鐘慧欣
特高壓輸電技術(shù)是在直流或交流電網(wǎng)中,通過高壓換流站和線路之間的連接實現(xiàn)遠(yuǎn)距離電力輸送,它具有容量大、效率高、安全可靠性高等優(yōu)點。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,社會對能源需求量不斷提高,國家也提出了大力發(fā)展智能變電站的要求,因此特高壓輸電工程得到了廣泛重視。然而,由于特高壓輸電線路的長度和復(fù)雜性,其運(yùn)維成本和風(fēng)險也相應(yīng)增加。因此,對特高壓輸電線路運(yùn)維項目的計劃與控制具有重要的實際意義。
特高壓輸電線路是指輸電電壓等級達(dá)到或超過800千伏的電力傳輸線路。相比于傳統(tǒng)的高壓輸電線路,特高壓輸電線路具有更高的電壓等級和更遠(yuǎn)的傳輸距離。該技術(shù)的引入為電力傳輸領(lǐng)域帶來了革命性的變化。具體而言,特高壓輸電線路具有以下特點:其一,特高壓輸電線路的電壓等級一般在800千伏及以上,甚至可以達(dá)到1000千伏。較高的電壓等級使得傳輸損耗更小,能實現(xiàn)長距離大容量的電力傳輸;其二,實現(xiàn)數(shù)千甚至上萬公里的長距離傳輸,將電力從發(fā)電站遠(yuǎn)距離輸送到負(fù)荷中心,有效解決了能源資源分布不均勻的問題;其三,特高壓輸電線路具有較大的輸電容量,能滿足城市工業(yè)和居民用電的需求。與傳統(tǒng)的輸電線路相比,其在輸電容量上有較大突破,能滿足大規(guī)模電力系統(tǒng)發(fā)展對電力供應(yīng)的需要;其四,特高壓輸電線路的建設(shè)和運(yùn)維對技術(shù)要求較高。
特高壓輸電線路運(yùn)維管理是一個龐大的系統(tǒng)工程,涉及電網(wǎng)運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)和安全生產(chǎn)等方面[1]。在日常的巡視工作中,要及時發(fā)現(xiàn)故障并及時排除隱患。同時做好巡檢記錄及分析評價工作,為后續(xù)的檢修提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)。各級電力公司有輸電工區(qū)具體負(fù)責(zé),每個工區(qū)都設(shè)有人員組成的班組。所以,班組成員要對所轄范圍內(nèi)各變電站進(jìn)行定期巡查,并根據(jù)不同情況制定相應(yīng)的巡線方案。
1.建立安全責(zé)任制度
工作現(xiàn)場是特高壓輸電線路事故多發(fā)地,在實際的運(yùn)維與巡檢過程中,班組成員要時刻密切關(guān)注故障信息并及時作出判斷和處置。同時,上級部門應(yīng)建立安全責(zé)任制度,為班組成員提供專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)及技術(shù)支持,堅持“安全第一”方針。加強(qiáng)對作業(yè)人員操作水平和安全意識的培訓(xùn)教育,提高其應(yīng)對突發(fā)事件能力,為特高壓輸變電工程全面、順利實施奠定堅實基礎(chǔ)。在部門內(nèi)形成以電力生產(chǎn)調(diào)度指揮中心為主線,各業(yè)務(wù)分中心協(xié)調(diào)配合,各級值班員共同參與的應(yīng)急管理體系,充分發(fā)揮各類資源的效能作用,保障電網(wǎng)運(yùn)行平穩(wěn)高效。
2.崗位職責(zé)與考核管理制
在完善管理機(jī)制的前提下,應(yīng)對特高壓輸電線路的巡視、檢測工作作出明確規(guī)定,將具體任務(wù)分配給各級運(yùn)維單位和人員,確保每一個環(huán)節(jié)都能有專人負(fù)責(zé)。同時要加強(qiáng)對特高壓輸電線路運(yùn)行管理中出現(xiàn)問題的排查與處理,并做好后續(xù)維護(hù)工作。定期進(jìn)行“三合一”形式外查,重點是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障分析、隱患查找。所謂“三合一”即指:設(shè)備在線檢查、現(xiàn)場巡檢(包括局部或整體檢修)、日常巡查(包括專項巡查、專班巡查)。通過“三合一”形式外查,能有效發(fā)現(xiàn)存在的各類安全隱患和缺陷,對于預(yù)防事故發(fā)生具有重要意義。
