输电线路状态检修及在线监测研究与应用徐全昊论文_徐全昊

输电线路状态检修及在线监测研究与应用徐全昊论文_徐全昊

摘要:输电线路可靠性及运行情况直接决定着电力系统的稳定和安全。检修是保证输电设备健康运行的必要手段。做好输电设备的检修工作及早发现事故隐患并及时予以排除,使其始终以良好的状态投入运行具有重要的意义。

关键词:输电线路;状态检修;在线监测

1输电线路实行状态检修的必要性

在输电线路中采用状态检修技术,可以有效的提高检修结果的准确性,对电力行业集约化、科学化和一体化管理目标的实现具有积极的促进作用。特别是在当前新技术和新设备在电力系统中广泛应用的新形势下,通过实施状态检修可能有效的提高检修工作的效率和质量。而且状态检修的应用,还能够有效的缓解当前电力行业检修工作量及检修人员不足之间的矛盾,降低检修工作强度,全面提高检修工作的效果。在具体实施状态检修过程中,其以设备实际运行状态作为依据,针对于设备运行状态进行监测,并对设备使用寿命进行预测,科学判断设备的状态,这种检修方式具有较强的先进性,能够有效的识别故障早期征兆,并对故障的位置和故障程度进行判断,针对设备的实际情况来采取有效的维修策略,保证电力系统安全、稳定的运行。将状态检修技术引入到架空输电线路中来,可以有效的提高电力设备的运行效率,明确具体的检修目标,有利于实现检修成本的下降,保证电力设备运行的稳定性和安全性,能够为电力设备正常运行提供重要的保障。而且在实际状态检修技术应用过程中,检修工作更具针对性、有效性和可靠性,能够有效保证电力设备性能的稳定性,延长设备使用寿命,保证供电的持续性和可靠性。

2输电线路状态检修分析

2.1输电线路状态检修分类

输电线路检修分类的方式有很多种,按照停电方式可分为停电检修与带电检修;按照检修性质可分为技改和大修等。将综合考虑输电线路检修工作风险等级、成本高低以及是否停电等,将线路检修工作划分为3类:I类检修、II类检修和III类检修。其中,I类检修涉及风险等级最高,检修成本最大,且需停电;II类检修涉及风险等级与检修成本均低于I类检修,但也需停电;II类检修涉及风险等级不高,检修成本相对较低且无需停电。

2.2输电线路状态检修策略制定

以往线路的定期检修主要方式为制定年度检修计划,而状态检修则是应用输电线路健康状态评估结果来安排的适时检修。开展状态检修需要确定状态检修的时限以及状态检修的策略。

(1)状态检修时限

根据状态评价结果以及检修紧急程度,将检修时限分为立即开展、尽快开展、适时开展和按基准周期开展四类。基于输电线路健康状态和检修成本这两个约束性问题,计算出最优检修时限,确保同时满足可靠性和成本性要求。输电线路健康状态评估结果即可以代表其可靠性优劣程度,而检修时限长短即可以等效为检修成本问题:若检修时限较短,对输电线路健康状态提升有利,但需要短时间内消耗较多人力、物力进行消缺,成本性较高;若检修时限较长,则对输电线路健康状态提升效果较差,但可以适当延长处理时间,更加集约化的利用人力、物力,并可以多种缺陷合并处理,节省工作时间及停电时间,成本性可大大降低。因此,需要综合考虑可靠性和成本性要求,建立可靠性和成本性约束方程,计算出满足约束条件的检修时限。

(2)状态检修策略

1)“正常状态”检修策略

对于健康状况评估结果(H)大于或等于0.99,即输电线路评估为“正常状态”的,可以根据实际运行情况、针对具体的一般缺陷开展III类检修。

2)“注意状态”检修策略

对于健康状态评估结果(H)大于等于0.95且小于0.99的,即被评价为“注意状态”的输电线路,优先安排m类检修,若不能满足需要,则一年内开展II类检修。

3)“异常状态”检修策略

对于健康状态评估结果(H)大于等于0.9且小于0.95的,即被评价为“异常状态”的输电线路,应根据评价结果具体扣分项确定检修项目,并在7天内完成检修。

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4)“严重状态”检修策略

对于健康状态评估结果(H)小于0.9的,即被评价为“严重状态”的输电线路,需停电处理的严重或危急缺陷,应立即向调度部门申请“非计划停电”,在28.5小时内根据具体缺陷开展I类一III类检修。

