配電網狀態檢修技術體系研究

應高亮，張 波，高 山

（金華電業局，浙江 金華 321017）

0 引言

從2007年開始，金華電業局充分借鑒輸變電設備狀態檢修的成功經驗，立足配電網實際，以提高設備安全性、供電可靠性和經濟性為目標，積極開展配電網狀態檢修技術體系的研究工作。2010年1月，發布了《金華電業局10 kV配網設備狀態評價導則》等4項配電網狀態檢修技術標準，同年12月上升為浙江省電力公司技術標準。2011年7月，國家電網公司在浙江省電力公司技術標準的基礎上，進一步修編制定了《配網設備狀態評價導則》、《配網設備狀態檢修試驗規程》和《配網設備狀態檢修導則》共3項技術標準。《配網設備狀態評價導則》等技術標準的發布，標志著國家電網公司已初步建立了配電網狀態檢修技術體系。

1 配電網狀態檢修技術體系研究的主要內容

配電網狀態檢修技術體系研究的主要內容是根據配電網設備運行巡視、狀態檢測等手段獲取的狀態信息，綜合配電網設備缺陷和故障等運行數據，研究確定配電網設備狀態評價方法，對配電網設備的運行狀態進行定量評價；合理制定巡檢、例行試驗、診斷性試驗項目和周期；優化配電網的設備運行和檢修策略。首次構建了如圖1所示的國家電網公司配電網狀態檢修技術體系。

2 配電網設備狀態評價方法研究

2.1 設備單元的劃分

設備單元是評價配電網的設備狀態和檢修安排的基本單位，單元劃分對設備評價及檢修安排至關重要。根據線路設備狀態量的可比性、檢修的可操作性，確定架空線路、柱上開關、跌落式熔斷器、配電變壓器、構筑物及外殼等13類設備的單元劃分標準，如圖2所示。

配電線路的劃分原則在輸電線路單元劃分原則基礎上進行了較大的調整，符合配電網線路多分段、多用戶、多設備的實際。將構筑物及外殼作為一個單元單獨進行評價，可避免評價內容重復，便于中壓開關站、環網單元、配電站（箱式變電站）等組合電器的設備評價。

2.2 設備部件劃分和權重

設備部件組成設備單元。部件一般按元器件進行劃分。部件設權重Kp，各部件的權重和為1。部件劃分、權重設置時，既要堅持以國家標準為基準，確保標準有適當的權威性和超前性，又要尊重歷史，兼顧各地實際，使標準具有適用性。部件權重根據部件在單元設備中的重要性設置，適當進行平衡。

2.3 部件評價內容和評分

依據《架空配電線路及設備運行規程》、《電氣設備交接試驗規程》、《電力設備預防性試驗規程》和《配網設備狀態檢修試驗規程》等標準的要求，從設備巡視、帶電檢測、檢修試驗的結果中獲取評價狀態量，并根據配電網實際情況進行優化。確保設置的評價內容和狀態量能基本反應設備運行狀況，同時考慮評價內容和狀態量獲取的可行性，大力推進新檢測（監測）技術狀態量的應用。在架空線路、柱上開關接頭、跌落式熔斷器接頭等部件上增加溫度檢測（紅外線測溫）的狀態量。考慮到金屬氧化鋅避雷器的設備數量多、結構簡單等因素，將該設備本體及引線視為1個部件，對相應的絕緣性能、溫度、外觀和接地電阻等進行評價。

各部件的起評分為100分，最大扣分值也是100分。狀態量最大扣分值可根據其在部件運行中的重要性進行設置，對狀態量進行分級管理。

部件狀態采用木桶短板原理確定最后得分。架空線路和電纜在1個評價單元中的多個相同部件稱為類部件，當類部件都在正常狀態時，可取各部件得分的算術平均值，否則取得分最低部件的值。部件評價時還要考慮家族缺陷系數和設備壽命系數。

各部件的評價結果按量化分值的大小分為“正常狀態（得分＞85）”、 “注意狀態（75＜得分≤85）”、 “異常狀態（60＜得分≤75）”和“嚴重狀態（得分≤60）”。

2.4 設備單元評價及整體評價

設備單元評價是在部件評價基礎上進行的綜合評價，結果根據賦權法和木桶短板原理相結合確定。當設備單元所有部件的得分都在正常狀態時，該設備狀態為正常狀態，最后得分采用賦權法進行計算。當該設備單元有1個及以上部件得分低于正常狀態時，根據木桶短板原理，該設備單元狀態取各部件評價結果中的最差狀態。

整條（座）架空線路、電纜線路、中壓開關站、環網單元、配電站（箱式變電站）采用積木拼湊方式進行設備的整體評價，當所有單元均為正常狀態時，該設備整體評價為正常狀態，最后得分取各單元得分的算術平均值；否則根據木桶短板原理取各單元評價結果中的最差狀態，最后得分取最低分。

