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【摘要】传统的输电线路检修包括事故检修和现阶段仍广泛采用的定期检修方式,依靠预防性检修和定期巡视维护检修,不能客观实时的反应输电线路的运行状态和绝缘耐受水平等状况,存在“到期必修”的盲目性和“该修未修”的滞后性,不能保障线路的可靠安全运行,影响供电可靠性、连续性。随着电网的不断建设,以及坚强智能电网、在线监测等新技术的不断发展,输电线路状态检修的新策略也应运而生。
【关键词】输电线路;检修技术;状态检修
1、输电线路检修技术发展概况
国内的输配电线路检修经历了三个阶段,即事故检修阶段,目前仍在采用的定期检修和发展研究中的状态检修阶段。事故检修是在监测、检修等技术非常落后的时期电网输电线路的主要检修方式,是输电线路及设备已经发生了故障或异常,造成了供电问题之后才进行的事后维护、修复工作。在早期小电网规模时代,局部的电网线路及设备发生故障给对电网带来的影响有限,电网中的设施和设备非常简洁,电力生产规模也不大,用电侧对供电可靠性、连续性要求不太高,所以当时采取在输电线路及设备已经发生了故障或异常,造成了供电问题之后才进行的事后维护、修复工作。
随着国家经济的全面发展,作为能源先驱的电力生产及保障电力传输的电网也在不断壮大,输电线路及设备出现故障后带来的经济损失越来越大,对电网可能带来的冲击也更大,事故检修的滞后性特点决定了这种检修模式己经不能满足大电网输电线路安全运行的需要。所以从上世纪50年代开始,一些欧美发达国家电力生产及电网企业提出并开始采用预防性检修方式,即定期检修。定期检修方式针对不同的输电线路及设备事先确定检修等级,设定固定时间或固定检修次数作为检修周期,每达到一次检修周期,不论输电线路及设备的实际运行状态如何都进行检修。这种检修方式在运行经验丰富,可以发现输电线路及设备的缺陷或故障,所以定期检修自出现开始就一直被采用为电网输电线路及设备的主要检修方式并沿用至今。但是,电力生产、输送及使用端对电网可靠性的要求一直在提高,电网规模进一步扩大,电网设备及电气技术水平也有了长足进步,定期检修所带来的人力物力消耗问题开始凸显。另外,由于计划性检修未能对输电线路及设备的设计裕量水平和实际运行环境状况进行判断,只是简单的重复周期性检修工作,难免存在部分设备“过度检修”,浪费了宝贵的人力和物力资源,部分设备“失修”,未能及时排除故障,维护设备,带来隐患等问题。所以,尽管广泛采用定期检修方式,电网企业仍在不断地研发新的输电线路及设备的检修方式。
随着电网的不断建设以及坚强智能电网、在线监测等新技术的不断发展,输电线路及设备的状态检修方式开始得到电网企业的关注和采用。状态检修方式不是简单的“不坏不修”策略,而是通过采用各种先进的在线检测技术和设备对电网中输电线路及设备的实际运行状态进行监测和评价,再根据输电线路及设备的运行水平评价结果参照状态评价体系,得出运行维护建议,再对输电线路及设备进行目标明确的检修维护的新检修方式。显然,状态检修以输电线路及设备的实际运行状况为考量,通过检测和诊断技术判断输电线路及设备的状况,进而可以对输电线路及设备可能发生的故障和部位进行判断,进行主动检修,做到有的放矢,针对性强,运行经济合理。目前,状态检修方式是耗费最低,技术最先进的检修方式;状态检修还有效的预防作用降低了故障概率,减少了停电检修时间,提高了线路运行的安全性和经济性,提高了电力系统供电可靠性。
2、状态检修系统的构成
设备状态监测和设备状态诊断是状态检修系统的两大主要组成部分。设备状态监测系统又包含了在线检测和非在线检测两部分,在线检测技术充分利用了快速发展的传感器技术和电子技术对所需数据进行采集,数据采集周期可以人为调节,通过控制机构和集成软件,在线检测设备对數据进行采集后传输给后续控制和集成软件处理,集成后建立输电线路及设备状态数据库,并可以生成数据报表和变化趋势图,其数据接口为后续专家诊断系统开放,以实现输电线路及设备实时运行状态的与正常参照状态评价体系(如状态量标准等)横向对比后进行评估,提出相应设备的检修计划。非在线检测部分主要包括了输电线路及设备的周期性巡视和预防性试验,参照所得数据,与正常参照状态评价体系横向对比,进行评估得出检修计划策略。
3、状态检修系统检测项目
