在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在輸電線路管理的應(yīng)用

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(cè)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(guò)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(duì)目前線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和原理的介紹,結(jié)合國(guó)家電網(wǎng)公司正在全面實(shí)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(cè)技術(shù)提高輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)和管理水平的具體工作模式和工作步驟,并對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)中狀態(tài)評(píng)價(jià)中心的功能提出了完善和改進(jìn)建議,為新形勢(shì)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(shí)現(xiàn)方案。

輸電線路;在線監(jiān)測(cè);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(guó)電壓等級(jí)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(duì)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(guó)家電網(wǎng)公司正在進(jìn)行智能電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì),并計(jì)劃在2020年前形成以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,各級(jí)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(dòng)化、互動(dòng)化特征的國(guó)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(yùn)行,無(wú)疑是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要且關(guān)鍵的一環(huán)。在當(dāng)前不斷推進(jìn)的輸電線路狀態(tài)檢修工作中,線路狀態(tài)評(píng)價(jià)作為實(shí)施狀態(tài)檢修的前提和基礎(chǔ),其準(zhǔn)確性、及時(shí)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(shí)施。

因此,充分應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和裝備,對(duì)影響線路安全的重要參數(shù)進(jìn)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(duì)加強(qiáng)線路運(yùn)行管理工作,保證線路安全穩(wěn)定運(yùn)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(cè)技術(shù)介紹

國(guó)外在20世紀(jì)90年代開始針對(duì)輸電線路在線監(jiān)測(cè)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(cè)技術(shù),其中中國(guó)移動(dòng) (GSM)中國(guó)聯(lián)通 (CDMA)通信網(wǎng)絡(luò)的普及在很大程度上促進(jìn)了該技術(shù)的迅速發(fā)展,有效解決了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。2008年我國(guó)南方冰災(zāi)事故使人們警醒到采取線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的必要性和緊迫性,促進(jìn)了在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展[1]。

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

監(jiān)測(cè)設(shè)備分別通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shì)發(fā)生突變或超出閥值時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào),從而為線路人員提供精確量化的數(shù)據(jù)支撐和及時(shí)的報(bào)警信息,以利于對(duì)線路進(jìn)行精確化的管理,及時(shí)采取應(yīng)急措施。

2 應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)后的輸電線路巡檢工作模式

應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)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(cè),周期性檢測(cè)試驗(yàn),日常巡視檢查、紅外測(cè)溫、紫外監(jiān)測(cè)。三部分內(nèi)容收集到的信息構(gòu)成對(duì)輸電線路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)工作模式圖

輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)及整體運(yùn)行管理可劃分為5個(gè)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(píng)價(jià)階段和狀態(tài)檢修策略制定及實(shí)施階段。

2.1 數(shù)據(jù)采集階段

線路人員通過(guò)日常巡視、定期測(cè)試試驗(yàn)及在線監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取線路各類狀態(tài)信息。在此階段,上述三項(xiàng)工作共同構(gòu)成輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)的主體。通過(guò)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(shì),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,定性判斷線路本體及通道環(huán)境內(nèi)各類因素的危險(xiǎn)程度,定量測(cè)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(guò)周期性檢測(cè)試驗(yàn),充分發(fā)揮線路技術(shù)監(jiān)督優(yōu)勢(shì),結(jié)合線路重要性和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,排定周期定量測(cè)量線路桿塔接地電阻,復(fù)合材料憎水性,避雷器動(dòng)作次數(shù)和性能試驗(yàn),鹽 (灰)密測(cè)試,紅外測(cè)溫,絕緣子零值測(cè)試,導(dǎo)線跨越對(duì)地距離測(cè)量,紫外監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目,形成檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。通過(guò)在線監(jiān)測(cè),充分發(fā)揮電子設(shè)備精確定量測(cè)量以及24 h不間斷工作的優(yōu)勢(shì),結(jié)合日常巡視檢查及周期性檢測(cè)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的,需進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制、定量監(jiān)測(cè)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(cè)設(shè)備,對(duì)其進(jìn)行24 h實(shí)時(shí)監(jiān)控,并設(shè)置預(yù)警閥值,及時(shí)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(cè)形成人工巡視數(shù)據(jù)記錄、檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)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(yùn)行人員匯總形成輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)文檔。國(guó)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(tái)帳及巡檢工作的記錄,但對(duì)檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)仍缺乏相應(yīng)的錄入、管理功能,需要進(jìn)一步予以補(bǔ)充完善,形成以線路基本部件為單位的統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),為下一步的狀態(tài)評(píng)價(jià)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(jìn)行歸類分析,并按照狀態(tài)評(píng)價(jià)細(xì)則規(guī)定,逐個(gè)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析排查,剔除無(wú)效數(shù)據(jù)。

