吳 燔
(國網江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司,江蘇 鹽城 224000)
電力系統的穩定運行是人們生活質量的重要保證。為有效保證電力系統的正常穩定運行,不停電作業法應運而生。不停電作業法是指在保持供電系統正常輸電的情況下,針對配網中存在的供電不穩現象進行檢修。這種作業形式意味著更大的操作難度,為保證工作人員作業安全,要合理使用絕緣措施,使經過工作人員人身的電流達到最小。在實際進行配網不停電作業操作中,工作人員需結合現實情況選擇適合的作業手段,在保證供電線路不停電的情況下修復故障問題。
配網受自然環境、地理位置、線路結構等多方面影響。為保障電力供應穩定,必須要加強對配網的檢修,應用不停電作業法,有效減少因電能供應失常帶來的經濟損失。
2.1.1 絕緣作業桿法
絕緣作業桿法指工作人員在配網檢修時,利用升降車將技術人員上升到與故障位置保持安全距離的操作高度,利用絕緣桿的絕緣性能進行相應的維修工作,以保障技術人員在絕緣環境下安全操作。這種作業方法具有很強的適應性,應用范圍較廣,但是在實際工作中對工作人員的專業性要求較高,危險指數高,加上工作量大,施工的整體效率不高[1]。
2.1.2 絕緣平臺法
絕緣平臺法是利用人字梯等設備搭建絕緣平臺,并利用平臺的絕緣性,使得工作人員可以利用絕緣桿和絕緣手套等檢修配網。此過程中可直接使用絕緣物品接觸故障線路,有助于初步分析故障原因,從而更高效地開展檢修工作,提高了檢修效率和供電可靠性。
2.1.3 絕緣斗臂車法
絕緣斗臂車法是配網不停電作業中應用最廣泛、效率最高的作業方法之一,可有效提高配網運行的穩定性與經濟性。使用絕緣斗臂車進行帶電作業,具有升空便利、機動性強、作業范圍廣以及機械化強度高等優點。目前,絕緣斗臂車的作業高度和半徑進一步擴大,最大作業半徑約在12 m,作業效率高,操作簡便[2]。
2.1.4 機器人作業法
伴隨著智能化技術的不斷發展,機器人代替人工完成危險作業成為相關行業重要的應用機制,能夠更好地保證人員安全,減少操作人員帶電作業存在的安全隱患。配網帶電機器人面對復雜和多變的現場作業環境,對設備感知穩定性、識別準確性和運動控制安全性提出了新的要求。以環境感知為例,機器人在強光正面照射下無法進行相應數據的采集會出現感知盲點,此時需人工操作校準傳感器和機械臂,才能保障后續作業的精度。
移動電源作業法是借助移動電源開展連續供電處理,檢測配網運行情況,保證電網運行的穩定性與安全性。該技術的重要特點是既可以有效建立匹配控制模型,又能夠實現不斷電作業的運行目標,還可以簡化運行難度,保證應用操作的安全性。目前,比較普遍的技術方法是設定移動電源車,主要有3 種應用模式。
(1)優選應急電源車(Emergency Power Supply,EPS),實時分析配電網故障,并針對其造成的停電問題展開分原因析,有效提升電力系統的供電穩定性,減少間接斷電造成的生活不便和經濟損失。目前,這種作業法的應用范圍較廣,且呈現出影響力持續擴大的現象,不僅能夠避免配電網故障產生的危害,還能夠滿足配網帶電作業中電纜不停電的應用要求。
(2)優選負載轉移車。負載轉移車采用箱式變電,在不停電作業中需要借助維修柱變壓器執行相關作業。這種作業法既能夠保證供電的合理性和規范性,又能夠提高供電的綜合水平,但是一般只能在維修柱結構附近開展作業,使用范圍有限[3]。
(3)優選移動電車。主要針對極端天氣、重大節日等臨時性供電工作,在一定范圍內耗電量持續激增的狀態下,通過發電車提供電力,避免出現斷電情況。一般是用戶暫時斷電處理工作結束后運用此方法,以保證供電管控工作的科學性和合理性。
移動電源作業機制具有靈活性和動態性的特征,是不停電作業的主要應用方法之一,在目前的電力系統配電檢修工作中占據重要位置,能夠及時完成供電管理,減少停電作業造成的經濟損失和安全隱患。這種方法因為具有移動性特征,對外部環境具有較高要求。
旁路不停電作業是引入旁路系統代替原系統對用戶負荷進行供電,保證用戶側的需求端維持正常的供電或者是短暫停電,然后進行配網線路的檢修工作。這種作業方式能夠有效減少計劃停電施工,提高供電可靠性,是目前國內外先進的配網帶電研究發展趨勢。旁路作業與其他常規配網帶電作業技術相比,對專業要求更加嚴格。帶電作業人員、倒閘操作人員都要有較高的水準,同時對旁路作業設備、工具、特種車類的安全性能、匹配水平及智能化水平具有較高要求。
目前,旁路不停電作業廣泛應用于配網架空線路檢修。旁路不停電作業法根據其本身的復雜程度劃分,通常被分為2 種類型:一種是通過使用絕緣引流線、消弧開關等工具,對短距離、單一設備旁路進行分流,然后執行檢修工作,包括更換高壓開關、斷接空載電纜引線等,操作流程比較簡單,作業內容相對獨立;另一種是通過柔性電纜、旁路開關、移動箱變等大型設備,對長距離內的線路與設備、環網柜等旁路進行分流,進而進行檢修,包括檢修電纜、檢修配變、檢修環網柜等,操作流程比較復雜,涉及的影響要素較多。
