喻伯樂
(國網湖南輸電檢修公司,湖南 衡陽 421002)
電網系統中,輸電線路是其必不可少的組成部分,而輸電線路運行的安全性、穩定性以及可靠性,直接影響整個電網系統的運行效果。作為最高等級的輸電技術,特高壓輸電技術難度大、線路跨度長、運維要求高,且大部分位于深山老林和無人區,給輸電線路維護和管理帶來了很大難度。實際工作中,一旦發生故障,它的影響范圍相當廣,且對其維護管理不能保證及時性和有效性。因此,亟需對特高壓輸電線路運維管理進行詳細探究。
隨著經濟發展對用電需求的不斷增長,我國的電網系統已經逐步建成國家級的特高壓輸電網絡。不僅考慮了經濟欠發達的地區用電,還合理估計超級大城市和公益性大型機構的用電量。充分利用西藏、四川等地區的水利資源,以及新疆、甘肅等地區的風能、太陽能等,在國家“西電東送”的政策扶持下,大力開發和使用清潔能源,也能促進欠發達地區的經濟發展。
目前,我國已經建成的特高壓輸電線路主要是750 kV和800 kV輸電線路,已經逐步實現了全國主要人口居住區的電網建設。從以前單一的煤炭火力發電,已經開始轉變為多種方式共同供電的模式。技術成熟的大型供電方式主要有火力發電、水利發電、風力發電和光伏發電等。隨著社會對電力需求的持續增長,電力已經成為人們日常生活中不可缺失的基礎資源。在建設特高壓輸電線路時,不僅要以高質量的標準完成建設,更要以系統與網絡的整體安全性為第一要素[1]。
近年來,特高壓輸電線路已經有了非常大的發展,但在實際運行過程中發生了一些影響線路正常運行的故障。深入分析影響特高壓輸電線路正常運行的因素,歸納為如下幾點。
由于特高壓輸電線路主要分布在野外,如崇山峻嶺、無人區等,因此外界自然因素會給其造成很大影響,如雷擊、污染、風偏和覆冰等。
由于特高壓輸電線路的傳輸電壓較高,鐵塔高度也高,因此其容易受到雷擊的影響。它遭受雷擊的概率遠遠高于普通低壓電力線路。
隨著我國工業的不斷發展,最近我國的空氣質量迅速下降。部分地區風的強度較大,會對高壓傳輸線路帶來強烈的拉扯現象。如果舞動強烈,就會引發閃絡、跳閘、絕緣子損壞和桿塔螺栓松動等問題,進而引發嚴重的電力事故。本質而言,舞動問題指的是非線性動力學問題,復雜性較高,因此運維管理難度較大。近年來,我國電網工程建設數量和規模不斷擴大,輸電線路舞動發生率逐漸提升,舞動已經成為威脅輸電線路安全運行的主要因素[2]。
在一些天氣寒冷的地區,如我國的北方地區,進入冬季后經常會出現暴雪冰凍天氣,會在導線和鐵塔的表面覆冰,極易造成線路短路、絕緣子閃絡。
當前我國經濟發展較快,特高壓傳輸線路周圍的施工情況越來越多。如果施工不得當,如對土地的挖掘方案不合理、爆炸施工的安全措施不得當,很容易對特高壓傳輸線路帶來嚴重影響,甚至導致桿塔的傾倒。
有些不法分子為了貪圖利益,會偷竊一些高壓傳輸設備,也會給特高壓傳輸線路的正常工作帶來嚴重影響,并給這些偷盜人員的生命安全帶來威脅。
特高壓傳輸線路經常橫跨在多個電區主網之間,給其管理帶來了很大難度。總部與各地區間、各地區與各地區間的協調溝通工作相當繁瑣,給跨區電網的管理帶來了極大挑戰。
線路經常架設在野外,這給其維護管理帶來了很大難度,并對相關維護人員的要求很高。如果人員的專業素質不過關,將很難發現隱患故障,也就難以對其進行有效排除,或者故障排除效果達不到理想的目標。
當前,運維單位對特高壓供電線路的維護技術還有很大的提升空間,沒有充分利用當今現代化的運修技術,導致對線路的運維比較落后,尤其是在線路的監視技術上,具有較大滯后性。
在一線施工和搶修的工作人員,應具有豐富的操作經驗和處理問題的預備方案。運維人員24小時輪換值班,在出現險情或者區域斷電時第一時間出動,快速解決斷電故障,為線路的正常運行提供高效的后勤保障。