特高壓輸電線路的運(yùn)維需要高度的技術(shù)專業(yè)性和精準(zhǔn)性。傳統(tǒng)的運(yùn)維方式主要依賴人工巡檢和定期維護(hù),但這種方式存在一定的局限性,如人力成本高、效率低下、難以覆蓋全面等問題。因此,引入智能化管理技術(shù)能有效提高運(yùn)維效率和質(zhì)量,實現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實時監(jiān)測、智能預(yù)警、遠(yuǎn)程診斷以及故障自動隔離等功能,從而保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。
首先,在特高壓輸電線路上布設(shè)各種傳感器,如溫度傳感器、振動傳感器、電流傳感器等,實時監(jiān)測線路的狀態(tài)和參數(shù)變化。其中,溫度傳感器能將溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓或電流值并傳輸給控制器,當(dāng)外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時,控制器會輸出相應(yīng)控制量以驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時,溫度傳感器也可以采集導(dǎo)線表面的電場強(qiáng)度數(shù)據(jù),通過分析其分布規(guī)律來判斷絕緣子是否出現(xiàn)閃絡(luò)情況。而振動傳感器則能夠測量導(dǎo)線上所產(chǎn)生的交變載荷,進(jìn)而計算出導(dǎo)線的應(yīng)力應(yīng)變。此外,還可利用加速度傳感器檢測到導(dǎo)線與桿塔之間的相對位移信息,以此作為判定絕緣子健康狀況的依據(jù)。對于上述傳感器,通過合理布置使其達(dá)到最優(yōu)組合配置是實現(xiàn)高效自動化巡視的重要前提。
其次,在數(shù)據(jù)采集與傳輸中,通過無線通信技術(shù),將傳感器獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行谋O(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)對線路運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測,彌補(bǔ)了布線困難及通信距離受限的缺點。具體而言,在特高壓輸電線路設(shè)計中,數(shù)據(jù)采集單元安裝于鐵塔頂端,在巡線作業(yè)過程中,各監(jiān)測點間相互獨立且具有冗余特性。為避免各點的監(jiān)測數(shù)據(jù)互相干擾,需采用分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng),并考慮不同節(jié)點位置下可能發(fā)生的碰撞現(xiàn)象,確保整個網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
再次,大數(shù)據(jù)技術(shù)是智能化管理的一個關(guān)鍵技術(shù),它融合了計算機(jī)技術(shù)、人工智能、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等,在特高壓輸電線路安全運(yùn)營方面發(fā)揮著巨大作用。在實際應(yīng)用中,大數(shù)據(jù)技術(shù)能對特高壓輸電線路的運(yùn)行狀況做出準(zhǔn)確預(yù)測,及時發(fā)出警示,降低事故發(fā)生率。同時,還可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型,預(yù)測出未來一段時間內(nèi)輸變電線路的相關(guān)狀況,如故障預(yù)警、線路負(fù)荷狀態(tài),甚至歷史趨勢曲線等,從而幫助運(yùn)維人員做出科學(xué)有效的決策。
最后,遠(yuǎn)程控制與調(diào)度是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種新型智能電網(wǎng)模式,主要包括:電力用戶側(cè)設(shè)備的自動控制技術(shù)、輸配電網(wǎng)(含高壓直流)的優(yōu)化控制、電能質(zhì)量在線監(jiān)測技術(shù)、配電變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式選擇、配網(wǎng)重構(gòu)等一系列問題。將其應(yīng)用到特高壓輸電線路巡視領(lǐng)域,有助于提高巡檢效率和準(zhǔn)確率。遠(yuǎn)程控制與調(diào)度能為巡檢人員提供實時運(yùn)行狀況,使得巡視工作更有針對性。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時,能夠迅速啟動應(yīng)急預(yù)案,保障供電穩(wěn)定。
