输电线路状态巡视与维护的策略研究

时间:2022-10-27 01:48:31

输电线路状态巡视与维护的策略研究

【摘要】 随着科学技术的发展和输变电设备运行检测技术的不断提高,为了满足供电优质服务和提高供电可靠性以及降低供电生产经营成本的需要,电力企业长期所采用输电线路定期巡视及维护策略已经越来越多地显露出其不足,状态性巡视已经成为电力行业急需研究和解决的重要课题。

天水超高压输变电公司专业技术人员通过对于输电线路的运行规律进行了科学的分析研究,结合一年四季的不同特点,总结出了一整套状态性巡视及维护的新思维、新策略,简称为输电线路运行“四季图”管理。其基本特征是根据影响输电线路安全运行的因素和危险点及主要区域,确定需要加强巡视的区段,有针对性地开展状态巡视,为状态检修提供有力依据,提高状态巡视质量和设备健康水平,确保线路安全可靠运行。

【关键词】 状态巡视与维护 “四季图”管理可靠性评估预测性维护策略研究

0 引言

我国传统的输电设备维修工作是以定期进行预防性试验和按一定的周期进行维修的一套制度,互相制约性很强。按一定运行周期安排进行维修,而对设备的运行状态不加判断,因而这种维修管理模式造成了运行维护方面不必要的人力、物力及财力的浪费,而输电线路逐步实行状态维护则是先进的科学的管理方法。

开展线路“四季图”管理工作,是传统的线路定期巡视和集体巡视形式的进一步深化,根据一年四季节气的变化,总结线路的运行薄弱点,根据连续三年的缺陷形成的特点和故障跳闸原因进行分析,总结规律,掌握在不同季节、不同区段的缺陷形成规律,收集有关线路运行数据,研究制定线路因外力破坏、设备本体发生缺陷的防范措施,把状态巡视与状态检修有机的结合起来,以科学化的管理手段,提高线路安全运行水平。

1 专业术语

线路巡视:线路巡视是线路运行人员对于线路设备、通道状况用观察、检查或者扫描方法进行的状态量采样的过程。线路巡视的目标是为了经常掌握线路的运行状况,及时发现设备缺陷和隐患,为线路检修提供项目指导,以保证供电网络安全经济运行。

线路状态巡视:特指按线路的实际状况及运行经验,动态确定巡视周期并按之进行的线路巡视。状态巡视实现了以“线”为单位的固定周期巡视模式向以“点(段)”为单位的动态周期状态巡视模式的转变。

状态巡视的产生是一种依靠对设备熟知能力,根据不同环境下不同时间特殊区段进行的有效巡视。它是根据设备状态进行,不以月为周期的巡视,巡视地点、时间和巡视次数不受任何约束,它是对线路周期巡视中时效性的补充,弥补了周期巡视中的不足,减轻了巡视人员的劳动强度,状态巡视的推广,既抓住了巡视的重点区域,又适当解决了线路多、人员少的矛盾,它是一种更有效的更经济的运行管理的创新。

输电线路“四季图”:输电线路“四季图”管理,是传统的线路定期巡视和集体巡视形式的进一步深化,其特点是按照一年四季节气的变化,总结线路的运行薄弱点,根据连续三年的缺陷形成特点和故障跳闸原因进行分析,总结规律,掌握在不同季节、不同区段的缺陷形成规律,收集有关线路运行数据,研究制定线路因外力破坏、设备本体发生缺陷的防范措施,把状态巡视与状态检修有机的结合起来,以科学化的管理手段,提高线路安全运行水平。

2 输电线路“四季图”运行维护的基本思路

电力网的可靠性取决于发、输、变设备的运行可靠性,而对这些设备可靠性的监测及评估是状态维修的重要内容。一般而言,状态维护技术,包涵可靠性评估和预测维护技术二个分支,而这两个技术领域是互相紧密联系又有一定区别的。

状态维护将涉及系统先进的传感传输技术,信息采集处理技术、故障严重性分析、寿命估计、可靠性评价等领域。

要开展全方位意义上的状态维修将需建立多系统组成的一整套实时监测和数据信号分析系统,研究完善各类监测技术。开发研究各种监测技术和仪器的同时分析、完善各类的测试标准。这需要投入大量的科研经费,组织一批研究人员,进行系统地、深入地研究。

2.1 预测性维护

预测性维护是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其他信息来安排维修的技术。其关键是依靠先进的故障诊断技术对潜伏故障进行分类和严重性分析判断,以决定设备(部件)评价等级和应及时采取的应对措施。

故障诊断技术的发展首先决定于能否获取尽可能多的有用的信息,这是数据处理和诊断决策的基础。开发研究各种新型监测仪器(含在线监测仪器),提高诊断水平和决策依据是实施状态维修的前提。