2.4 狀態(tài)評(píng)價(jià)階段

嚴(yán)格按照評(píng)價(jià)細(xì)則要求,按照收集數(shù)據(jù)情況,進(jìn)行定性和定量的分析并進(jìn)行打分。國(guó)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(píng)價(jià)中心功能,但尚未形成對(duì)定期檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析、錄入功能,線路人員需依靠經(jīng)驗(yàn)評(píng)判數(shù)據(jù),人工進(jìn)行打分評(píng)價(jià)。針對(duì)此類情況,需建立線路缺陷庫(kù),形成以計(jì)算機(jī)自動(dòng)評(píng)價(jià)為主,人工干預(yù)為輔的評(píng)價(jià)模式,以利于準(zhǔn)確、高效開展?fàn)顟B(tài)評(píng)價(jià)工作。

2.5 狀態(tài)檢修策略制定及實(shí)施階段

完成設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)后,依據(jù)評(píng)分情況,生產(chǎn)管理系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)價(jià)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(gè)工作流程,同時(shí)進(jìn)入下一輪新的巡檢工作之中,形成閉環(huán)管理。但狀態(tài)評(píng)價(jià)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(jìn)一步的具體意見,仍需人工結(jié)合現(xiàn)有資料,給出針對(duì)具體設(shè)備的檢修策略。

以上3方面工作、5個(gè)階段流程的有機(jī)結(jié)合,充分發(fā)揮了在線監(jiān)測(cè)設(shè)備高頻度、高精度的數(shù)據(jù)量化測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)、線路人員自身靈活性和利用豐富經(jīng)驗(yàn)分析判斷復(fù)雜情況的優(yōu)勢(shì)以及當(dāng)今現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)高速處理分析的優(yōu)勢(shì),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(jī)械性、重復(fù)性勞動(dòng)中解放出來(lái),將更多的精力放在分析數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)判斷和解決現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)問(wèn)題上來(lái),從而提升輸電線路的日常管理和監(jiān)測(cè)水平,實(shí)現(xiàn)對(duì)線路重點(diǎn)地段運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,一般地段的短周期動(dòng)態(tài)監(jiān)控,特殊條件 (突發(fā)事件、故障等)下的機(jī)動(dòng)應(yīng)急處置,為線路狀態(tài)檢修工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語(yǔ)

輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)還不能僅完全依賴在線監(jiān)測(cè)的結(jié)果,還需要運(yùn)行檢修人員的人工介入。一是在線監(jiān)測(cè)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(jìn)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(cè)的研究還處于初期階段,四是在線監(jiān)測(cè)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(gè)發(fā)展的過(guò)程。目前,國(guó)家電網(wǎng)公司已經(jīng)在積極籌備國(guó)家電網(wǎng)、省網(wǎng)及地市電網(wǎng)的三級(jí)線路在線監(jiān)測(cè)中心項(xiàng)目,輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)問(wèn)題將在智能電網(wǎng)建設(shè)的前進(jìn)步伐中不斷得以完善和解決。輸電線路在線監(jiān)測(cè)就像電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)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(yùn)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(cè)與故障診斷 [M].北京:中國(guó)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(dòng)化專業(yè),工程師,從事輸變電專業(yè);

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

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