基于濟南區域配電網的綜合檢修策略實施成效分析

國網濟南供電公司 劉偉 趙傳輝 竇立棟 馬強

基于濟南區域配電網的綜合檢修策略實施成效分析

國網濟南供電公司 劉偉 趙傳輝 竇立棟 馬強

濟南公司基于電力PMS系統的配電網狀態檢修輔助決策系統，可以完成基礎數據狀態量的收集，完成設備狀態自動評價，同步形成檢修策略并付諸實施；在事故率分析、檢修頻次、重過載線路及臺區、外力破壞、清障等各方面進行實施成效分析，促進檢修模式轉變與優化，全面提高配網安全效益及社會效益。

輔助決策系統 狀態檢修 檢修策略 事故分析 不停電作業

0 引言

狀態檢修的思想并不陌生，它并不像我們想象的那么神秘。廣泛存在于我們的生活、工作中，例如天氣、軍事等領域。我們對缺陷的處理也是一種狀態檢修的思想。關于設備檢修理論的早期發展，從故障后檢修逐步發展到計劃檢修階段[1]。故障后檢修簡單來說就是設備無法正常運行后才進行維修，其實是故障搶修的一個發展節點和過渡，它只能作為輔助檢修方式保留[2]。隨后預防性檢修逐步發展，一種對設備預知性的判斷而開展的定期檢修方式。隨后，狀態檢修技術也越來越被重視，它的發展應用范圍也逐步在各領域擴大[3]。

追溯國內在狀態檢修方面的發展歷史。1987年，國家提出設備狀態監測的做法，之后國家可靠性管理中心有組織學習國外先進經驗[4]。狀態檢修技術在國內多年的試點和實踐，在輸變電側實施效果顯著，同時，對繼電保護也提出了狀態校驗。這也給我們配電網帶來了福音，一種優秀的檢修手段，加上標準的管理方式，為配電網的優化提高指引方向。

配電網建設一直是行業及國家電網系統內的一個弱項或忽略點。在電網運維初級階段，我們投入大量的資金、人力、技術在輸電網及變電站等高壓端，保障了主網的可靠運行。近年來終端配電網及供電側對供電可靠性的要求越來越高，居民用電意識以及國家電網95598系統服務的標準不斷提高，配電網的可靠性就顯得尤為重要。對線路運行故障的發生情況，線路的運行環境，重過載情況等棘手的問題，需要我們盡快采取措施或手段降低故障，優化電網運行環境和可靠性，提高服務意意識識。。

圖1 配電狀態檢修輔助決策系統框架圖

目前，濟南供電公司已實施狀態檢修技術，而形成的檢修策略究竟具備怎樣的可行性，檢修策略是否全面和具體；通過具體實施后，有哪些方面的改進和成效；文中進行了多方面數據分析，總結成果經驗和改進方向，進一步優化檢修管理方式，提高配網可靠性。

1 濟南區域配電網現狀

1.1 檢修現狀

圖2 系統生成檢修策略

濟南供電公司是國家電網公司大一類供電企業，運維和檢修高度標準、規范。公司有嚴格的計劃檢修管控平臺及完善的調度生產指揮中心，同時有服務于95598熱線模式的標準化配電搶修中心。檢修計劃全面、完善，全過程管控，包括方案制定、計劃上報、停電平平衡衡會會、、計計劃劃下下發發、、現現場場標準化實施、驗收投運等。同時有著一套完善的計劃實施流程，停電內容面面俱到，包括城網、大修項目以及低壓臺區改造、缺陷消缺、樹障清理。對配網進行全覆蓋“治療”。一般缺陷處理安排全年或某月度檢修計劃；重大缺陷處理直接上報下月、當月檢修計劃或帶電作業計劃；緊急缺陷處理也可安排1-2天內的臨時性檢修計劃[5]。帶電檢修技術已可成熟運用，按輕重緩急，優先安排帶電消缺、維護和檢修。監測手段在多類設備上展開應用，新技術新平臺不斷研發。

在日常計劃檢修工作中，需要我們管理人員、運維人員不斷地重復收集運維檢修數據信息。存在數據信息量大，工作時效性差的問題。所以我們需要運用一種可持續的動態的檢修方式，再次優化我們的運維檢修模式，推進配網可靠性再上一個新臺階。