2.2 可靠性评估

可靠性评估是在对设备或元件的运行状态进行综合监测后,采用概率统计的手段,局部可能故障,对整个系统可靠性影响评估的基础上决定维修计划的一种维修策略。

可靠性评估有对具体设备或单一元件的运行寿命,可能发生故障的时间进行评估,也对整个系统的运行寿命,可能产生故障的时间进行综合评估。对系统的可靠性评估是建立在对单一设备元件可靠性评估的基础之上的,只有逐一对系统中每一设备元件的可靠性评估,才能进一步完成系统的可靠性评估,因而系统的可靠性评估是一个综合的,建立在一定基础之上的,多元的结果。以输电线路为例,输电线路的可靠性评价应建立在杆塔、导线、绝缘子、基础、接地五大部件以及组成这些部件的元件的可靠性评估基础之上。

对供电设备检修的研究和探索,自从电的诞生之日起就没间断过。从事故维修、定期维修发展到状态检修,这是历史的必然。而且,随着人们知识水平的提高以及科学技术的发展,越来越受到企业的关注。状态检修就是通过在线的和离线的监测手段,收集电气设备的运行工况信息,通过系统分析诊断,判断设备的健康状态,确定设备的检修对策,进行大修、小修或暂缓检修,可在设备检修周期到来之前根据设备状况提前进行检修,也可以根据设备的状况,延长检修周期,真正做到“应修必修”。实行“到期必须”的检修原则。实施状态巡视的目的是保证供电设备检修工作的先驱条件,能发现问题于萌芽状态,有效延长设备使用寿命,合理降低设备运行维护费用。

3 现状分析

目前,国家对电气设备状态检修没有明确的规定、要求,也没有具体的规程和标准,原因是各地区的电气设备有很大差别,状态检修是按照各地区自身设备的特点和运行状况、运行时间和在线检测设备及工作经验而定。相关设备状态检测手段还不成熟,从确保设备安全运行的角度出发,具体的实施力度也不是很大。要实现设备的状态检修,就必须要对设备运行数据进行系统的分析,并对监测到的数据进行分析比较,一才能确定设备的运行情况,从而确定是否检修。

4 输电线路危险点及特殊区域(区段)的确定

(1)根据每条线路的运行情况、通道状况和存在的缺陷等,按《架空输电线路评级管理办法》、 《输变电设备评价标准》的规定,确定各线路三年内缺陷形成的 规律和设备危险点,制订预控措施计划,并且每半年滚动修正一次,下一年重新进行分析评价和确定巡视、检修周期。

(2)根据线路沿线地形、地貌、环境、气象条件等特点,结合运行经验,摸清并划定特殊区域(区段),如:大跨越段线路或位于重污区、重冰区、多雷区、洪水冲刷区、不良地质区、采矿塌陷区、盗窃多发区、导线易舞动区、同类型多基缺陷区、易受外力破坏区、微气象区、鸟害多发区、跨越树(竹)林区、人口密集区等,并将其纳入危险点及预控措施管理体系。

(3)根据三年内设备一类障碍,如因雷击、风害、覆冰、外力破坏、违章建筑等引起的设备故障跳闸,总结分析故障原因和规律,结合《国家电网十八项反措》及大修技改有关管理办法,编制切实可行的科研报告,向上一级管理单位申报年度大修技改项目,通过技术改造提高线路的供电可靠性。

(4)根据各线路污秽区段划分,查找污秽比较严重的区段,建立污秽等级监控点,通过盐密和灰密监测,逐年根据测试结果修改线路的污秽等级,并为绘制省、地区污秽图提供有力依据。

(5)根据近年来大力推广的在线监测装置,对监控装置的运行数据进行监控统计,并建立相关台帐,结合每月运行分析,制定和修改状态巡视计划。

(6)根据三年内线路技改大修实施情况,总结和分析已经实施过的大修技改与设备可靠运行比率,为今后的重点大修项目提供相关技术支撑。

5 输电线路“四季图”的数据收集

(1)状态巡视,不论巡视周期长短,均应采取措施,确保巡视的到位率和巡视质量,使状态巡视工作有效进行。

(2)状态巡视“四季图”是结合一年四季的不同特点,通过对于输电线路的运行分析研究,总结影响线路安全运行的因素、危险点和主要区段,通过各类运行数据的收集和分析,确定需要巡视的周期和重点区段,提高状态巡视质量。

