10kV配電網(wǎng)檢修技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向探討

賈慧

[摘 要]在國(guó)內(nèi)電力企業(yè)配電網(wǎng)狀態(tài)檢修的背景下，本文對(duì)10 kV配電網(wǎng)的實(shí)施的必要性、應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并結(jié)合配電網(wǎng)狀態(tài)，探討10 kV配電網(wǎng)檢修技術(shù)的發(fā)展方向。

[關(guān)鍵詞]10 kV配電系統(tǒng)；風(fēng)險(xiǎn)；檢修

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.22.067

[中圖分類(lèi)號(hào)]F273；TM75 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2017）22-0-02

目前，大多數(shù)供電企業(yè)的配電網(wǎng)檢修和配電網(wǎng)管理模式都采用“定期檢修”的辦法。這種方法比較簡(jiǎn)單，工作人員僅憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷設(shè)備的運(yùn)行狀況。定期維修是按照氣候進(jìn)行的，一般集中在春秋負(fù)荷較低的季節(jié)。該方式的電力線(xiàn)路維護(hù)周期較長(zhǎng)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備安全隱患，不能保證對(duì)配電線(xiàn)路和設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行長(zhǎng)期有效監(jiān)控。在進(jìn)行定期維護(hù)時(shí)，技術(shù)人員只能使用手持設(shè)備單獨(dú)檢測(cè)，能夠檢測(cè)出設(shè)備可能存在的隱患，而不是針對(duì)潛在危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和處理。在定期維護(hù)問(wèn)題上，供電企業(yè)不能單單憑借投入更多人手來(lái)解決，有必要引入新概念、利用新技術(shù)、購(gòu)置新設(shè)備和應(yīng)用新模式，才能有效解決上述問(wèn)題。

1 10 kV配電網(wǎng)檢修技術(shù)實(shí)施的必要性

配電網(wǎng)狀態(tài)檢修應(yīng)以安全為基礎(chǔ)，通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段和檢測(cè)設(shè)備對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、維修決策，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全可靠運(yùn)行，確保不間斷供電。配電網(wǎng)狀態(tài)檢修是一項(xiàng)非常重要的工作，雖然現(xiàn)在有固定周期的巡視計(jì)劃和巡視任務(wù)，但有效的科學(xué)手段和技術(shù)還是略微欠缺。如今的配電網(wǎng)更趨向于實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，工作人員借助配電網(wǎng)檢修技術(shù)，能夠根據(jù)反饋信息制定具有針對(duì)性的檢修計(jì)劃，可以大大降低巡邏人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使配電網(wǎng)管理更有效、經(jīng)濟(jì)性更高。配電網(wǎng)檢修技術(shù)實(shí)施的必要性主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

（1）及時(shí)發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路問(wèn)題的需要。配電網(wǎng)狀態(tài)檢修在過(guò)去都是通過(guò)人工完成，不僅效率低下，還容易發(fā)生漏檢的問(wèn)題，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路存在的問(wèn)題，也不能及時(shí)處理問(wèn)題，給生產(chǎn)、生活用電埋下安全隱患。但是，工作人員通過(guò)使用檢修技術(shù)就能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，也能及時(shí)解決問(wèn)題。

（2）確保供電穩(wěn)定性的需要。定期檢修不僅要消耗大量的電力部門(mén)的人力和物力，更重要的是影響供電的穩(wěn)定性，而且影響人們的正常生活和生產(chǎn)。而且隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對(duì)供電穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高，大量定期檢修也變得越來(lái)越困難。配電網(wǎng)檢修技術(shù)的使用就能很好地解決這一問(wèn)題，能夠確保供電的穩(wěn)定性。