1.2 輔助決策系統運用

開展狀態檢修工作可能會遇到重重問題，而面臨的第一個難題就是海量的基礎信息收集。濟南配電網基數大，設備種類多，檢修、試驗人員緊缺，人員與設備的矛盾日益突出。僅通過人力收集處理信息，容易造成數據收集的滯后性，不利于工作的開展。同時設備狀態評價工作具有數據量大、分析判據豐富、計算公式疊加、涉及專業面廣的特點。我們開發一套狀態檢修輔助決策系統，來保障數據處理的準確性、狀態評價的及時性及決策建議的全面性[6]。

此套系統基于PMS電力生產系統，基礎數據翔實，狀態檢修評價框架模塊如圖1所示。

1.3 狀態評價實施及檢修策略

我們在輔助決策系統工作流平臺完成評價后，平臺會自動生成檢修策略和計劃。對配電網整體設備現狀形成年度檢修計劃和三年滾動計劃。如圖2所示。

我們形成的狀態檢修策略內容要點：

（1）故障率較高線路檢修：對近3年的線路跳閘情況匯總，特別是對因防護不到位、巡查不及時、防雷有漏洞、清障不徹底、裸露點未防護、線路連接點發熱等原因引起過跳閘的線路在綜合檢修策略中歸集。

（2）重過載線路及臺區運檢：結合運行情況，對負載率60%以上線路及臺區列入改造計劃，降低線路及配變重過載率。有序推進負載率較高的配電臺區分區改造，消除80%以上負載率的臺區，減少70%負載率臺區數量。對運行超過年限，特別是重過載線路及臺區的高低壓刀閘結合停電進行更換。老舊配電室內的空氣開關、負荷開關等進行定期維護和更換。

（3）一清三防工作：

清障：對樹障進行統計，制定清障計劃并按期消除，對架空線路絕緣裸露點進行絕緣化處理，降低樹障引發故障概率。

防雷：重點對美里湖、吳家堡變等電桿安排防雷改造，提升防雷水平；條件允許的地區和線路試用架空防雷線。

防鳥害：結合防雷改造工作，對黨家莊、朱莊變、梓東變等出線電桿加裝更換驅鳥裝置，對架空線路絕緣裸露點進行絕緣包封，降低鳥害發生率。

防外破：對西外環南延等重點市政工地設置防外破護墩等，與施工單位簽訂安全協議，對處于路邊易撞區域電桿等設施加裝警示標志、護墩等。加強市政施工現場的安全盯防，重點區域、重點路段安排專人不間斷巡視，杜絕因施工引起的故障發生。

表1 2013-2015年10 kV故障原因分析表

圖3 智能配電網運行監控平臺

（4）配電網設備輪修或定換：按照狀態檢修導則標準，對運行超過年限設備進行統計，如避雷器、故障尋址器等；對對地距離不足、運行環境較差及預應力電桿進行排查統計；對老舊、損壞、機構卡澀的設備進行梳理編排。按類開展檢修。

（5）配電網缺陷及隱患消除：結合運行巡視工作中發現的缺陷、隱患[7]，對需要停電處理的線路進行隱患消除。尤其注意存在疑似家族缺陷的做備剖析和報備[8]，嚴格執行綜合檢修的相關規定，確保停電線路無缺陷送電。

（6）市政工程綜合改造工作：根據工程進度結合停電開展。加強市政道路改造的協調與溝通，配合市政道路設計，提前溝通預留架空線路通道或電纜管溝，為今后的網架結構[8]調整做好充分的準備。

2 檢修策略實施

2.1 實施前典型數據分析

（1）2013-2015年故障數據概況

配電網2013年共發生故障148次，2014年共發生故障130次，2015年共發生故障107次。

（2）故障原因分類

將2013-2015年故障按照原因分類如表1所示。

其中外力破壞包括吊車碰線、野蠻施工、汽車撞桿、樹障、鳥巢[9]等落異物；天氣原因包括雷雨大風大雪等；設備故障為管轄的線路設備因設備質量或老化等原因發生的故障。

（3）安全事故數據分析

首先，隨著配電網架結構優化及設備更換和維修換新，故障數量逐漸下降，配網可靠性逐年提高。

其次，隨著配網老舊設備的更新換代，配網抗大風、雷雨等惡劣天氣的能力逐年提高。說明樹障、亂搭掛、絕緣水平進一步提高。針對放外力破壞的盯防和警示得到加強，結合市政改造電纜化電纜增多。

