【摘 要】“十一五”期间,国家电网公司电网投产llOkV及以上输电线路二十三万公里、增长率突破10%,电力作为一种重要的能源,在我国电力能源需求飞速增长的背景下开始彰显出重要的应用价值。本文基于此,首先分析了高压输电线路状态检修现状及存在的问题,然后在此基础上对高压输电线路的维护工作做出了具体论述。
【关键词】高压输电;线路;状态检修;维护技术
1.前言
我国正处于工业化和城镇化快速发展的重要时期,能源需求具有刚性增长的重要特征。按照目前的增长态势,到2020年我国发电装机容量将超过10亿kW,预计达到13.2亿kW,燃煤机组将达到7.5亿kW以上,水电机组将超过2亿kW。但我国电力能源与生产力发展极具不均衡的特性,决定着发展特高压电网已成为电力工业发展的必然趋势。为了能更好地适应高压乃至特高压输电线路的发展需要,构建一套集扁平化、专业化、集约化于一身的高压输电线路运维检修管理模式,对于实现特高压输电线路安全、稳定、经济运行有着至关重要的影响。
2.高压输电线路状态检修和维护工作现状及问题
2.1维护人员和维护费用紧张,输电线路维护工作难以开展
随着高压输电线路建设工作的不断开展,无论是不同地区输电线路总体长度,还是我国输电线路的铺设总长度,均有了大幅度的增长。这就使得输电线路维护工作开始面临更为艰巨的挑战。首先是在维护人员方面,相关数据表明,自2008年起,我国从事输电线路巡检和检修工作的人员已经接近满负荷运作,但与每年高于8%输电线路长度增长率相匹配的,却是无明显增长的检修人员数量。如果以现行的检修工作标准来要看待高压输电线路的检修工作,那么很多线路的正常维护工作已开始捉襟见肘,其它特殊维护任务则更是难以完成。其次是在维护费用方面,截止到2015年12月,我国220kv及以上的高压输电线路的维护费用已上涨到了1亿8000万,其中又以偏远地区为剧,很多电力企业在维护费用方面仍面临着较大的资金缺口,导致相关的状态检修工作难以开展,同时面临突发情况时因人员短缺、费用紧张无法启动相应的应急处理预案,进而导致整个输电线路的安全运行存在重大安全隐患。
2.2自然灾害问题严重,输电线路发生故障情况数量显著增加
受全球变暖问题的影响,近几年来自然界的极端气候天数有了明显的增加,导致因自然灾害引发的输电线路运行事故的数量也有了大幅度的提升。常见的因自然灾害导致的输电线路故障包括雷击灾害、冰冻灾害、大风灾害等等。如图1所示,在雷雨天气时,如果输电线路的变压器或其它一次设备直接受到雷电直击,瞬间通过的极大雷电流会使得输电线路通过极大电流,引起线路损毁,即使线路未受到雷电直击,雷云放电时所引起迅速变化的电磁场也会在线路上感应出过电压引起电网故障。又如图2所示,北方地区的降雪或冰冻灾害容易导致输电线路钢筋混凝土电杆内积水、杆塔基础冻胀、线路瘫痪。而且寒冷天气下,输电线路的迎风面上会形成覆冰,其硬度大,粘附力强,密度也较大,如果出现下雪天气,极其容易导致导线覆冰迅速增长,严重影响输电线路正常使用。
3.高压输电线路状态检修技术流程分析
3.1检修准备工作
检修准备工作主要是对输电线路进行全方位、多角度的系统分析,从而为后续工作提供必要的数据支持,具体而言,相关的检修工作人员需要确定输电线路的运行年限、运行状况、以及所属电力系统中各设备的具体型号,然后在此基础上,结合风险评估技术,即在经济利益、社会利益、风险、费用之间寻找到以风险最小换取最大效益的目标,合理安排检修时间,最优化资源配置,从而做到在尽可能降低经济损失的情况下取得更好的检修效果。
3.2线路状态监测