2.5 配電網設備評價體系

綜合上述研究成果，建立了以部件評價內容（狀態量）為基礎數據，以賦權法和木桶短板原理為綜合工具，以部件評價、設備單元評價、設備整體評價三級遞進評價為評價程序的配電網設備評價體系。

3 配電網設備狀態試驗內容的研究

根據配電網運行維護新技術發展和用戶供電可靠性的要求，將配電網設備狀態檢修試驗項目分為巡檢、例行試驗和診斷性試驗3類，對具體項目和內容開展研究。配電網設備試驗分類如下：

（1）巡檢：為獲取設備狀態量而進行的巡視、檢查和帶電檢測，按周期進行。

（2）例行試驗：為獲取設備狀態量而定期進行的各種停電試驗，按周期進行。

（3）診斷性試驗：在巡檢、例行試驗中發現設備狀態不良，或經受了不良工況，或受家族缺陷警示，或連續運行了較長時間后，為進一步評估設備狀態而進行的試驗，必要時進行。

3.1 巡檢

巡檢是在設備帶電的情況下，采用巡視、檢查和帶電檢測等手段來獲取設備的狀態量。由于配電網設備的冗余度較小，在用戶供電可靠性要求日益提高的情況下，巡檢必將是今后獲取設備狀態量的主要方式。設備巡檢的主要原則是：

（1）設備巡檢的內容和周期應涵蓋《配電網運行規程》中相關內容。

（2）大力推廣和應用設備帶電檢測技術。強化相對成熟的帶電檢測技術應用，如全面應用紅外線測溫，特別重要的開關柜每6個月做1次帶電局部放電測試等。相對輸變電設備，配電網帶電檢測技術還很不完善，今后應致力于配電網設備帶電檢測技術全覆蓋的研究，盡快提高帶電獲取設備狀態的水平。

（3）根據狀態評價結果，對非正常狀態設備采取差異化巡檢策略，縮短巡檢周期，提高帶電檢測頻次，加強設備運行跟蹤監視。

3.2 試驗

試驗主要考慮的原則是：

（1）統籌兼顧，突出重點。配電網設備冗余度小，設備停電試驗和供電可靠性要求矛盾突出。2008年，電監會發布了《關于加強重要電力用戶供電電源及自備應急電源配置監督管理的意見》（以下簡稱《意見》），按照電力用戶重要程度不同提出了不同的供電要求。配電網管理應遵循“統籌兼顧、突出重點”的方針，強化重要電力用戶的安全供電管理，同時也要滿足用戶供電可靠性的要求，既符合國家電力供應管理要求，也符合運行管理實際。因此，將配電網設備分為特別重要設備、重要設備和一般設備。其中特別重要設備是指在配電網中所處位置重要,以及向《意見》中規定的特級重要用戶、一級重要用戶供電的設備；重要設備為向二級重要用戶供電的設備，其他為一般設備。評價狀態為正常的特別重要設備停電例行試驗每6年1次，重要設備試驗每10年1次，一般設備可以不進行停電例行試驗。

（2）優化內容。從新設備、新材料應用后相應試驗內容的調整和高用戶供電可靠性要求這兩方面考慮，對有關試驗內容進行優化。近年來，配電網新設備、新材料層出不窮，《架空配電線路及設備運行規程》等規程規定的很多試驗內容已經不適應當前配電網設備實際，如規程涉及的柱上油斷路器、閥型避雷器現已淘汰，并更換為柱上真空（SF6）開關、氧化鋅避雷器等，此類試驗內容必須進行調整。原規程規定的架空線路登桿塔檢查等內容需大量停電，嚴重影響用戶供電可靠性，也必須進行優化。

（3）優化試驗分類。根據試驗內容的必要性和可操作性，將試驗分為例行試驗和診斷性試驗。例行試驗是特定設備周期停電試驗，相關設備狀態評價需用的狀態量涉及的試驗即為例行試驗。診斷性試驗是在巡檢和例行試驗時發現設備不良等，為了進一步評估設備狀態而進行的停電試驗。設備試驗優化分類的優點在于：當設備評價狀態良好時，可以不進行診斷性試驗，突破了傳統預防性試驗中項目多、工作量大、耗時長、容易出現過度試驗的缺點，提高了試驗的針對性和可操作性，在確保獲取設備狀態量的情況下，提高了設備的供電可靠性。

4 配電網設備狀態檢修的內容研究

4.1 配電網設備狀態檢修原則

配電網設備狀態檢修的主要原則如下：

（1）配電網設備檢修應優先采取不停電作業方式。

（2）戶外柱上設備的A類、B類檢修宜采用更換方式。金屬氧化物避雷器、跌落式熔斷器的檢修應結合所保護的設備同步進行，金屬氧化物避雷器檢修宜采用輪換方式開展。

（3）同步原則。配電網同一停電范圍中某個設備需要進行停電檢修時，其他相應的設備宜同時安排停電檢修；因故提前檢修，需相應配電網設備陪停時，如檢修時間提前不超過2年的，宜同時安排檢修。