最后，配電網智能化改善了配網結構，對事故排查和定位提速明顯。但是智能化設備的可靠性和質量有待進一步提升，不要變成配電網中新的隱患點。

終上所述，計劃檢修工作明確，但預防性較差，被動檢修和配合檢修較多，未充分考慮設備的全壽命周期管理特色。

2.2 實施后典型數據分析

線路重復故障情況：

2016年配電運檢室共發生線路重復故障78次，涉及線路32條，主要集中在市中黨家、天橋河北、槐蔭郊區等地區。其中天氣原因32次，外力原因27次，設備原因19次。

天氣原因：天氣原因共32次。主要是由于迎峰度夏期間惡劣天氣雷擊造成。原因一是防雷改造不徹底，未能達到預期的防雷效果，二是故障線路均為黨家、河北地區城郊線路，地理環境空曠，屬于雷擊易發地帶，三是線路通道清障不徹底導致雷雨大風天氣下發生樹障故障。

外力原因：外力原因27次。原因一是目前樹障問題仍是導致線路故障的主要原因，雷雨天氣下樹障問題依舊突出；二是黨家、河北地區存在民事協調問題，線路通道清障工作進度緩慢；三是風刮落異物造成；四是市政施工車輛刮蹭線路造成。

設備原因：設備原因19次。其中電源互感器1次、避雷器2次、箱變2次、導線線夾老化6次、智能開關6次、絕緣子1次、隔離開關1次。設備故障主要原因為設備本身質量問題，另外部分線路存在引流線、設備連接處導線、線夾老化問題。

綜上所述，實施綜合檢修策略后，典型數據中的配電網故障明顯降低，抗外力破壞能力進一步提高。因為設備引起的故障明顯下降，效果顯著。

3 檢修策略實施成效

3.1 實施成效

（1）初步實現配電網檢修管理精益化

通過實施綜合檢修策略，進一步提高了設備基礎臺帳翔實性，通過紅外成像測溫、智能配電網運行監控系統等新技術的應用，全面量化掌握設備運行狀態，對配網設備的運行工況和配電變壓器的負載能力進行準確的掌控和準確評估，充分發揮配電設備的質量潛能，合理調配設備的檢修周期，延長設備使用壽命，提高了配電設備的健康水平。從而做到科學確定檢修策略，徹底淘汰原有簡單粗放的管理檢修模式，實現了配網管理和檢修精益化。

（2）顯著提高配網一線運檢人員技能全面性和專業化

有效提高各運維班組人員對配網設備異常和故障的查找預判能力。尤其是通過數據分析，使班組運維人員熟悉和把控配電設備運行狀況趨勢變化、家族性缺陷的分布情況。實現了班組對設備從巡視、評價、檢修策略、檢修實施、檢修評估的閉環管理。有效提升了一線人員設備運行管理能力。

（3）全面提高配網運行可靠性和社會經濟效益

通過實施綜合檢修策略，實現配網全覆蓋檢修，全面引入全壽命周期管理理念，將傳統的配網設備運行管理擴展到從規劃、設計開始直到設備退役的全過程管理，并強調突出配電網設備的前期管理，從源頭確保新設備的安全、可靠運行。能夠及時發現設備存在的異常、重大異常和發展趨勢，迅速清理線路通道。降低投訴率，提高供電可靠性，減少配電網故障和電量損失，提高經濟效益。

3.2 優化提升

（1）深入分析配網故障及臨停。持續對近三年特別是上一年度配網故障及臨停情況進行綜合分析，重點對發生重復故障及臨停的線路按類型、區域等進行分類，對設備本體及通道環境等缺陷需要安排停電處理的，列入停電計劃檢修，按照輕重緩急的原則安排檢修。

（2）強化運行缺陷消缺。一次缺陷。數據主要來源于日常巡視維護情況、遙測遙信等數據。通過對缺陷記錄的匯總分析，編制一次缺陷消缺計劃。

二次設備缺陷。通過近幾年配網自動化的建設，目前二次設備的數量較多，運維檢修工作量也較大，日常運維中，部分缺陷必須通過停電消除。配網二次設備缺陷與一次工作的性質、方式區別較大。