输电线路及设备状态检修的检测项目包括了电气检测系统、机械力学检测系统和环境检测系统等。其中,电气检测系统包括了对绝缘子的分布电压检测,绝缘子污秽检测,雷击检测和接地系统检测等;机械力学检测系统包括了对导线弧垂,风偏及舞动、杆塔锈蚀及其基础的沉降移位,金具磨损、锈蚀、发热等检测;线路环境监测指的是线路跨越线路的记录,跨越区域树木生长情况监测,输电线路覆冰检测,严密监测和其他气象条件的监测等。
4、状态检修系统存在的问题
(1)输电线路及设备历史状态信息样本量不够大。依赖监测设备和技术可以获取输电线路及设备的状态信息数据,这些数据与电网设备历史数据进行对比评估,从而得出检修策略,但是状态评价和风险评估的数据来源是历史数据,输电线路及设备历史状态信息样本量资料不足将会严重影响客观状态评价和风险评估,依赖专家主观经验。所以要加强数据收集、管理系统化工作,提高电网输电线路和设备的客观状态评价和风险评估,得出正确的检修策略。
(2)在线实时监测系统不够完善。输电线路及设备的异常和潜在故障越早发现对检修越有利,给电网供电可靠性和连续性带来的影响就越小。状态检修方式正是凭借其评价输电线路及设备的运行情况,得出经济有效的主动检修策略而受到广泛关注,目前的监测系统及设备还不能做到实时监测,这就要求我们必须加强常规测试手段,做好状态信息收集管理工作,以电气设备预防性试验为基础,分析制订符合状态检修总策略要求的测试方法和周期。但是,由于电网规模越来越大,人工预防性试验成本太高,不能完全依靠常规测试手段,线路检修工作量也越来越大,所以必须大力开发在线监测技术,以保证状态检修策略的正确性,保障输电线路及设备的安全稳定运行。
(3)分布式电源和微网对状态检修带来的问题。电网规模越来越大,长距离、超特高电压输电方式越来越成为常态的同时,新型能源形势,如风电,太阳能发电等分布式电源和微网技术凭借其可以在电网末端灵活供电优势特点也得到越来越多的应用。但是分布式电源间歇性供电,易受到环境变化影响的特点,也会对电网潮流分布,网络结构带来影响。
5、结语
输电线路及设备的状态检修方式受检测技术、计算机技术和通信网络技术的影响很大,这些技术的发展和进步都将使状态检修更加完善和成熟。同时,状态检修的信息管理系统、评估与专家决策系统也会处于不断研发进步的过程中,这些技术和系统的研发都将使电网输电线路及设备的状态检修更加完善,使状态检修方式的经济性,可靠性等特点更加具有优势。电网各相关部门也需要加强人员组织培训,及时更新换代监测设备及技术,最后实现状态检修管理方式的全面应用。
作者简介
冉启伟(1982-),女,重庆大足人,主要研究方向为输变电运维管理.
【关键词】输电线路;检修技术;状态检修
1、输电线路检修技术发展概况
国内的输配电线路检修经历了三个阶段,即事故检修阶段,目前仍在采用的定期检修和发展研究中的状态检修阶段。事故检修是在监测、检修等技术非常落后的时期电网输电线路的主要检修方式,是输电线路及设备已经发生了故障或异常,造成了供电问题之后才进行的事后维护、修复工作。在早期小电网规模时代,局部的电网线路及设备发生故障给对电网带来的影响有限,电网中的设施和设备非常简洁,电力生产规模也不大,用电侧对供电可靠性、连续性要求不太高,所以当时采取在输电线路及设备已经发生了故障或异常,造成了供电问题之后才进行的事后维护、修复工作。
随着国家经济的全面发展,作为能源先驱的电力生产及保障电力传输的电网也在不断壮大,输电线路及设备出现故障后带来的经济损失越来越大,对电网可能带来的冲击也更大,事故检修的滞后性特点决定了这种检修模式己经不能满足大电网输电线路安全运行的需要。所以从上世纪50年代开始,一些欧美发达国家电力生产及电网企业提出并开始采用预防性检修方式,即定期检修。定期检修方式针对不同的输电线路及设备事先确定检修等级,设定固定时间或固定检修次数作为检修周期,每达到一次检修周期,不论输电线路及设备的实际运行状态如何都进行检修。这种检修方式在运行经验丰富,可以发现输电线路及设备的缺陷或故障,所以定期检修自出现开始就一直被采用为电网输电线路及设备的主要检修方式并沿用至今。但是,电力生产、输送及使用端对电网可靠性的要求一直在提高,电网规模进一步扩大,电网设备及电气技术水平也有了长足进步,定期检修所带来的人力物力消耗问题开始凸显。另外,由于计划性检修未能对输电线路及设备的设计裕量水平和实际运行环境状况进行判断,只是简单的重复周期性检修工作,难免存在部分设备“过度检修”,浪费了宝贵的人力和物力资源,部分设备“失修”,未能及时排除故障,维护设备,带来隐患等问题。所以,尽管广泛采用定期检修方式,电网企业仍在不断地研发新的输电线路及设备的检修方式。