由于高压输电线路故障的出现具有很大的不确定性和非线性可能,因此相应的故障诊断与排查也存在一定的技术难题,一般而言,在线路状态检修工作中,需要使用到状态监测与故障诊断技术,即利用状态监测仪器来进行数据测量、现场数据记录、简单数据分析等功能,然后利用计算机建立起合适的状态分析模型和仿真系统,为线路的状态分析提供必要的数据支持。这样在检修时,可以利用模糊逻辑诊断来分析线路运行中可能存在的隐患,检修人员也可以据此结合检修准备工作中获得的数据来提升检修效率。此外,常用的设备状态监测还包括SF6监测、泄漏电流监测、变压器绕组变形状况监测、避雷器在线监测等等。
3.3档案信息整理
高压输电线路的档案信息主要包括常态数据和动态数据两大方面,常态信息包括线路运行情况、线路检修报告、线路分析记录等等,动态数据则是状态检修中获得的各类数据,如线路保护的电流阀值、同类线路的故障情况等等。相关的检修人员可利用PMS系统进行数据导入,然后结合计算机辅助决策技术和数据库技术,将高压输电线路的所有操作运行和获得的各类数据信息综合在一起,进而形成以单个二次设备或是整个电力系统为单元的决策工具,信息管理与决策技术指的是利用计算机辅助决策技术和数据库技术,结合上文所述的各类技术,将二次设备的所有操作运行和获得的各类数据信息综合在一起,进而形成以单个二次设备或是整个电力系统为单元的决策工具,从而帮助检修管理人员对设备的状态有更好的认知,以期望获得更好的检查及维修效果。
4.输电线路维护工作的改善措施分析
4.1加强对自然灾害的预防工作,有效降低输电线路故障率
就我国输电线路的建设情况而言,加强输电线路的自然灾害的预防工作能够有效改善高压输电线路因长期处于恶劣环境下受到的损害。实际的维护工作中,可有的放矢地采取针对性的预防措施。例如在多林区或多雷区的输电线路建设过程中,应在输电线路上安装避雷线、避雷针等防雷设备,同时输电塔选址应选择土壤电阻偏低的地区,必要时还应当人工增大接地电阻;在寒冷地区的建设过程中,则可考虑安装直流融冰装置或覆冰检测装置,降低线路积雪引起线路故障的可能性;在多雨地区,除了应该选择地段高度差不大的地方,避免大档距、大高差引起输电线路地基渗水的情况出现意外,还应当使用粘性土石,轻钢材料等刚性材料,进而避免输电线路茶产生单相接地故障。
4.2深入贯彻状态巡视工作,合理配置输电线路检修维护资源
开展状态巡视工作不仅可以降低输电线路维护工作的成本,而且能够实现资源的最优化配置,进而提升维护效率。首先,电力企业应当在通过状态检修所获得信息的基础上,进行输电线路风险区段划分工作,将待巡视的区段根据安全隐患的不同划分成不同风险的巡视区段。然后针对不同风险的区段确定不同的线路巡视周期,例如对于各种检修数据正常的高压输电线路,可安排一季度一次巡检,对于可能存在线路跳闸的中等风险输电线路,可40-60天进行一次巡检,对于位于雷害区、重冰区等高风险区段,则需要结合当地具体的环境和季节特点15-30天进行一次巡检。最后,相关的电力企业可考虑建立起实时监视电力系统自动化控制网络中的高压输电线路的网络安全管理平台,采用SNMP技术对不同地区的输电线路 和网络设备的性能及状态信息进行实时检测,并写入数据库中交由信息化管理平台进行处理和分析,如若发现存在某设备安全隐患,及时通知当地区的管理人员以做好事故应急处理预案。从而从根本上防范输电线路外力破坏。
5.结束语
高压线路为我国的经济发展所作出的贡献是极其重大的,但现阶段,其在状态检修和维护工作上还面临着一些问题。因此,相关的电力企业在开展输电线路运行与维护工作时,应当立足于此,针对状态检修和维护工作存在的缺陷,采取必要的措施进行改善,从而保障高压输电线路的安全稳定运行。
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论文作者:安梓,范永德
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第19期
论文发表时间:2016/11/17
标签:线路论文; 高压论文; 状态论文; 工作论文; 数据论文; 区段论文; 设备论文; 《低碳地产》2016年10月第19期论文;