遼寧龍?jiān)葱履茉窗l(fā)現(xiàn)有限公司 張立冬

風(fēng)能是一種清潔能源，具有綠色、環(huán)保、資源分布廣泛、無(wú)枯竭等特點(diǎn)。長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備通常采用計(jì)劃?rùn)z修、臨時(shí)性檢修及故障性檢修相結(jié)合的檢修制度，在檢修工作中存在一定的盲目性，且通常還難以客觀真實(shí)地反映輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀況，這一方面不利于保證風(fēng)電場(chǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，另一方面還造成了在檢修過(guò)程中浪費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，不具有經(jīng)濟(jì)性[1]。

狀態(tài)檢修作為一種全新的檢修模式與方法，能夠更好地適應(yīng)電力企業(yè)現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展方向，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢修方式的弊端，節(jié)約了檢修成本，提升了檢修效率，延長(zhǎng)了輸變電設(shè)備的使用壽命，保證了風(fēng)電場(chǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 影響風(fēng)電廠輸變電設(shè)備運(yùn)行安全問(wèn)題的因素分析

1.1 大型風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)

在大型風(fēng)電場(chǎng)中，由于面向服務(wù)對(duì)象與應(yīng)用場(chǎng)合的不同，與普通電網(wǎng)相比輸變電設(shè)備也呈現(xiàn)出了諸多的特點(diǎn)。輸變電設(shè)備在風(fēng)電場(chǎng)中的主要作用就是保證風(fēng)能的穩(wěn)定輸送，其中匯集線路及變電設(shè)備肩負(fù)著決定風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量的重要任務(wù)。與一般電網(wǎng)送電工程相比，風(fēng)電場(chǎng)的集電線路工程有很大的不同，是通過(guò)將每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組所發(fā)的電量由匯集線路組接后分送至升壓站低側(cè)，再集中升壓后、通過(guò)接入系統(tǒng)線路與電網(wǎng)并聯(lián)。而當(dāng)匯集線路發(fā)生故障時(shí)，也會(huì)影響到該段線路上風(fēng)電機(jī)組傳送風(fēng)能的能力。匯集線路采用多出分布的方式，試驗(yàn)與巡檢工作一般會(huì)與風(fēng)電機(jī)組一同開(kāi)展，從而可以防止風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備出現(xiàn)全站停電的情況，為電能傳輸工作可靠進(jìn)行提供堅(jiān)實(shí)的保障。

通常，風(fēng)電場(chǎng)變電設(shè)備集中安放在變電站中，對(duì)設(shè)備試驗(yàn)與巡檢的進(jìn)行有一定的益處，變電設(shè)備主要包括電壓為35kV、110kV 或220kV 的主變壓器、斷路器和電壓互感器、電流互感器等，匯集線路是指35kV 架空線路、電纜、電纜架空線混合式，一旦變電設(shè)備出現(xiàn)故障將會(huì)引發(fā)主變跳閘，導(dǎo)致全站停電，進(jìn)而影響了電場(chǎng)傳送風(fēng)能的能力。可見(jiàn)輸變電設(shè)備在風(fēng)電場(chǎng)中的重要性不言而喻。

1.2 內(nèi)部因素

輸變電設(shè)備是影響風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行安全的主要內(nèi)在影響因素，對(duì)發(fā)電廠供電質(zhì)量有著直接影響。近年由于一味地追求提高效率和降低建設(shè)成本，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量問(wèn)題層出不窮，特別是由于輸變電設(shè)備本身存在的問(wèn)題，導(dǎo)致各類安全事故頻頻發(fā)生。

其根本原因在于：在輸變電設(shè)備的選擇上不夠合理，在過(guò)度追求降低成本情況下，可能會(huì)傾向于選擇降低低廉的輸變電設(shè)備，導(dǎo)致整體性能不佳，經(jīng)常會(huì)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，導(dǎo)致設(shè)備可靠性差；在輸變電設(shè)備安裝過(guò)程中，由于工程人員的專業(yè)水平不夠高導(dǎo)致安裝操作不規(guī)范，發(fā)生在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)接地、短路等故障；輸變電設(shè)備的檢修工作不到位，導(dǎo)致未能及時(shí)設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致輸變電設(shè)備故障進(jìn)一步惡化?？梢?jiàn)，加強(qiáng)對(duì)輸變電設(shè)備的檢修維護(hù)水平是提升設(shè)備整體運(yùn)行質(zhì)量的重要措施。