随着电网的不断建设以及坚强智能电网、在线监测等新技术的不断发展,输电线路及设备的状态检修方式开始得到电网企业的关注和采用。状态检修方式不是简单的“不坏不修”策略,而是通过采用各种先进的在线检测技术和设备对电网中输电线路及设备的实际运行状态进行监测和评价,再根据输电线路及设备的运行水平评价结果参照状态评价体系,得出运行维护建议,再对输电线路及设备进行目标明确的检修维护的新检修方式。显然,状态检修以输电线路及设备的实际运行状况为考量,通过检测和诊断技术判断输电线路及设备的状况,进而可以对输电线路及设备可能发生的故障和部位进行判断,进行主动检修,做到有的放矢,针对性强,运行经济合理。目前,状态检修方式是耗费最低,技术最先进的检修方式;状态检修还有效的预防作用降低了故障概率,减少了停电检修时间,提高了线路运行的安全性和经济性,提高了电力系统供电可靠性。
2、状态检修系统的构成
设备状态监测和设备状态诊断是状态检修系统的两大主要组成部分。设备状态监测系统又包含了在线检测和非在线检测两部分,在线检测技术充分利用了快速发展的传感器技术和电子技术对所需数据进行采集,数据采集周期可以人为调节,通过控制机构和集成软件,在线检测设备对數据进行采集后传输给后续控制和集成软件处理,集成后建立输电线路及设备状态数据库,并可以生成数据报表和变化趋势图,其数据接口为后续专家诊断系统开放,以实现输电线路及设备实时运行状态的与正常参照状态评价体系(如状态量标准等)横向对比后进行评估,提出相应设备的检修计划。非在线检测部分主要包括了输电线路及设备的周期性巡视和预防性试验,参照所得数据,与正常参照状态评价体系横向对比,进行评估得出检修计划策略。
3、状态检修系统检测项目
输电线路及设备状态检修的检测项目包括了电气检测系统、机械力学检测系统和环境检测系统等。其中,电气检测系统包括了对绝缘子的分布电压检测,绝缘子污秽检测,雷击检测和接地系统检测等;机械力学检测系统包括了对导线弧垂,风偏及舞动、杆塔锈蚀及其基础的沉降移位,金具磨损、锈蚀、发热等检测;线路环境监测指的是线路跨越线路的记录,跨越区域树木生长情况监测,输电线路覆冰检测,严密监测和其他气象条件的监测等。
4、状态检修系统存在的问题
(1)输电线路及设备历史状态信息样本量不够大。依赖监测设备和技术可以获取输电线路及设备的状态信息数据,这些数据与电网设备历史数据进行对比评估,从而得出检修策略,但是状态评价和风险评估的数据来源是历史数据,输电线路及设备历史状态信息样本量资料不足将会严重影响客观状态评价和风险评估,依赖专家主观经验。所以要加强数据收集、管理系统化工作,提高电网输电线路和设备的客观状态评价和风险评估,得出正确的检修策略。
(2)在线实时监测系统不够完善。输电线路及设备的异常和潜在故障越早发现对检修越有利,给电网供电可靠性和连续性带来的影响就越小。状态检修方式正是凭借其评价输电线路及设备的运行情况,得出经济有效的主动检修策略而受到广泛关注,目前的监测系统及设备还不能做到实时监测,这就要求我们必须加强常规测试手段,做好状态信息收集管理工作,以电气设备预防性试验为基础,分析制订符合状态检修总策略要求的测试方法和周期。但是,由于电网规模越来越大,人工预防性试验成本太高,不能完全依靠常规测试手段,线路检修工作量也越来越大,所以必须大力开发在线监测技术,以保证状态检修策略的正确性,保障输电线路及设备的安全稳定运行。
(3)分布式电源和微网对状态检修带来的问题。电网规模越来越大,长距离、超特高电压输电方式越来越成为常态的同时,新型能源形势,如风电,太阳能发电等分布式电源和微网技术凭借其可以在电网末端灵活供电优势特点也得到越来越多的应用。但是分布式电源间歇性供电,易受到环境变化影响的特点,也会对电网潮流分布,网络结构带来影响。
5、结语
输电线路及设备的状态检修方式受检测技术、计算机技术和通信网络技术的影响很大,这些技术的发展和进步都将使状态检修更加完善和成熟。同时,状态检修的信息管理系统、评估与专家决策系统也会处于不断研发进步的过程中,这些技术和系统的研发都将使电网输电线路及设备的状态检修更加完善,使状态检修方式的经济性,可靠性等特点更加具有优势。电网各相关部门也需要加强人员组织培训,及时更新换代监测设备及技术,最后实现状态检修管理方式的全面应用。
作者简介
冉启伟(1982-),女,重庆大足人,主要研究方向为输变电运维管理.