班組在特高壓輸電線路巡檢中,必然會涉及有關(guān)線路資料的查詢。在線路設(shè)計之初,為了確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時地傳輸給技術(shù)人員使用,需對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)地記錄和整理。從整體角度來看,特高壓輸電線路資料包含了大量的數(shù)據(jù),前期線路選址、設(shè)備選型、基桿塔定位及施工等都需要經(jīng)過專門的工作流程來完成。為此,應(yīng)重視資料管理,做好日常維護(hù)與更新,使之成為一種常態(tài)化的項目活動,為后續(xù)工作提供必要的支撐[2]。
1.建立完善的設(shè)備臺賬管理
首先,對特高壓輸電線路的每個設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確記錄,包括設(shè)備名稱、型號、規(guī)格、制造商、出廠日期、安裝位置等基本信息。上述信息有助于巡檢人員快速了解設(shè)備的特性和屬性,掌握其運(yùn)行狀態(tài)及故障規(guī)律[3]。此外,也要對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄,如電壓等級、容量、頻率、功率等數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)中各種保護(hù)動作方式等,并在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫;其次,做好設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)工作的記錄,主要有日常檢查記錄、檢修記錄、定期試驗記錄、安全技術(shù)措施執(zhí)行記錄等內(nèi)容。通過分析各環(huán)節(jié)所發(fā)生的問題,找出原因并提出建議或?qū)Σ?,有助于提高運(yùn)維效率;再次,建立設(shè)備臺賬管理制度,明確責(zé)任人和管理流程。定期對設(shè)備臺賬進(jìn)行審核和更新,確保信息的準(zhǔn)確性和完整性;最后,通過對設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計,可以獲取設(shè)備的運(yùn)行狀況、維護(hù)情況、故障頻率等信息,為管理決策提供依據(jù),優(yōu)化設(shè)備的維護(hù)和運(yùn)行策略。
2.建立線路“一基一卡”
建立線路“一基一卡”是指為每條特高壓輸電線路建立一個基礎(chǔ)信息庫,并為其編制一張唯一標(biāo)識的線路卡片。該卡片包含線路的詳細(xì)信息、運(yùn)行狀態(tài)、維護(hù)記錄等,旨在實現(xiàn)對線路的全面管理和跟蹤。通過建立線路信息庫和卡片,將線路的關(guān)鍵信息集中存儲,方便信息的查閱和管理,提高線路管理效率。在具體編制中,應(yīng)按照如下步驟進(jìn)行:第一,對每條特高壓輸電線路的基本信息進(jìn)行收集和整理,包括線路名稱、起訖點、長度、電壓等。同時,收集線路的設(shè)計圖紙、技術(shù)資料和巡檢報告等相關(guān)文件。在此過程中,要根據(jù)國家關(guān)于電力建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求,確定本系統(tǒng)所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程,確保各方面數(shù)據(jù)符合有關(guān)規(guī)定;第二,根據(jù)線路信息庫的數(shù)據(jù),為每條線路編制一張唯一標(biāo)識的線路卡片??ㄆ蠎?yīng)包含線路的基本信息、運(yùn)行狀態(tài)、維護(hù)記錄等詳細(xì)內(nèi)容。針對同一故障類型,可按不同情況分別制作相應(yīng)類別的線路卡片,供管理人員查詢使用;第三,隨著線路的運(yùn)營和維護(hù)工作的持續(xù)推進(jìn),及時更新線路信息庫和卡片中的數(shù)據(jù),記錄線路的重要事件、維護(hù)活動和運(yùn)行指標(biāo)變化等。不斷優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)備配置方案,提升管理水平和服務(wù)能力;[4]第四,在線路管理過程中,根據(jù)線路卡片提供的信息,檢測線路的運(yùn)行情況,制定和執(zhí)行維護(hù)計劃,并形成書面或電子文檔以便于日常運(yùn)維人員掌握。第五,利用線路卡片的功能,定期開展安全生產(chǎn)大檢查,督促落實各項制度措施,加強(qiáng)安全隱患排查整改,防范隱患發(fā)生。
