育盛会之一。于是,这个 一向不大引起国际视线注意 的小国成了媒体的焦点。 卡塔尔对此做出了反应,计 划建设新的规模庞大的基础 设施,同时建造未来的足 球馆,将通过地铁专线连成 网。由于该地区夏季灼热, 所有的比赛场地必须安装空 调,所以,预计对电力的需 求将急剧上升。虽然这些额
外的电力需求将由数以千计 的新建太阳能电池板供应一 部分,但是,绝大部分电力 仍然依赖传统的能源,这些 能源由卡塔尔水电总公司 (简称KAHRAMAA)的电网 供应。
为了应对从目前到2022年期 间,预期的国内各行各业经 济活动的增加,卡塔尔水电 总公司制定了一个雄心勃勃 的发展和扩大其输电网络的 计划。例如,2009-2010年 间,世界上最大的一些电力 工程建在了卡塔尔,建成了 一系列新的发电设施,耗资 大约35亿美元。 INMR的撰稿人、输配电绝 缘专家Raouf Znaidi访问了 卡塔尔的首都多哈,拜访了 卡塔尔水电总公司的工程技 术人员,报道了在极端恶劣 的沙漠和海洋污秽环境下, 在扩容和管理电网中,他们 所面临的一些挑战。

电力系统的环境 卡 塔 尔 是 一 个 半 岛 国 家 ,位 于 阿 拉 伯 海 湾 的 西 海 岸 ,面 积 1 1 , 4 0 0 平 方 公 里 。卡 塔 尔三面环海,南部和沙特阿拉伯接壤。地形大部分是平坦而贫瘠的沙漠,被松散 的砂子和砾石所覆盖。波浪一样起伏的沙丘主要分布在该国的南部,沿海地区则 是高含盐的沼泽地。 依据其地理位置和气候特点,卡塔尔属于炎热的亚热带沙漠地区。漫长的夏季 中,六月到九月酷热以及干燥和潮湿交替循环是卡塔尔的特征。每年的这个时 期 ,气 温 常 常 超 过 5 5 °C ,而 年 降 雨 量 又 少 得 可 以 忽 略 不 计 ,只 有 大 约 8 0 m m 。早 晨的相对湿度平均是71%,而下午是43%。 这些还不足以说明这里的恶劣环境,卡塔尔还会遭遇偶尔登陆该半岛的沙尘暴 的突然袭击。来势凶猛的沙尘暴遮挡了日光,引起风灾,输配电网,甚至当地的交 通运输服务瞬间就被切断。
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卡塔尔水电总公司的背景介绍 卡塔尔是目前世界上最大的液化天然 气生产国,还计划成为一个人均国民 生 产 总 值( G D P )最 高 的 国 家 。根 据 国际货币基金组织发表的估算,预计 2011年的经济增长将达到20%。这 个数据解释了为什么卡塔尔正在经历 着比以往任何时候都更大的电力需 求 ,目 前 ,这 已 经 成 为 卡 塔 尔 经 济 发 展的主要组成部分之一和关键的支 柱产业。 卡塔尔水电总公司成立于2000年,其 前身是水电部。从成立之日起,它就一 直是唯一的输配电系统的业主和运营 商,其电网事务董事会(EN)负责管理 未来电力部门的政策和策略。 卡塔尔的电力需求 电网计划部经理Ali Ahmed Al-Jomali 解 释 说 ,近 1 0 年 来 ,卡 塔 尔 的 电 能 需 求快速增长,2015年以 前,预期每年 的平均增长率是10.8%。他说,为了 满足迅速增长的需求,1988到2006 年 间 ,安 装 的 总 发 电 量 增 长 了 几 乎 三 倍,从941MW增长到3600MW。目前 卡塔尔水电总公司的发电量超过了
Sand dunes typical of southern regions of Qatar. 卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战 卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战 Pic523

Sand dunes typical of southern regions of Qatar.