(3)状态巡视“四季图”要结合不同区段运行维护的需要配备必要的仪器、设备等,及时做好巡视和检测工作,并对搜集的数据和测试结果进行统计、分析,适时采取有效措施。

(4)认真收集和分析线路运行数据,如避雷器指数分析、覆冰在线监测分析、泄露电流检测分析、红外测温分析、盐密测试分析等,制定和修改状态性巡视计划。

(5)根据季节性分析、缺陷分析、事故及异常情况分析、专题分析,建立危险点合帐、制定预控措施。确定各条线路特殊巡视、夜间巡视、诊断性巡视等的适时调整和动态调整。

6 输电线路“四季图”的绘制

(1)全面搜集和梳理,按照年进行统计分析在线路运行中发生的缺陷、危险点和影响线路安全运行的各种因素,并将这些缺陷和因素按照春、夏、秋、冬四季特点进行权重统计分析。

(2)通过分析研究,提出不同季节影响线路安全运行的因素、发生的重点区段和应采取的措施。形成输电线路四季运行分析报告,并根据四季运行分析报告,绘制线路运行维护“四季图”。

(3)四季运行分析报告可包括三年缺陷统计分析(包括外力破坏、树障、水患、间隔棒滑移,断裂、防震锤滑移、导线舞动等)、设备异常分析(包括导线覆冰、违章建筑、塑料大棚、交叉跨越施工等)、线路故障分析(包括因雷害、风害、覆冰、雾闪、绝缘间隙等)、线路大修技改分析(根据往年开展的线路大修技改项目。分析对设备提高可靠运行的作用)、线路污秽监测分析(对制定的监控点,通过测试数据和往年数据进行比较,确定新的污秽等级)。

(4)在每年初要对四季运行分析报告重新统计分析,增加新的分析数据,根据结果建议修订状态巡视周期、状态检修周期、大修技改计划,提交上一级管理部门进行审定。

(5) “四季图”由线路运行维护的管理班站制作,工区职能部门进行技术配合,完成后提交公司级相关技术人员进行审查和批准,最后由生技部备案批准后下发执行。

(6)运行班站根据审核下发的“四季图”管理规定,制定月度的巡视、消缺计划。

7 管理部门的审核

(1)地级管理部分根据各条线路的四季分析报告,对设备近三年内存在的隐患,制定防范措施,对需要大笔资金投入的项目,完善并修订大修技改科研报告,提交省级管理部门安排年度大修技改项目。

(2)对收集的运行数据进行分析,完善修订状态检修周期和状态巡视周期,并下发基层执行,确保管理的闭环性,把四季分析纳入常态管理机制。

(3)根据全年的状态检修计划,结合电网停电计划,统一安排部署全年停电检修任务,减少电网少供电时间,提高供电可靠性。

8 输电线路运行“四季图”管理的应用成果

本公司经过1年的试验阶段,对7条220~330kV输电线路做为试点线路,从2008年2月1日开始推广实施,把传统的定期巡视转化为状态性巡视,在实施的过程中,不断总结经验,为全面推广状态运行打好基础。输电线路运行“四季图”管理,适用于110kV及以上交流架空输电线路,也适用于输电专业的生产技术管理。

(1)笔者认为输电线路状态巡视势在必行。随着企业深化改革、技术进步的发展,随着降低运行成本提高劳动生产率的需要,随着提高设备可靠性水平和供电优质服务质量的要求,设备状态巡视与维护是电气设备状态检修的必由之路。必将成为电力企业状态维护的发展方向。

(2)线路运行维护“四季图”的实施,使输电线路的运行维护工作由原来的定期巡视转化为状态巡视,由原来的盲目性巡视转变为有目的、有重点的巡视。

(3)提高了输电线路的巡视质量,降低了运行人员的劳动强度和运行维护成本,根据本公司一年来的试验执行情况统计,每年可降低运行维护成本约26%,人员劳动强度降低约23%,使输电线路的运行管理工作更加科学化。

(4)缺陷要因根据春、夏、秋、冬四季权重分析,按照不同的权重比例,更直观的统计出缺陷发生规律,容易有针对性的制定相应防范措施和实施方案。

(5)状态分析报告对滚动3年的设备运行状况进行分析,为状态巡视提供有力依据,结合季节特点和线路运行情况全线巡视次数可降低到每年4次,尽量安排在季节交替和环境变化较为突出的月份。

(6)线路“四季图”管理可对状态检修周期、状态巡视周期、年度大修技改、线路污区划分进行动态化管理提供有力依据,使线路管理的基本点都出自此线路的运行维护管理。

(7)对于设备状态巡视与维护技术,随着时间的推移和各种客观条件的变化,对于状态巡视的方法和策略,必须在实施当中对于不足之处进行不断的改进和完善。因此,需要在实施过程中及时进行总结、评估,不断修正和改进,使之不断优化。

(8)通过开展输电线路状态巡视与维护工作,提高了线路工人的工作效率,减少了一线工人的劳动强度,进一步提高输电线路的安全运行水平和供电可靠性,具有重要的现实意义。

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