王 正,潘蕾蕾,孫 泉

(1.太原供電分公司,山西太原 030012;2.中北大學(xué),山西太原 030005)

在線監(jiān)測技術(shù)在輸電線路管理的應(yīng)用

王 正1,潘蕾蕾1,孫 泉2

(1.太原供電分公司,山西太原 030012;2.中北大學(xué),山西太原 030005)

通過闡述輸電線路在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定中的重要作用以及對目前線路在線監(jiān)測技術(shù)和原理的介紹,結(jié)合國家電網(wǎng)公司正在全面實施的SG186生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能,提出了在原有線路工作管理模式下,應(yīng)用在線監(jiān)測技術(shù)提高輸電線路狀態(tài)監(jiān)測和管理水平的具體工作模式和工作步驟,并對生產(chǎn)管理系統(tǒng)中狀態(tài)評價中心的功能提出了完善和改進建議,為新形勢下的輸電線路管理工作提出了更加高效、精確的工作新思路和實現(xiàn)方案。

輸電線路;在線監(jiān)測;工作模式

0 引言

輸電線路是保證電網(wǎng)安全的重要環(huán)節(jié)。隨著第一條特高壓輸電線路的建成投產(chǎn),山西電網(wǎng)已成為全國電壓等級最高、技術(shù)最為復(fù)雜的電網(wǎng)之一,在這樣日益復(fù)雜的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中,一條重要輸電線路的突然跳閘對電網(wǎng)穩(wěn)定將造成極大沖擊,甚至?xí)l(fā)區(qū)域性或大面積的停電事故。目前,國家電網(wǎng)公司正在進行智能電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計,并計劃在2020年前形成以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,囊括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等關(guān)鍵環(huán)節(jié),具有信息化、自動化、互動化特征的國家電網(wǎng),而作為連接發(fā)電廠、變電站和用電客戶之間的高壓輸電線路,保證其安全穩(wěn)定運行,無疑是建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的重要且關(guān)鍵的一環(huán)。在當(dāng)前不斷推進的輸電線路狀態(tài)檢修工作中,線路狀態(tài)評價作為實施狀態(tài)檢修的前提和基礎(chǔ),其準(zhǔn)確性、及時性更是直接影響到線路檢修策略和檢修周期的正確制定及實施。

因此,充分應(yīng)用在線監(jiān)測技術(shù)和裝備,對影響線路安全的重要參數(shù)進行精確的量化分析,更好地提高線路巡檢工作效率和質(zhì)量,對加強線路運行管理工作,保證線路安全穩(wěn)定運行、保證電網(wǎng)安全可靠供電具有重要的意義。

1 輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)介紹

國外在20世紀(jì)90年代開始針對輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)開展系統(tǒng)研究,清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、武漢大學(xué)等科研單位在2000年之后研發(fā)了具有完整功能的輸電線路在線監(jiān)測技術(shù),其中中國移動 (GSM)中國聯(lián)通 (CDMA)通信網(wǎng)絡(luò)的普及在很大程度上促進了該技術(shù)的迅速發(fā)展,有效解決了遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。2008年我國南方冰災(zāi)事故使人們警醒到采取線路在線監(jiān)測技術(shù)的必要性和緊迫性,促進了在線監(jiān)測技術(shù)的迅速發(fā)展[1]。

目前,國內(nèi)較為成熟的在線監(jiān)測系統(tǒng)分別是導(dǎo)地線微風(fēng)振動在線監(jiān)測系統(tǒng)、導(dǎo)地線及風(fēng)偏故障定位系統(tǒng)、動態(tài)增容在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路覆冰在線監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)、輸電線路舞動在線監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)、桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路氣象環(huán)境在線監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)、絕緣子污穢 (鹽密、灰密)在線監(jiān)測系統(tǒng)、絕緣子泄漏電流監(jiān)測系統(tǒng)、雷電定位系統(tǒng)、遠程可視系統(tǒng)、導(dǎo)線對地距離監(jiān)測裝置、輸電線路導(dǎo)線張力在線監(jiān)測系統(tǒng)等。

監(jiān)測設(shè)備分別通過實時監(jiān)測導(dǎo)地線、絕緣子、桿塔及周邊環(huán)境的各類線路人員關(guān)心的物理參量,在參量數(shù)值或發(fā)展趨勢發(fā)生突變或超出閥值時及時發(fā)出預(yù)警信號,從而為線路人員提供精確量化的數(shù)據(jù)支撐和及時的報警信息,以利于對線路進行精確化的管理,及時采取應(yīng)急措施。