線路狀態(tài)巡視是指在正常工作情況下,按照計劃對特高壓輸電線路進(jìn)行巡視、觀察和檢查,以發(fā)現(xiàn)線路的潛在問題,及時作出處理。這種巡視方式主要針對設(shè)備常態(tài)下的運(yùn)行情況進(jìn)行巡視,包括設(shè)備的機(jī)械狀態(tài)、電氣狀態(tài)、接頭連接狀態(tài)等方面。特殊巡視則是指依據(jù)線路的工作情況和具體的維護(hù)需求,在特定時間內(nèi)對線路進(jìn)行全方位巡視,通過全面了解和掌握故障點,為檢修人員提供準(zhǔn)確可靠的信息和指導(dǎo)。這種巡視方式可能會在非正常工作條件下進(jìn)行,例如:停電檢修期間、氣象條件惡劣、設(shè)備老化等情況下[5]。對于特高壓輸電線路的運(yùn)維而言,線路狀態(tài)巡視和特殊巡視是兩個相輔相成的巡視方式。線路狀態(tài)巡視是基礎(chǔ),是預(yù)防性維護(hù)的重要手段,能幫助巡檢人員發(fā)現(xiàn)線路的常規(guī)問題并提前解決。而特殊巡視則是對線路狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)充和完善,幫助其發(fā)現(xiàn)一些隱蔽的問題和潛在的風(fēng)險,有助于減少事故發(fā)生概率,提高安全水平。
自動化管控技術(shù)可以實現(xiàn)對特高壓輸電線路的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。通過在輸電線路上布設(shè)傳感器和監(jiān)測設(shè)備,可以實時獲取線路的電流、電壓、溫度等參數(shù)信息,并將這些信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。監(jiān)控中心利用自動化系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,實現(xiàn)對線路狀態(tài)的實時監(jiān)測和預(yù)警。一旦發(fā)現(xiàn)線路存在異常情況,系統(tǒng)可以及時發(fā)出警報并采取相應(yīng)的措施,如切斷故障段、調(diào)整電力負(fù)荷等,以保證線路的安全運(yùn)行。在該技術(shù)的應(yīng)用中,要注意以下幾個問題:一是確保各監(jiān)測點信號正常,防止誤報警。根據(jù)實際需求確定監(jiān)測方案,合理布置監(jiān)測點位置,做到不遺漏;二是做好現(xiàn)場測試工作,為后期數(shù)據(jù)分析積累經(jīng)驗。針對不同類型的故障點采用相應(yīng)的解決方案,如接地電阻測量、導(dǎo)線斷股檢測、絕緣子串泄漏電流檢測等;三是做好維護(hù)工作,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠準(zhǔn)確。在日常巡檢過程中要定期查看各條線的絕緣狀況和運(yùn)行狀況,掌握其變化規(guī)律。數(shù)據(jù)信息化管理技術(shù)可實現(xiàn)對特高壓輸電線路的運(yùn)維信息的集中管理和分析。通過建立線路的信息數(shù)據(jù)庫,對線路的基本信息、巡檢記錄、維修記錄等進(jìn)行統(tǒng)一管理。運(yùn)維人員通過信息系統(tǒng)查詢線路的歷史數(shù)據(jù),進(jìn)行故障分析和故障預(yù)測,以提前采取維護(hù)措施。同時,信息系統(tǒng)還可以實現(xiàn)對運(yùn)維人員的任務(wù)分配和工作進(jìn)度的監(jiān)控,提高運(yùn)維工作的協(xié)調(diào)性和效率。在實際應(yīng)用中,應(yīng)考慮到各種影響因素的作用機(jī)理以及它們之間的相互作用關(guān)系,從整體上把握系統(tǒng)的性能水平,以便于更好地發(fā)揮出整個系統(tǒng)的效能。
綜上所述,合理的項目計劃是成功執(zhí)行特高壓輸電線路運(yùn)維項目的基礎(chǔ)。通過對項目目標(biāo)、資源需求、風(fēng)險評估等因素進(jìn)行綜合考慮,能明確項目的時間安排、任務(wù)分配和里程碑節(jié)點,提高項目的執(zhí)行效率和質(zhì)量。在未來的優(yōu)化設(shè)計中,要將項目分解為多個子任務(wù),并根據(jù)各子項所承擔(dān)的功能及其完成情況來確定各個子任務(wù)間的相互關(guān)系,以此作為制定各項工作方案和決策的依據(jù),不斷推動特高壓輸電線路運(yùn)維項目管理水平的提升。