摘要:随着我国社会经济水平的不断提高,我国城市特高压输电线路铺设规模逐步扩大。实际运行过程中,特高压输电线路因自身电功率大、容量高以及波阻抗低等特点,如果发生运行故障,就会大大降低整体电力运行的工作效率,进而影响城市供电的安全性和稳定性,因此,全面加强特高压输电线路运行维护工作至关重要。本文主要从特高压输电线路运行的整体特征着手,进一步分析了当前特高压输电线路的总体特点,深入探究了特高压交流输电线路的检测方法,并对特高压输电线路维护技术进行了探讨,望对我国未来特高压输电线路的运行维护工作提供相应借鉴。
关键词:特高压输电线路;运行维护;技术分析
1 特高压输电线路运行的整体特征
1.1 环境特征
特高压输电线路长、输送距离大,大多贯穿东西、南北。特高压输电线路沿线经过的地貌复杂、气象条件多变、气候恶劣,部分地区属于输电线路事故高发区。另外,高海拔地区会出现显著的立体气候,微气象、微地形复杂。
1.2 故障特征
①雷击故障。特高压输电线路自身的结构特点,会增加其遭雷击概率,防雷是故障防治的要点。②污闪特点。线路绝缘子串较长,并途径不同地区,线路防污问题严峻,对线路防污特性提出更高标准。③覆冰特点。目前,我国投运的特高压输电线路大部分经过重冰区,由于导线截面大、分裂数量多,因此很容易出现不均匀覆冰、覆冰超载、脱冰事故。④振动特点。特高压输电线路档距大、电压等级高、分裂数多,给线路防舞、防振提出了更高要求。⑤风偏问题。特高压输电线路超长的绝缘子串以及超高的杆塔,会增加线路风偏事故。
2 当前特高压输电线路的总体特点
我国的特高压线路主要指电压等级为±800kV的直流特高压线路和1000kV的交流特高压架空线路。由于电压等级高,电气间隙要求大,电磁影响严重,目前设计建造的特高压架空输电线路具有以下总体特点:
2.1 线路的结构参数高
为保证足够的电气间隙和限距要求,特高压输电线路的杆塔高、塔头尺寸
大、绝缘子串长(较500kV绝缘子串长约一倍)、片数多(同一铁塔上绝缘子的数量比超高压线路约多8倍)、吨位大(单串直线瓷质绝缘子串重约1.5t)。
2.2 运行参数高,输送容量大
特高压线路的额定电压为我国最高的电压等级,带电体周围的电场强度较高。为保证特高压线路通流能力、机械性能、电磁环境及供电经济性等要求,特高压线路大多采用分裂导线。
2.3 运行可靠性要求高
1000kV特高压交流输电线路输送功率约为500kV线路的4~5倍;±800kV直流特高压输电能力是±500kV线路的2倍多。一旦线路出现故障,对我国国民经济将产生巨大的影响。因此,线路在可靠性方面有着很高的要求。
3 特高压交流输电线路的检测方法
3.1 特高压系统中的红外检测
红外成像检测是一种遥感诊断技术, 具有不停电、不取样、不接触带电体、安全可靠、快速高效等特点, 可以直观地显示出物体表面的温度分布热图,并且温度分辨率高,最高可分辩出0.01C的温升。故可以利用红外成像检测技术对线路上的各种设备进行在线发热检测,包据金具与导线过热的检测、瓷绝缘子与合成绝缘子的劣化与破损的检测、绝缘子表面积污程度的检测等。
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3.2 特高压系统中的紫外检测
利用紫外检测仪可统计出单位时间内的电晕脉冲数, 以此来确定放电强度, 检测出线路劣质绝缘子、绝缘子表面污秽程度、均压环安装不良和导线因磨损而断股等情况。从目前高、超高压线路的情况来看, 各种在线监测的方法手段已经较多, 有些已较为成熟。这些为开展1000kV 特高压交流输电线路的状态检修奠定了良好的基础。应结合1000kV 特高压交流线路的实际, 从设备寿命管理与预测技术、设备可靠性分析技术、设备状态监测与故障诊断技术以及信息管理与决策技术等方面开展深入细致的研究工作,逐步推行特高压线路的状态检修工作。