在國家電網的快速發展下,特高壓輸電系統的工作人員呈現年輕化。年輕化的技術團隊對一些新興技術和對環境保護理念的認識都有獨特的見解。這些優秀的人才源自于國家對電力人員的培養,通過在校期間的實踐理論相結合,使他們進入工作崗位后可以快速開展工作,不需要對簡單問題進行重復學習,給國家電網的工作系統注入了新鮮血液,成立了一支高科技、高要求、年輕化的技術創新團隊,為國家和人民建設了更環保、更安全的輸電網絡。
3.3.1 電氣監測
在特高壓輸電線路中,應用在線監測技術主要是以診斷技術、狀態監測等技術為基礎,從而為運維工作人員提供準確的數據參考,提高故障診斷工作的效率與質量。以在線監測為依托,能夠對輸電線路的整個運行狀態進行分析,從而第一時間發現線路的故障。在線監測技術的系統由傳感器、采集終端、通信網絡和監測主站等部件構成。實際上,應用在線監測技術需要借助衛星通信技術將系統軟件采集的信息進行分類、歸納,然后憑借實驗分析、模型等方式診斷輸電線路的實際情況。監測過程中,一旦發現異常問題或者安全隱患,監測系統會發出告警信息,進而避免當前的故障演化為更嚴重的安全問題,從而在根本上保證了輸電線路能夠穩定運行,在提高運維工作智能化的同時,為電力企業的穩定發展提供了技術保障[3]。
3.3.2 故障診斷
電力設備的運行狀態可以借助傳感技術進行診斷。多傳感技術可以實現物體全方位、多角度的檢測,且可以通過不同角度對故障表現特征實現數據信息的收集。在分析故障狀態信息量的過程中,選擇反應速度最快的數據,使獲得的特征量具有代表性,同時將各種數據進行綜合分析,提高其檢測準確性。實際應用中,環境對故障的表現形式有直接關聯,需要應用信息融合技術,即按照一定的標準和規則對已收集數據進行排序和全方位測評。融合不同狀態特征量,能相應提高故障診斷結果的精確度[4]。
3.3.3 科技創新工作,完善狀態檢測手段
特高壓輸電線路檢測手段的創新,指的是要及時掌握設備的健康情況。引進先進的技術手段對線路的絕緣油含氣量進行檢測,對線路的運行狀態進行科學的評價。可以采用故障樹分析手段監測設備的健康狀況,完善檢測技術和方法,評估設備運行的風險,采取有效的措施完善設備的風險能力,進一步提升設備的抗擊打能力。
3.4.1 加強智能化管理平臺的建設
當前,對于特高壓輸電線路運行管理工作的開展,要實現智能化目標,需結合實際需要建立智能化的管理平臺。由于輸電線路的運行檢修工作可以保障其運行安全,這就要求建立特高壓輸電線路運行智能化的管理平臺。通過應用這一管理平臺,能科學運用GPS、GIS等先進技術,促進輸電線路的運行巡查工作開展,有助于數據的精確化保障。例如,應用GPS技術,能保障輸電線路的故障定位,有效提高輸電線路的運行效率和線路檢修工作的整體質量[5]。
3.4.2 完善信息資料庫
加強特高壓輸電線路運行管理工作的開展,要充分注重相應的信息資料庫的完善建設,這是實現輸電線路運行管理專業化發展的重要舉措和需求。建立完善的設備信息資料庫,試點推行設備“體檢信息卡”,把對輸電線路的故障檢測、故障分析和故障信息收集融為一體,記錄輸電設備的運行原始參考數據,大大保障輸電線路的安全穩定運行,有利于設備的數據檢測。
綜上所述,隨著社會的發展,傳統輸電線路的維護方式已經不能滿足相關工作的需求,因此需要積極引進先進技術,加強狀態檢修,應用信息化管理平臺,對輸電線路進行遠程監控,提高故障定位、診斷的精準性,從而大幅提高輸電線路運行維護的效率。
[1] 李旭炯.特高壓輸電線路運維管理的研究[J].甘肅科技,2013,29(20):116-118.
[2] 孫菊海,溫靈長,譚 蓉.輸電線路導線舞動及防舞措施[J].電網與清潔能源,2013,29(12):98-100.
[3] 陸 俊,朱炎平,徐志強,等.面向輸電線路監測的無線傳感網絡可靠路由方法研究[J].電網技術,2017,41(2):644-650.
[4] 栗 鳴,徐擁軍.光纖光柵傳感技術用于架空輸電線路狀態監測[J].電力系統通信,2012,33(11):59-64.
[5] 劉洪正,喬耀華,李 濤,等.智能電網輸電線路運行監控平臺系統設計[J].電力建設,2012,33(4):11-15.