配電網檢修優化策略研究

肖凱成　喻楊

摘 要：當前，配電網建設與管理是電力行業發展的重要內容，從配電網建設與維護的發展趨勢看，其逐漸朝著大容量、高性能方向發展，配電網結構更為復雜，檢修難度加大，因此在配電網管理和維護中著手在線檢修技術的推廣與應用。在線狀態檢修技術以配電網設備和結構為監測中心，感知、判斷實時狀態與故障，支持配電設備參數異常的檢測與分析，有力地推動了電力事業的發展。

關鍵詞：配電網;檢修;優化策略

中圖分類號：TU711 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）04--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.058

隨著國家經濟水平的不斷提高，人們對于電力系統發展提出的要求也逐漸嚴格，這對于我國電力行業發展既是機遇也是挑戰。一方面，相關企業的發展規模在不斷擴大;另一方面，電力的供電可靠性也要不斷加強。在完整的電力系統中，配電設備是十分重要的組成部分，配電設備更是重中之重，已成為現代社會中電力企業輸送電力的主要途徑。但是，結合行業發展現狀分析，10 kV配電設備在運行中還存在很多問題。

1 影響配電設備運行的因素

1.1 外力因素

配電設備結構比較復雜，大多是露天設置，往往要跨越線路設施或建筑物、天然植物等。此外，配電設備長期暴露在自然環境中，在很大程度上加速了線路老化，導致其內部絕緣容量逐漸下降，對運行造成隱患。隨著社會的不斷發展，城市化建設的任務逐漸普及。越來越多的城市開始提倡拆除舊建筑。在此期間，也將在很大程度上導致原有線路和斷層的破壞。

1.2 自然因素

配電線路分布廣泛，從城市到郊區，再到農村地區。此外，許多配電設備也將放置在相對開放的地方。惡劣天氣到來時將直接影響配電設備，使其絕緣容量逐漸降低，并在長期的風雨中埋下巨大的潛在泄漏隱患。如果不加以有效控制，真正發生泄漏事故，不僅會影響線路的運行，還會造成巨大的社會和經濟影響。

2 配電網檢修策略要點

2.1 分類

近年來，在電網企業不斷發展的背景下，企業關注層次更加多元化，既要關注初始投資成本，又要結合全生命周期構建各種成本控制體系，以成本和效益為基本目標，保持運營管理的有效性。目前，配電網狀態檢修主要分為以下兩類：第一，停電檢修，分為A類、B類和C類;第二，無停電維護，分為D級和E級。

2.2 維護策略

在配電網的維護中，不僅要注重維護水平，還要充分權衡具體的維護時間，評估其對維護成本的影響，確保差異化維護策略應用和處理的基本水平，避免設備運行不可靠的問題，并通過相應的分析方法和優化處理策略，保持其綜合效益。

此外，維修方法的選擇和處理應結合整數離散優化分析方法完成。0代表選擇率維護，1代表維護，2代表更換。在整合優化空間的同時，為服務器內相同分布的設備壽命分布處理效果的優化提供保障，并通過推導分析維修時間間隔，評估模型的可靠性趨勢。

3 故障原因分析

3.1 短路故障

短路的一般原因分為兩個方面：一是故障發生在短時間內，通常是在開關閉合時;其次，它導致了永久性的失敗?？偟谋憩F是它未能成功切換。

10 kV線路的電路保護一般分為兩段或三段，即電流通過瞬間迅速分離，或在一定時間內斷開，或電流通過保護等。這些情況之間的區別主要取決于電路的保護。如果電流是通過快速斷開電流產生的，則可以判斷故障的位置通常是由兩條或三條線路的短路引起的，故障的位置通常是在干線或變電站附近。瞬時斷開引起的保護措施瞬時電流較大，一般可達到最大限值[1]。

因此，一旦出現此類問題，對線路的影響極其嚴重，尤其是對線路上的電子元件或設備。常見的故障原因是雷擊。如果故障是由電流通過引起的保護措施引起的，在大多數情況下，某些非金屬位置存在短路。如果線路始終接地，則應使用斷路器及時測試線路的每一端，以最終找到線路的故障位置。如果是短期接地故障，線路上的每個位置都可能有問題[2]。

通?？梢钥吹降膯栴}是：線路上的金屬短路、導線跳線斷開引起的電弧、光隔離引起的線路斷開，以及一些自然災害引起的線路問題。

3.2 接地故障

遇到暴雨、雷雨、大風等嚴重自然災害時，往往會出現短路、接地等問題，如大風導致樹倒、斷桿等。

當春天來臨，第一場雨落下時，問題往往會在這段時間發生。在一些粉塵污染嚴重的線路上，絕緣物質和雜質過多，造成損壞。

3.3 故障原因

線路上金屬引起的問題包括：遇到暴雨、雷雨、大風等嚴重自然災害時，經常會出現短路、接地等問題，如大風導致樹木倒下、電線桿斷開等;線路問題、斷線、短路和強風引起的接地問題導致的故障。