4 特高压输电线路维护技术
我国特高压输电线路运行时间比较短,各项检修工作还没有全面展开,结合特高压输电线路结构,针对性分析线路检修、维护关键技术,是保证输电线路安全运行的基础。科研单位、设计单位以及运行单位均应积极开展关键技术研究工作,例如,研究检修模式、检修技术难点、检修危险点、不同项目的关键技术,制定安全规范,细化标准作业方式,积极研制检修工具等。
4.1 直升机巡线技术
鉴于特高压输电线路地形复杂、杆塔高、覆盖面积大等,采用常规线路巡检方式无法进行有效线路维护。随着科学技术的迅猛发展,相关科研机构进行了直升机巡线的研究,在直升机上安装红外、可见光等设备,能完成可见光检查、紫外探测、红外测温等工作,与此同时,还能准确定位绝缘子、导地线、铁塔、通道等缺陷,准确判断导地线内部损伤、异常电晕、接头过热、劣质绝缘子等问题。利用计算机处理技术,仪器自动观察、检测、目测相结合,能及时生成缺陷清单以及缺陷处理办法。直升机巡线效率高、快捷、迅速,每天可完成100基塔左右的检查任务,而且,直升机巡线安全性高、不受地域限制,能及时发现线路问题。在特高压输电线路维护中,直升机巡线技术应用前景非常广阔。
4.2 在线监测技术
在线监测一方面能及时获得设备运行情况,为线路正常运行提供保障,另一方面还能为设备检修提供客观数据支持。目前来说,温度监测技术、气象参数、振动监测技术、覆冰监测技术、塔杆倾斜监测、绝缘子监测、防盗监测技术等在特高压输电线路维护中应用广泛。另外,由于我国在线监测厂家通信协议、数据格式等不统一,相关单位已经建立了特高压输电线路监测管理平台,在这一平台上,成功集成了塔杆倾斜监测技术、温度监测技术、覆冰监测技术、绝缘子监测、振动监测等技术,进一步实现了数据采集、数据处理、数据综合应用分析。该平台通过浏览器、服务器等体系结构,可以统一接收监测数据,并对数据进行统计分析、预警、展示,全面提高了特高压输电线路维护水平。在线监测装置与特高压航测数据相结合,能提供三维可视在线监测显示平台与控制平台,进而能实时在线查询关键设备状况。
4.3 带电作业技术
带电作业技术是特高压输电线路维护的重要方式,该技术能有效保证线路持续、不间断供电,能促进电网稳定、安全、可靠运行。现阶段,我国特高压线路带电项目主要有带电检测、带电维护以及带电修理等。对于500kV以下的输电线路带电运作,我们已经有了比较成熟的经验;750kV线路的带电运作也已做了大量研究,在作业方式、作业工具、人员安全方面研究成果比较成熟;相关单位对1000kV的输电线路带电运作进行了深入研究,并根据海拔、电压等不同,确定了作业安全距离、组合间隙等参数。例如,湖北超高压公司结合高压直流输电特点,针对性地研制出分体式绝缘拉杆、液压油泵丝杆、六分裂导线提线器、大吨位瓷瓶卡具等带电作业器具。为了促进特高压线路的可靠、安全运行,维护单位应积极开展带电作业技术研究,加强线路维护的实践研究。
结束语:
综上所述,特高压输电是国民经济快速发展的有效支撑,随着我国城市特高压输电线路铺设范围逐步扩大,为确保城市供电的安全性和稳定性,电力企业务必要全面加强输电线路维护,并制定有效、科学的维护对策,从多方面确保输电线路的可靠、安全运行,进而积极推动我国电力行业稳定、健康发展。
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论文作者:宋家琪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/6
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