1.3 外部因素

通常風(fēng)電場(chǎng)中的輸變電設(shè)備大多會(huì)安裝在外部，直接暴露在大氣環(huán)境中，因此自然環(huán)境是影響輸變電設(shè)備運(yùn)行安全性的重要外部影響因素，溫度、雨水和雷電是三大主要影響自然因素。

具體體現(xiàn)在：由于季節(jié)氣候的差異，導(dǎo)致外界溫度不同。如夏季氣溫通常較高，有的地區(qū)可達(dá)40℃以上，導(dǎo)致一些設(shè)備在運(yùn)行中由于設(shè)備運(yùn)行過(guò)熱影響設(shè)備的正常功能，冬季由于外界氣溫極低，有的地區(qū)可到-30℃以下，導(dǎo)致充油導(dǎo)線中的油面下降，降低了充油導(dǎo)線的輸電功能；在長(zhǎng)期經(jīng)歷雨水天氣下，由于近年空氣污染嚴(yán)重，二氧化硫嚴(yán)重超標(biāo)，酸雨的形成會(huì)加重對(duì)輸變電設(shè)備的腐蝕，對(duì)輸變電設(shè)備的運(yùn)行安全構(gòu)成一定威脅；雷電是影響輸變電設(shè)備的重要因素，一旦遭受雷擊會(huì)對(duì)輸變電設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅，加重風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備的損壞，影響正常運(yùn)行。

1.4 風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備檢修的意義

大型風(fēng)電場(chǎng)中輸變電設(shè)備種類多、數(shù)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸變電設(shè)備作為風(fēng)電場(chǎng)的重要基礎(chǔ)資源，其性能和安全性直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，對(duì)輸變電設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的檢修維護(hù)，可有效提升設(shè)備整體運(yùn)行效率，對(duì)保障風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能的有效送出有重要意義，有利于電力企業(yè)穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)和高質(zhì)量發(fā)展。

輸變電設(shè)備的運(yùn)維檢修工作是為確保設(shè)備可靠性，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定順利運(yùn)行，提升風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能輸出。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能輸出領(lǐng)域還處于發(fā)展中階段，特別是在風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備檢修模式及方法方面還不夠系統(tǒng)和完善，因此研究風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備檢修工作具有重要現(xiàn)實(shí)意義：有利于發(fā)現(xiàn)輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是否存在異常，并保證運(yùn)行過(guò)程的安全性，提升系統(tǒng)的供電可靠性；電力調(diào)度人員還可結(jié)合輸變電設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)特征，從多方面進(jìn)行考量設(shè)備的具體情況及變化趨勢(shì)，降低設(shè)備故障損失率，提高整體運(yùn)行安全性；充分結(jié)合風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行特征，通過(guò)研究并科學(xué)運(yùn)用適宜的檢修策略，并保證檢修模式符合輸變電設(shè)備運(yùn)行規(guī)律，可對(duì)輸變電設(shè)備的檢修與運(yùn)行形成良性的作用效果。

2 風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備幾種檢修模式對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)輸變電設(shè)備的檢修和技術(shù)改造，可提升設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，完善設(shè)備管理水平，確保電網(wǎng)供電可靠性。隨著輸變電設(shè)備檢修模式的逐步發(fā)展，輸變電設(shè)備檢修策略上主要有三種模式，即計(jì)劃?rùn)z修、故障檢修和狀態(tài)檢修[2]。

由表1可知，由于故障檢修屬于事后檢修，因此難以保證供電過(guò)程中的可靠性；而計(jì)劃?rùn)z修是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施的檢修規(guī)劃，缺乏對(duì)設(shè)備個(gè)體性能變化趨勢(shì)的考慮，而風(fēng)電場(chǎng)由于輸變電各設(shè)備工況差異較大，如按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢修會(huì)發(fā)生檢修過(guò)?；蚯窓z修的問(wèn)題；狀態(tài)檢修是通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)來(lái)提供設(shè)備狀態(tài)信息，以此來(lái)評(píng)估設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，能夠預(yù)見(jiàn)性的對(duì)設(shè)備檢修提出檢修策略，保障輸變電設(shè)備的可靠性，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，還有利于降低檢修成本。