導線跳線斷開引起的電弧最終導致短路問題：線路因使用時間長而出現損壞;由于線路上的金屬部分接觸不良引發短路火災，最終導致線路斷開。

跌落式熔斷器和隔離開關產生的電弧引起的短路問題包括：跌落式熔斷器故障會導致保險絲管或電弧損壞，導致線路短路;對于長期使用的保險絲和開關造成的損壞電弧，最終將顯示短路問題[3]。

小動物引起的短路故障包括：從熔斷器到變壓器的高壓線一般為裸導線，變壓器的接線和防雷裝置不加絕緣裝置;高壓配電室鼠害防治不到位，母線保護措施不夠;高壓線分線盒存在一定漏洞;電箱進出口無孔洞處理。

線路在短時間內的接地問題包括：導線與漂浮物和樹木碰撞，導致單次接地;絕緣子表面會產生污染物。在雨天潮濕的環境中，此時會發生閃絡，雨天過后這些問題就會消失。

線路上的永久性問題包括：外部物質造成的損壞;線路上的開關和隔離器因長期使用導致老化;線路防雷引起的爆炸一般多發生在雷暴季節;雷雨季節也會造成線路導線故障;由于復雜的沖擊導致電路的絕緣位置出現故障，此類問題通常發生在沿海地區。

4 配電網檢修策略的實施

4.1 掌握配電網系統建設初始狀態

在引入在線狀態檢修技術前，應先探明配電網系統建設的最初狀態，通過檢修前后的對比，才能更好地發現問題，以初始狀態參數的獲取與分析指導配電網系統的完整建構。

在配電網規劃設計、招標訂貨及施工建設等初始項目中，要求運維人員認真分析配電網初始運行情況，加強審核把關，掌握配電網的結構功能特性，明確其運行維護的技術要點。前期工作的準備到位，可使配電網在線狀態檢修技術的開展有扎實的基礎[4]。

4.2 建立優化模型

如果是分析配電網設備故障率，要利用等劣化率作為重要的參考依據，要保證各個檢修時間盡量在間隔區間完成工序。在檢修計劃被安排后，兩次檢修之間的時間間隔要避免重復，匹配微積分思維調整相應的模型。在建立函數圖形時，要結合無窮小量的計算，然后消除，建立一個統計分析的計算單元。

結合實際檢修過程和要求，完善檢修行為。確定檢修等級后，要保證檢修行為間隔的倍數作為實際的檢修周期間隔內容，保證離散性較小，將檢修間隔的長度控制在允許參數要求連續變化范圍內，為檢修間隔不相等問題的解決提供保障。

配電網檢修中，制定有效的檢修計劃非常關鍵。匹配最小檢修間隔時間，然后結合其具體參數在規劃年限內完成檢修工作，確保能符合設備狀態檢修的基本需求。例如，如果是將不檢修的行為設置為最低等級檢修行為，則在C級以下的檢修內容也要結合分析方法進行行為周期的校對，根據設備運行狀態分析運行參數，綜合考量檢修周期內各個檢修行為的故障率變化，保證綜合管控效果[5]。

4.3 做好狀態檢修工作

工作人員要根據10 kV配電設備的實際運行狀態以及產生的運行問題、維護問題或檢修問題，制定相應的檢修方案，保證方案科學合理，具有較高的可行性。同時，工作人員要根據工作經驗及案例，為10 kV配電設備制定緊急維護預案。在檢修工作中可能會遇到的一些問題和障礙，要做好全面的準備工作，盡量將風險或問題控制在有限范圍內。

在現代社會，越來越多的新型技術、新型設備開始出現在配電設備的運行維護等工作中。例如傳感器就是比較有代表性的一種設備。在10 kV配電設備狀態檢修工作中，工作人員可通過傳感器實時檢測線路及相應設備的運行情況，如果發現其存在問題，傳感器可自動將數據及其他參數傳輸到工作人員客戶端，由工作人員及時處理，將問題扼殺在搖籃中。如果10 kV配電設備處于一些經濟比較發達的城市，工作人員可將狀態檢修轉化為帶電檢修，提高檢修效率。

4.4 使用有效的在線檢測技術

在不同檢修場景應使用不同的檢修技術，檢修人員應根據實際情況，靈活選擇在線檢修技術，必要時可以靈活組合使用多種在線檢測技術。例如，利用紅外線熱像儀探測物體表面輻射情況時，相關人員需基于輻射接收情況繪制輻射能量密度分布圖，觀察密度分布情況，了解物體的紅外熱具體分布趨勢，推測特定位置的溫度，輔助故障識別，探明缺油風險、受潮風險等，以故障的精準判斷指導檢修作業。