 
7 6 6 0 M W ,今 年 计 划 增 加 到 8 7 5 0 M W ,而 2 0 1 0 年 的 峰 值 需 求是5090MW。 此外,随着生活水平的不断提高,消费者对于供电质量的期 望值也在增加。 Al-Jomali提供了卡塔尔的输电系统以及直到2015年扩容 计划总揽,从中能够看到电网设施的升级和更新。 卡塔尔的输电系统(QTS) 卡塔尔的架空电网运行在不同的电压等级上,包括33kV (总回路115km),66kV(253km),132kV(645km), 220 kV(550km), 和400 kV(287km)。根据电力传输部经 理Ali Mohamed Al-Ali和线路设计工程师Ali Hassan的叙 述,卡塔尔的输电系统是在典型的严酷环境下运行的。污秽 等级属于特别严重地区,甚至比IEC 60815 规定的还要高
 
像中东的其它地区一样,这种极端的污秽运行环境综合了 沙漠、粉尘、海洋和工业多种污浊。该地区气候变化极大, 七月和八月的气温可以达到55°C,高强度的太阳辐射,昼 夜和季节温度急剧波动,再加上频繁的露水和雾气,夏季 几 个 月 的 相 对 湿 度 可 达 1 0 0 % ,冬 天 很 短 ,降 雨 不 超 过 7 0 到 8 0 m m 。A l - A l i 说 ,降 雨 如 此 少 见 ,他 已 经 不 记 得 多 哈 上 一 次下雨的时间了。 此外,频繁的沙尘暴把沙漠中各种粒径的砂子和粉尘卷入 空中,导致污秽物快速积聚在绝缘表面,接着就是常见的潮 湿 现 象 ,包 括 频 繁 的 夏 季 晨 露 和 冬 季 大 雾 。此 外 ,喷 发 自 海 洋的盐分也习以为常,由主导的东北风将其带入内陆,导致 绝缘子闪络频发。 二十世纪九十年代是绝缘子选型很差的时期,132kV线路 遇到了严重问题,这个时期选用的低质量玻璃绝缘子发生 了故障,有些情况引起导线掉线。
Expected peak electricity demand in Qatar (2011-2015). 卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战 卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战 Fig114

Expected peak electricity demand in Qatar (2011-2015).

Overview of Qatari transmission development to 2015. 卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战 卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战 Pi6

Overview of Qatari transmission development to 2015.

               
Al Jomali说,显然,二十世纪九十年代 期间,卡塔尔水电总公司的绝缘子选型 很 差 ,1 3 2 k V 线 路 遇 到 了 严 重 问 题 ,低 质量的玻璃绝缘子发生了故障,有些 情况引起导线掉线。这种经历极大地 影响了未来选用何种绝缘子的决策, 即,如何规定绝缘子的尺寸要求以及其 它标准方面的决策。 Al Jomali 说,“基于这种不满意的经 历,我们决定把重点放在寻找这样一 种绝缘子,能够最佳地抵御典型沙漠 环境中频繁出现的温差剧变。更确切 地说,根据这里刮风频繁而降雨极少 的气候特征,我们要寻找的绝缘子具 有最适合的伞盘几何结构和外形,带有 高度自清洁能力 。” Al-Ali说,“从那时起,我们一直在研究 并使用了几种替代方案,防止今后类 似 的、由于不良设计和污秽闪络引起的 绝缘子问题。这些方案包括各种超绝 铁塔的超绝缘和超安全设计导致空气 动 力 型 玻 璃 绝 缘 子 达 到 了 5 4 2 片 ,总 重 量达到了 4320kg。
Al-Jomali. Poor service experience with insulators during the 1990s greatly influenced new dimensioning rules as well as additional criteria for insulator selection. 卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战 卡塔尔电网面临着污秽和 快速扩容的双重挑战 Pic718

Al-Jomali. Poor service experience with insulators during the 1990s greatly influenced new dimensioning rules as well as additional criteria for insulator selection.

   

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