表1 三種不同檢修策略的特點(diǎn)對(duì)比

目前越來(lái)越多的研究人員對(duì)輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修工作展開(kāi)研究，主要有基于設(shè)備全壽命周期成本的狀態(tài)檢修、以可靠性為中心的狀態(tài)檢修和基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的狀態(tài)檢修等幾種不同的模式，在實(shí)際情況下，應(yīng)結(jié)合設(shè)備不同的運(yùn)行狀況合理制定檢修策略[3-4]。今后對(duì)于大型風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備的檢修工作中，要在傳統(tǒng)故障檢修、計(jì)劃?rùn)z修基礎(chǔ)上，加大實(shí)踐狀態(tài)檢修，全面提升風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備的可靠性。

3 風(fēng)電場(chǎng)輸變電設(shè)備檢修策略

3.1 科學(xué)制定輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修計(jì)劃

對(duì)于輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修工作要做到系統(tǒng)化、合理化、科學(xué)化，保證在依據(jù)國(guó)家規(guī)定的狀態(tài)檢修規(guī)范要求基礎(chǔ)之上，還要充分結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)的地理位置和氣候條件特征，細(xì)化輸變電設(shè)備檢修計(jì)劃，保證輸變電設(shè)備可得到及時(shí)的狀態(tài)檢修，同時(shí)還要做好對(duì)輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的效果的評(píng)價(jià)工作，并制定相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制，有利于提升輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修人員的工作熱情，并培養(yǎng)責(zé)任意識(shí)。

3.2 日常巡視和專業(yè)巡視相結(jié)合

在對(duì)于一些關(guān)鍵的線路和重要設(shè)備的檢修、巡視工作過(guò)程中，要認(rèn)真做好數(shù)據(jù)記錄，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，及時(shí)掌握設(shè)備與線路的運(yùn)行狀況，通過(guò)在巡視中詳細(xì)掌握各個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)的狀況來(lái)科學(xué)判定設(shè)備和線路的狀況，詳細(xì)記錄設(shè)備運(yùn)行中的各項(xiàng)參數(shù)，有利于在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問(wèn)題，并科學(xué)設(shè)計(jì)檢修方案，及時(shí)解決故障，以防設(shè)備的進(jìn)一步損壞。

3.3 優(yōu)化狀態(tài)檢修方式

輸變電設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)工作是一項(xiàng)重要內(nèi)容，保證在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是關(guān)鍵，如監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，將會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)的可靠性降低，進(jìn)而無(wú)法為設(shè)備檢修提供可靠的參數(shù)。因此，加強(qiáng)智能技術(shù)在數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用是大勢(shì)所趨，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)中輸變電設(shè)備的智能實(shí)時(shí)檢測(cè)。如，通過(guò)將光纖檢測(cè)技術(shù)、光纖測(cè)溫技術(shù)等應(yīng)用于對(duì)線路、電纜監(jiān)測(cè)，可顯著提升監(jiān)測(cè)效率，提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

變壓器是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電力應(yīng)用設(shè)備，因此在評(píng)估過(guò)程難以對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷，導(dǎo)致在對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估方面具有不確定性，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)智能技術(shù)，可通過(guò)將變壓器的運(yùn)行狀況分為不同層次的等級(jí)，指導(dǎo)檢修維護(hù)人員有針對(duì)性地采取相應(yīng)的措施，保證變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。

以大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建包含數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)分析層和數(shù)據(jù)監(jiān)控層的檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電設(shè)備中故障數(shù)據(jù)的提取、融合、分析和計(jì)算，可快速、精確地定位出輸變電設(shè)備故障發(fā)生位置，顯著提升輸變電設(shè)備的故障數(shù)據(jù)處理能力，提高系統(tǒng)整體運(yùn)行的效率[5]。