選取某10 kV 配網開關站改造工程作為案例,分析不停電作業技術的應用。通過實地走訪調查確認,該開關站未配置配網自動化終端機變壓器,必須到場進行配網檢修,不能遠程操作。該開關站中,2020年不停電作業達90%以上。作業人員采取絕緣桿等絕緣工具開展作業,對相關的供電設施進行檢驗更換,具體包括帶電斷、接引流線以及更換直線桿絕緣子等。結合2020年度不停電作業開展結果進行分析發現,使用上述技術手段作業強度較大、風險較高且效率較低,往往在檢修結束后短期內還需返工,有待進一步提高施工質量。
比對分析2020 年度配網不停電作業的相關資料發現,要想有效保證配網供電可靠性,最大限度地降低其對人們生活的影響,同時降低經濟損耗,技術人員需了解檢修區域的開關站相關設備接線方式,并基于現實情況,決定采用架線路和移動電源檢修結合的不停電作業方案。
在開關站附近位置建立旁路供電系統,配備同一母線的621 與622 臨時旁路開關柜,將連接600 的開關聯絡電纜作為旁路電源,再連接上621 開關,從622 開關位置引出柔性電纜,然后將架空線中的電桿與其連接,構建旁路供電電線路,并打開621 與622臨時旁路開關。
具體作業中,作業人員事先準備好需要使用的絕緣用具,到場后搭建并運行旁路系統,勘察并判斷施工現場的周邊環境,主要是確定當前天氣狀況的適宜性,要求在天氣晴朗、風速和濕度較小的條件下施工,以滿足不停電作業要求。連接同一母線的臨時旁路開關正常運行時,線路開關處于閉合狀態,電壓負荷部分轉移到旁路系統。等到運行穩定后,斷開當前的聯絡電纜,并將621 開關與其相連,將622 開關與旁路柔性電纜連接,然后檢查各個線路的連接情況,確保絕緣電阻符合檢修要求標準[4]。
在整個操作流程中,作業人員完全按照規劃要求開展相關工作,同時在場期間配備好對應的絕緣設備,保證不停電作業的安全性。由于運行中架空線路有一定的對地電容,旁路系統接入待檢系統后,線路負荷部分會從旁路系統轉移到檢修系統位置,導致電量分流不均。為確保配網運行穩定,作業人員將2 個開關分別斷開,等到負荷全部轉移到變壓器,重新合上線路開關621。在變比匹配的條件下,線路不會有過電壓,短路阻抗差異較小。搭建并聯供電系統,并利用絕緣斗臂車到達電桿安全距離位置,將柔性電纜固定在合適位置,確定旁路系統與架空線互不干擾后接入旁路柔性電纜,實施旁路送電。
通過案例分析可知,在10 kV 配網中應用不停電作業技術雖然有一定的危險性,但是只要做好相應的絕緣措施,基本能夠避免安全隱患。這種作業法具有良好的經濟性和可靠性。為進一步完善該技術手段的應用,供電企業需要優化管理模式,全面管理與維護配網,以降低不停電操作產生的風險問題發生概率。在日常巡查中需要定期清理相關的設備設施,尤其是要加強對絕緣設施的檢查。另外,要加強對作業人員的管理和培訓,不斷提升全體工作人員的操作水平和專業素養,并在日常工作中組織大家學習與實戰,分析不同的不停電作業案例,將相關經驗內化為自己的專業知識,并將其運用于實踐。
此外,在應用不停電作業技術的過程中,如果涉及多個不同的分工小組,檢修過程比較復雜且存在作業交叉的情況,需要進一步提升管理水平。開展作業前,負責人需要結合現場情況制定嚴格的安全組織措施,具體情況具體分析。通常每組需分派一名負責人(一般由帶電作業小組負責總指揮和調度)指導具體的工作安排,而其余小組必須聽從總協調人的安排[5]。
隨著科學技術的發展,配網運行的自動化水平大幅提升。但是在用電量激增的背景下,配網在運行中還存在不穩定的情況,要加強對不停電技術的研究,不斷提升不停電作業水平。目前,不停電作業技術的種類越來越豐富。不同條件下選擇適用的作業方法,能夠極大地提高檢修效率。不停電作業的危險系數較高,在具體應用時要嚴格要求作業人員按照規定標準操作。開工前要組織作業人員進行安全培訓,增強檢修人員的安全意識?,F場作業時,負責人要做好監管工作,確認作業人員做好了充分的防護。
配網運行的安全性和穩定性對電力運行水平的整體提升具有重要作用。近年來,隨著國內經濟的迅速發展,用電負荷逐年增加,配電容量不足的現象時有發生。在此背景下,要積極采取管控措施,加強配網運行的維護與管理,減少電網故障對用戶產生的不良影響。使用不停電技術開展作業,可定期檢查配網運行情況,一旦發現電網供應數據存在異常、接地網不符合規定等一系列問題,需要及時展開相應的檢修工作[6]。具體作業中,工作人員需做好絕緣防護,以防發生安全事故。
為避免對人們的生活和工作造成影響,供電企業利用配網不停電技術展開相應的檢修工作十分必要。這既能夠保障電力系統的正常運行,還能夠提高用戶滿意度。隨著不停電作業技術的種類越來越多,結合配網實際的運行和檢修經驗,當下應創造更加合理、科學、安全、經濟的配網不停電作業方式,助力電力企業實現可持續的穩定發展。