2 應(yīng)用在線監(jiān)測后的輸電線路巡檢工作模式

應(yīng)用在線監(jiān)測設(shè)備后的高壓輸電線路巡檢工作模式主要包括三部分內(nèi)容,分別是在線監(jiān)測,周期性檢測試驗,日常巡視檢查、紅外測溫、紫外監(jiān)測。三部分內(nèi)容收集到的信息構(gòu)成對輸電線路運行狀態(tài)監(jiān)測的完整數(shù)據(jù)框架,具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測工作模式圖

輸電線路狀態(tài)監(jiān)測及整體運行管理可劃分為5個階段,分別為數(shù)據(jù)采集階段,數(shù)據(jù)匯總階段,數(shù)據(jù)分析階段、狀態(tài)評價階段和狀態(tài)檢修策略制定及實施階段。

2.1 數(shù)據(jù)采集階段

線路人員通過日常巡視、定期測試試驗及在線監(jiān)測設(shè)備獲取線路各類狀態(tài)信息。在此階段,上述三項工作共同構(gòu)成輸電線路狀態(tài)監(jiān)測的主體。通過日常巡視檢查,充分發(fā)揮人的靈活性和判斷復(fù)雜情況的優(yōu)勢,結(jié)合現(xiàn)場實際,定性判斷線路本體及通道環(huán)境內(nèi)各類因素的危險程度,定量測量必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),形成人工巡視數(shù)據(jù)記錄。通過周期性檢測試驗,充分發(fā)揮線路技術(shù)監(jiān)督優(yōu)勢,結(jié)合線路重要性和現(xiàn)場實際情況,排定周期定量測量線路桿塔接地電阻,復(fù)合材料憎水性,避雷器動作次數(shù)和性能試驗,鹽 (灰)密測試,紅外測溫,絕緣子零值測試,導(dǎo)線跨越對地距離測量,紫外監(jiān)測等項目,形成檢測試驗數(shù)據(jù)記錄。通過在線監(jiān)測,充分發(fā)揮電子設(shè)備精確定量測量以及24 h不間斷工作的優(yōu)勢,結(jié)合日常巡視檢查及周期性檢測試驗中發(fā)現(xiàn)的,需進行實時監(jiān)測控制、定量監(jiān)測分析以及具有高度敏感性的重要位置或地段,加裝在線監(jiān)測設(shè)備,對其進行24 h實時監(jiān)控,并設(shè)置預(yù)警閥值,及時提醒巡視人員予以必要監(jiān)控關(guān)注或采取應(yīng)急措施。

2.2 數(shù)據(jù)匯總階段

三種類型的監(jiān)測形成人工巡視數(shù)據(jù)記錄、檢測試驗數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測實時數(shù)據(jù),分別以紙質(zhì)定性描述、紙質(zhì)表格數(shù)據(jù)和電子數(shù)據(jù)形式體現(xiàn),由線路運行人員匯總形成輸電線路狀態(tài)監(jiān)測文檔。國家電網(wǎng)公司推行的SG186生產(chǎn)管理系統(tǒng),目前已具備設(shè)備臺帳及巡檢工作的記錄,但對檢測試驗數(shù)據(jù)和在線監(jiān)測數(shù)據(jù)仍缺乏相應(yīng)的錄入、管理功能,需要進一步予以補充完善,形成以線路基本部件為單位的統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫,為下一步的狀態(tài)評價及檢修工作提供完整的數(shù)據(jù)資料和支撐。

2.3 數(shù)據(jù)分析階段

匯總?cè)糠謹(jǐn)?shù)據(jù)記錄之后,按照所需單元分類(如線路、鐵塔、導(dǎo)地線、絕緣子等)進行歸類分析,并按照狀態(tài)評價細(xì)則規(guī)定,逐個單元 (基礎(chǔ)、桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子、金具、接地、附屬設(shè)施、通道環(huán)境共8部分)對數(shù)據(jù)進行分析排查,剔除無效數(shù)據(jù)。

2.4 狀態(tài)評價階段

嚴(yán)格按照評價細(xì)則要求,按照收集數(shù)據(jù)情況,進行定性和定量的分析并進行打分。國家電網(wǎng)公司推行的SG186生產(chǎn)管理系統(tǒng)已納入狀態(tài)評價中心功能,但尚未形成對定期檢測試驗數(shù)據(jù)和在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集、分析、錄入功能,線路人員需依靠經(jīng)驗評判數(shù)據(jù),人工進行打分評價。針對此類情況,需建立線路缺陷庫,形成以計算機自動評價為主,人工干預(yù)為輔的評價模式,以利于準(zhǔn)確、高效開展?fàn)顟B(tài)評價工作。