（4）停電檢修周期的調整。正常狀態設備的C類檢修原則上特別重要設備6年1次、重要設備10年1次。在設備狀態良好的情況下可推遲1個年度檢修。注意狀態設備的C類檢修宜按基準周期適當提前安排，異常狀態的設備停電檢修應按具體情況及時安排，嚴重狀態的設備停電檢修應按具體情況限時安排，必要時立即安排。

4.2 檢修分類

配電網檢修分為A，B，C，D，E 5類：

（1）A類檢修指整體性檢修，對配電網設備進行較全面、整體性的解體修理和更換。

（2）B類檢修指局部性檢修，對配電網設備部分功能部件進行局部分解、檢查、修理和更換。

（3）C類檢修指一般性檢修，是對設備在停電狀態下進行的例行試驗、一般性消缺、檢查、維護和清掃。

（4）D類檢修指維護性檢修和巡檢，是對設備在不停電狀態下進行的帶電測試和設備外觀檢查、維護、保養。

（5）E類檢修指設備帶電情況下采用絕緣手套作業法、絕緣桿作業法及綜合不停電作業法進行的檢修、消缺、維護。

4.3 帶電檢修策略

帶電檢修策略按設備的正常、注意、異常或嚴重狀態分別制定：

（1）正常狀態設備：按巡檢和帶電檢測的要求進行。

（2）注意狀態設備：加強巡檢和帶電檢測，并適當縮短巡檢周期，及時做好跟蹤分析工作。

（3）異常、嚴重狀態設備：制定相應的巡檢和帶電檢測計劃，做好應急處理預案。

4.4 停電檢修策略

停電檢修策略按設備的正常、注意、異常或嚴重狀態分別制定：

（1）正常狀態設備：停電檢修按C類檢修項目執行，試驗按例行試驗項目執行。

（2）注意狀態設備：停電檢修按狀態量變化對應情況安排，試驗按例行試驗項目執行，必要時增做部分診斷性試驗項目。

（3）異常、嚴重狀態設備：停電檢修按狀態量變化對應情況安排，試驗項目除按例行試驗項目執行外，還應根據異常的程度增做診斷性試驗項目，必要時進行設備更換。

5 支撐性技術標準研究

配電網狀態檢修支撐性技術標準是執行《配網設備狀態評價導則》等主要技術標準內容的細化規范，是技術體系不可缺少的重要部分。支撐性技術標準主要包括設備狀態檢測、技術監督、現場標準化作業等內容。

設備狀態檢測尤其是帶電檢測是配電網設備狀態檢修的核心環節。由于配電網設備狀態檢測技術還不完善，急需加大帶電檢測技術的研究。近幾年，金華電業局大力加強配電網狀態檢測技術研究，集成應用紅外線測溫、帶電局部放電測試等10余種測試方法，初步建立了如圖3所示的“1+1+1”配電網設備狀態檢測體系，做到了配電網設備帶電檢測手段全覆蓋。紅外線測溫、帶電局部放電測試工作已形成技術標準，柱上開關帶電局部放電測試已向國家專利局申請了專利。

圖3 “1+1+1”配電網設備狀態檢測體系

技術監督工作是開展配電網狀態檢修的重要技術保障。金華電業局自2008年起開展配電網技術監督管理工作，制定了相應的管理辦法，明確了配電網技術監督的范圍、方式和主要內容，建立了配電網技術監督體系。技術監督體系主要包括電氣設備性能監督、電能質量監督、環保監督、保護和控制系統監督、節能技術監督、電測技術監督等6方面內容。

現場標準化作業是狀態檢修實施的有效保障。金華電業局自2004年開始持續研究推進配電網現場標準化作業工作，制定了《現場標準化作業工作管理辦法（試行）》、《10 kV配網現場標準化作業卡編制和管理辦法》等標準，梳理和明確了現場標準化作業全過程管理流程。編制10 kV配電網現場標準化作業卡范本52項，涵蓋了線路設備巡視和主要檢修作業。

6 結語

通過配電網狀態檢修技術體系的研究，提出了科學的配電網設備狀態評價方法，優化了設備試驗內容，形成了完善的設備檢修策略，同時豐富了配電網狀態檢修支撐性技術內容，創新構建了配電網狀態檢修技術體系，實現了配電網檢修模式的變革。配電網狀態檢修技術體系的建立將有效推進配電網的精益化管理，實現提高用戶供電安全性和用戶供電可靠性的有機結合。但配電網狀態檢修技術體系是一項龐大復雜的技術工程，需要在今后的實踐應用中不斷發展和完善。

[1]楊獻智，章堅.10 kV配網開關柜局部放電帶電檢測應用[J].電力科學與工程，2011，27（6）：71-75.

[2]國家電力監管委員會.關于加強重要電力用戶供電電源及自備應急電源配置監督管理的意見（電監安全[2008]43號）[G].2008.