使用微氣象在線監測，可以準確獲知配電網系統局部區域設備運行情況，獲得設備運行中對應的風速、溫度、濕度等參數，方便檢修維護人員制定可靠的防護舉措應對惡劣天氣，減少配電網事故發生。使用桿塔傾斜在線監測，可以及時監測塌陷區桿塔的傾斜情況，定期分析其傾斜度，判斷其傾斜等級，及時發出安全警告，并通過在線監測系統將結果反饋給檢修人員，幫助檢修人員制定完善的修復加固方案，真正做到配電網運行管理中的防患于未然[6]。

使用在線檢測技術時應明確技術應用限制，合理規避使用風險。如非接觸紅外線診斷有一定的使用局限，基于環境對技術運用的波動影響，使用該檢測技術時應關注不同設備散熱、傳熱條件下測得的發熱點相對環境溫度溫升的誤差，避免誤導熱缺陷的判斷。

檢測人員應充分認識到該檢測技術還局限于設備表面溫度的獲取，設備內部的過熱點分析還較為困難，利用紅外診斷技術分析紅外圖譜定性時，要綜合考慮這些特殊情況并合理規避不良影響。在線檢測技術的創新研發與深入應用，可為配電網配電設備檢修提供技術支持，輸出真實的數據信息，作為運維管理的依據[7]。

4.5 整合日常運維工序

除了從技術層面提高狀態檢修技術方案的合理性和規范性，還要匹配相應的運維管理流程。

科學規劃配網建設的具體內容，實現運行環境的優化發展，調整網絡結構模式明確其負載率參數、線路配變重載內容等，提高可靠性。

維持運維管控效率，制定年度狀態運維檢修規劃，保證作業指導意見切實可行，維持運行狀態檢修維護工作的綜合水平，提高設備的綜合應用效率。

科學管理配網的對應內容，不僅要對信息資料進行科學分類，而且要充分重視資源的合理性利用，堅持運行管理的標準性。同時，要全面提高人員的基本素質，借助崗位激勵機制，確保檢修維護人員充分應用狀態檢修機制，保證檢修工序和效果最優化。

4.6 合理搭配檢修方式

檢修10 kV配電設備時，要更新技術檢測方式，例如，重組原有的維修模式。一方面，將信息傳輸技術與數據監控技術相結合，保證變電站二次設備運行數據的有效采集。另一方面，將相關數據傳輸到配電網管理中心，合理配備設備維護方案，確保變電站二次設備的維護能在最短時間內完成，減少因停電造成的不利影響。

同時，要加強維修人員技術水平的培養。變電站二次設備維護工作必將朝著信息化、智能化方向發展。在這一過程中，各種先進技術需要不斷融合。

為保證狀態檢修結果的準確性，各種檢修設備需要配套使用。技術人員對新設備的掌握程度直接影響到維修工作的質量，因此電力企業應以培養二次設備維修復合型人才為目標，為配電維修方案的順利實施提供人才保障。

5 結語

在線狀態檢修技術有諸多應用優勢，其推廣與應用是必然趨勢，在配電網的設備管理、電力運維管控中引入在線狀態檢測技術勢在必行。

在線狀態檢修技術作為一種相對先進的綜合性檢修技術，對應著檢修維護的新模式。做好技術推廣，將促進設備檢修維護的高質與高效，推動供配電企業實現集約化、規范化、自動化發展，更好地提高配電網運行水平。

通過系統研究配電網在線狀態檢修技術的應用優勢、技術要點和操作流程，推動在線狀態檢修技術的推廣與應用，使其在配電網運維管理中真正發揮價值。

參考文獻

[1] 蘇濤，梁凱，李強，等.高壓開關設備運行狀態在線監測裝置的設計與實現[J].微處理機，2021（3）：53-56.

[2] 崔查秀.分布式光伏接入配電網繼電保護的解決方案[J].光源與照明，2021（2）：130-131.

[3] 李愛平，江霖.基于物聯網的低壓臺區多功能監測裝置設計及應用[J].電工技術，2021（12）：72-74.

[4] 李巖，滕云，冷歐陽，等.數據驅動的輸電線路在線監測裝置可靠性評估[J].中國電機工程學報，2018（15）：4410-4419.

[5] 劉燕.智能電網下充電站優化運營模型及決策支持系統研究[D].北京：華北電力大學，2021.

[6] 孔凡春.基于多源檢測信息的配電網開關柜狀態評估方法研究[D].濟南：山東大學，2021.

[7] 孫仕舒.智能配電網技術在配電網規劃中的具體應用[J].工程技術研究，2019（24）：90-91.