2.5 狀態(tài)檢修策略制定及實施階段

完成設(shè)備狀態(tài)評價后,依據(jù)評分情況,生產(chǎn)管理系統(tǒng)狀態(tài)評價中心可給出相應(yīng)檢修策略。在檢修策略制定結(jié)束后,即可按照要求排定檢修周期和工作具體內(nèi)容,完成整個工作流程,同時進入下一輪新的巡檢工作之中,形成閉環(huán)管理。但狀態(tài)評價中心的數(shù)據(jù)支撐水平較低,難以純粹依靠數(shù)據(jù)給出進一步的具體意見,仍需人工結(jié)合現(xiàn)有資料,給出針對具體設(shè)備的檢修策略。

以上3方面工作、5個階段流程的有機結(jié)合,充分發(fā)揮了在線監(jiān)測設(shè)備高頻度、高精度的數(shù)據(jù)量化測量優(yōu)勢、線路人員自身靈活性和利用豐富經(jīng)驗分析判斷復(fù)雜情況的優(yōu)勢以及當(dāng)今現(xiàn)代計算機信息系統(tǒng)高速處理分析的優(yōu)勢,改善原有的傳統(tǒng)純?nèi)斯ぱ矙z工作模式,將線路人員從大量繁重的機械性、重復(fù)性勞動中解放出來,將更多的精力放在分析數(shù)據(jù)、評價判斷和解決現(xiàn)場重點問題上來,從而提升輸電線路的日常管理和監(jiān)測水平,實現(xiàn)對線路重點地段運行狀態(tài)的實時監(jiān)控,一般地段的短周期動態(tài)監(jiān)控,特殊條件 (突發(fā)事件、故障等)下的機動應(yīng)急處置,為線路狀態(tài)檢修工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

輸電線路狀態(tài)監(jiān)測還不能僅完全依賴在線監(jiān)測的結(jié)果,還需要運行檢修人員的人工介入。一是在線監(jiān)測系統(tǒng)本身還處于不斷改善的階段,二是完全依靠數(shù)據(jù)進行判斷的專家系統(tǒng)仍需加以細(xì)致研究,三是設(shè)備老化及壽命預(yù)測的研究還處于初期階段,四是在線監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、診斷導(dǎo)則以及專家系統(tǒng)的智能化程度有一個發(fā)展的過程。目前,國家電網(wǎng)公司已經(jīng)在積極籌備國家電網(wǎng)、省網(wǎng)及地市電網(wǎng)的三級線路在線監(jiān)測中心項目,輸電線路狀態(tài)監(jiān)測問題將在智能電網(wǎng)建設(shè)的前進步伐中不斷得以完善和解決。輸電線路在線監(jiān)測就像電力系統(tǒng)綜合自動化技術(shù)一樣,終將成為提高電力行業(yè)技術(shù)管理水平和大幅度提高電網(wǎng)安全運行水平的高度智能化的第一道防御系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

[1] 黃新波.輸電線路在線監(jiān)測與故障診斷 [M].北京:中國電力出版社,2008:4-5.

The App lication of on-line Monitoring Technique to the Management of Transm ission Line

WANG Zheng1,PAN Lei-lei1,SUN Quan2
(1.Taiyuan Power Supp ly Company,Taiyuan,Shanxi 030002,China;2.North University of China,Taiyuan,Shanxi 030005,China)

By illustrating the important role that transm ission line p lays in ensuring the security and stability of power grid,asw ellas by introducing the theory and technique of on-linemonitoring,this paper,based on SG 186-PMSwhich is now under imp lement,p roposed new w orking mode and p rocedure to imp rove themonitoring andmanagementof transm ission line.W hat ismore,some suggestions are given to perfect the functions of PMS assessment center so that some new thoughts and app roachesm ight be emp loyed tomake themanagement of transm ission linemore efficient and p recise.

transm ission line;on-linemonitoring;working mode

TM 835

A

1671-0320(2010)03-0018-03

2010-01-15,

2010-04-13

王 正 (1977-),男,河北文安人,2000年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè),工程師,從事輸變電專業(yè);

潘蕾蕾 (1975-),女,江蘇溧陽人,1998年畢業(yè)于華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè),高級工程師,從事輸變電專業(yè);

孫 泉(1988-),男,河北霸縣人,2007級中北大學(xué)電子信息工程專業(yè)在讀。