（3）充分依據帶電檢測數據。通過紅外測溫及局放檢測工作的全面開展，部分緊急缺陷發現后，均按照能帶不停的原則及時消缺。但部分溫度異常但不影響線路安全運行缺陷，需結合停電一并消除。

（4）綜合考慮工程項目實施。對年度大修、城網、遷改等工程項目進行梳理，綜合項目進度計劃并結合線路缺陷等情況，合理制定工程實施計劃，確保一停多用。

（5）做好運行數據分析。對線路及臺區負載率等運行數據進行綜合分析，對上年度負載率超過80%的線路及負載率超過70%的臺區，結合負荷高峰期間紅外測溫情況，合理安排停電檢修及改造。充分借助已投運的智能配電網運行監控平臺，可實現配網概況顯示，實現電壓、電流和負荷運行信息在線監測與實時提取，大大提高了設備運行信息的收集效率。如圖3所示。

圖4 標準化不停電作業現場

（6）補齊對標短板。加強運行指標橫向比較，結合同業對標、班組對標指標情況，對指標較差，需安排停電改造消缺的同步列入年度計劃進行改造。

（7）廣泛開展標準化不停電作業。配電網帶電檢修方式是保障狀態檢修策略實施的有效抓手。近年以來，公司積極開展配網不停電作業，拓寬作業面和工作范圍，尤其廣泛開展電纜旁路帶電作業，豐富作業項目。把配電網帶電維護、檢修與消缺工作相結合[10]。以10 kV電纜線路不停電檢修試點為契機，根據“三集五大”體系構建需要，已批準成立獨立運營管理的配電帶電作業室，集中配電網檢修核心，同步建成標準化帶電作業車庫。現代化的帶電作業現場如圖4所示。

4 結語

轉變電網發展方式是國家電網公司“兩個轉變”戰略途徑的核心之一，而實現配網精益化管理是“轉變電網發展方式”的重要體現之一，而實施綜合檢修策略正是我們實現工作目標的最新最優方式。

以消除配網運行缺陷，降低配網故障率為目標，制定檢修策略編制依據，根據編制依據，對配電線路進行逐條綜合分析，實施運行數據全覆蓋，編制完善年度配網檢修策略。全力推廣帶電標準化檢修作業[11]，助力推進不停電示范區建設，充分縮短配網檢修停電時間，同時有效提高故障、缺陷處理時效性，豐富檢修策略實施手段。為創建一流配電網夯實鋪路。

[1]G．C．Montanari．L．Simoni．Aging phcnomenology and modeling[J]．IEEE transaction on Electric Insulation,1993．28(5)：755-776．

[2]R．Dekker．Applications of maintenance optimization models[J]．a review and analysis Joumal on reljabiiity engineering and system safety,1996．51．

[3]P．Hilber,V．Mirando,M．matos,et a1．Multiobjective optimization applied to maintenance po1icy for electrical networks[J]．IEEE transaction on power systems,2007．22(4)：1675-1682．

[4]國家電網公司．Q / GDW170—2008．油浸式變壓器（電抗器）狀態檢修導則[S]．北京：中國電力出版社,2008．

[5]G．Cliteur．Maintenance as a strategic tool for asset management[J]．IEEE tutorial on asset management—maintenance and replacement strategies,2007．

[6]陶敏，姚峰．配網狀態檢修輔助決策系統研究[J]．浙江電力,2013,04：64-65．

[7]國家電網公司．Q／GDW 519—2010．配電網運行規程[S]．北京：中國電力出版社．2010

[8]國家電網公司．Q／GDW 1738-2012．配電網規劃設計技術導則[S]．北京：中國電力出版社．2012．

[9]劉松喜．提高城市配電網抵御自然災害能力的思考[J]．福建電力與電工,2006,26．

[10]阮爍鑫．幾種電纜不停電作業項目的研究與應用[J]．電子世界,2016,6：114-115．

[11]張建民．10kV電纜線路不停電作業技術的應用[J]．華東科技（學術版）,2014,(12)：128．

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《電力設備管理》雜志社編輯部

2017.6.15