5)单元状态量检修策略

无论线路单元、杆塔或输电线路整体评估结果如何,存在扣分的各单元、各参量均应根据具体情况确定检修项目,并按要求时限实施相应检修策略。

3输电线路在线监测

3.1监测系统设计

在线监测系统强调实时性、精准性,以传感器和通信结构为核心,以执行设备和其他次要结构等作为辅助。如针对线路设计的在线监测系统,传感器主要收集线路温度,一般输电线路温度相对固定,围绕一个常数波动变化。在负荷等级不变的情况下,如果线路温度出现了过大偏移,可初步判定其存在故障,若是断路故障,温度会快速下降;若是短路故障,线路温度又可能出现上升。传感器捕捉的温度信息由通信结构进行传输,快速发送至控制端,就能完成故障辨识,可对问题进行有效预防、处理。

3.2具体应用

3.2.1氧化锌避雷装置在线监测

目前我国氧化锌避雷装置在线监测技术的主要手段有补偿法,基波法,稳定测量法以及数据谐波法等。 而实时监测现场设备的应用是通过对设备周围的环境及 MOA 泄露电流值的定时监测以及收集, 将各项监测数据通过信号传输系统进行反馈至监控系统, 监控系统的工作人员则能通过这些数据信息对氧化锌避雷装置的实际运行状态与综合性能进行科学的分析和判断。

3.2.2输电线路可视远程监控系统

输电线路可视远程监测系统能通过静止图像与视频的录制,将相关信息与资源反馈给监测系统的工作人员。

3.2.3输电线路防盗系统在线监测

声控探测技术与红外线探测技术为输电线路防盗系统在线监测系统早期所使用的技术, 在科学技术不断进步的影响下, 使得各项新型的技术在输电线路防盗系统中得到了有效的应用。 例如微波感应式防盗技术,通过应用该技术明显的提升了监测的全面性与有效性。

3.2.4其他监测

随着输电线路在线监测技术的不断完善,相关技术针对不同情况采取的技术更为细化,如针对恶劣极端天气的输电线路覆冰监测技术、针对空气动力不稳定的在线舞动监测技术、针对地基不均匀沉降导致输电线路杆塔倾斜的监测技术等。覆冰在线监测技术是采用科学的统计数据方法提前预测冰害事故,并向控制中心报警,从而预防事故给电网正常运行带来的影响。输电线路在线舞动监测技术,是为了预防因自然环境中风力作用不均匀,使电线在低频率大振幅振动现象影响下产生磨损、跳闸、短路和断线问题发生的技术。该技术根据监测设备的测量数据,对各种参数进行分析,判断事故发生的可能性,从而向控制中心发送警报。地质条件不稳定或矿山开采等原因形成的地基沉降问题,是引发电线杆塔倾斜的重要原因,不仅会威胁整条线路的正常运行,还存在人员伤亡的危险。针对这一情况,在输电线路塔基安装太阳能供电的实时监测设备,实时保持对电线杆塔倾斜问题的监控,可以及时发现、解决此类问题。

4结束语

总之,输电线路设备状态维修是一种先进的维修管理方式,能有效地克服定期维修造成设备过修或失修的问题,可给电力系统及社会带来巨大的经济效益。通过状态检修,能根据设备检测采集的数据,结合设备健康状态表达模型及健康指示参数,运用智能决策算法诊断出设备当前的健康状态,并预测设备寿命,具有重要的社会效益和经济效益。

参考文献

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论文作者:徐全昊

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年22期

论文发表时间:2020/4/23

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