2 10 kV配電網(wǎng)檢修技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，配電網(wǎng)檢修工作主要采用定期檢修為主、配電網(wǎng)狀態(tài)檢修為輔的檢修模式，對(duì)重點(diǎn)配電線(xiàn)路、配電變壓器、開(kāi)關(guān)柜狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析。電力企業(yè)自20世紀(jì)80年代以來(lái)，就開(kāi)始了以狀態(tài)檢修為基礎(chǔ)的在線(xiàn)檢測(cè)，在大多數(shù)歐洲國(guó)家也正在進(jìn)行維修制度改革，方向是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的在線(xiàn)維修。目前，電力企業(yè)應(yīng)用較多的配電網(wǎng)檢修技術(shù)是預(yù)測(cè)性維修（PDM預(yù)測(cè)檢修）。該技術(shù)通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)工具，診斷設(shè)備的健康水平，以確定需要修理或維護(hù)設(shè)備的最佳時(shí)間。它是一種先進(jìn)的狀態(tài)維修，配合傳統(tǒng)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，能夠有效減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的可靠性和可用性系數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低維修和維護(hù)成本，提高設(shè)備性能和經(jīng)濟(jì)效益。

2010年，我國(guó)設(shè)置配電網(wǎng)檢修的試點(diǎn)單位，包括邢臺(tái)、青島、金華、無(wú)錫和荊州，金華電力局在2011年率先通過(guò)驗(yàn)收，并上線(xiàn)運(yùn)行，取得了一定成效。金華電力局主要采用了先進(jìn)的開(kāi)關(guān)柜在線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)、在SF6開(kāi)關(guān)站室內(nèi)安裝SF6氣體泄漏監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、室內(nèi)環(huán)境自動(dòng)控制等配電網(wǎng)檢修技術(shù)，取得了良好的效果。

3 10 kV配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是由電池供電，或振動(dòng)發(fā)生器構(gòu)成的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供，由隨機(jī)分布的集成傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型傳感器節(jié)點(diǎn)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信形成一個(gè)自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它可以獲取設(shè)備的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行分析處理、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。該技術(shù)主要用于配電變壓器繞組、避雷器、柱上開(kāi)關(guān)溫度的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

3.2 紅外測(cè)溫技術(shù)

紅外測(cè)溫技術(shù)是根據(jù)測(cè)量設(shè)備溫度分布來(lái)確定熱故障的一部分，它的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是對(duì)設(shè)備檢測(cè)的效果比較直觀，能快速檢測(cè)出設(shè)備是否存在熱故障，在一定距離內(nèi)就可以直接遙測(cè)測(cè)量，并顯示溫度梯度圖像，確定設(shè)備有無(wú)故障。

3.3 局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)

局部放電檢測(cè)是以產(chǎn)生的電氣、光學(xué)等現(xiàn)象為基礎(chǔ)來(lái)確定是否存在局部放電的情況。局部放電檢測(cè)技術(shù)包括多種脈沖電流檢測(cè)方法、超高頻檢測(cè)方法和瞬態(tài)接地電壓檢測(cè)方法。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的重要方向，主要包括微氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、絕緣子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、紅外在線(xiàn)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。微氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)，監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、降雨和溫度等氣象條件，工作人員通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，有利于制定有效的措施。絕緣子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)光纖密度傳感器，監(jiān)測(cè)絕緣子的污染程度，然后建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行相關(guān)分析，能夠有效地劃分絕緣子污區(qū)域的等級(jí)，從而按照等級(jí)進(jìn)行不同強(qiáng)度的巡視工作。紅外在線(xiàn)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)采用紅外測(cè)溫技術(shù)，可以檢測(cè)變壓器、柱上開(kāi)關(guān)和戶(hù)內(nèi)開(kāi)關(guān)柜具體部位的溫度，并根據(jù)溫度信號(hào)變化分析柱上開(kāi)關(guān)、變壓器與開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)。然后系統(tǒng)會(huì)將溫度分布轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號(hào)，該信號(hào)可以通過(guò)高頻放大電路反饋到監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)而確定配電設(shè)備的溫度和功率類(lèi)型，為設(shè)備是否存在放電故障點(diǎn)和準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)提供依據(jù)。

3.5 電氣運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電氣運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也是配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的重要方向，主要包括變壓器繞組溫度分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、10 kV交流金屬氧化物避雷器無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、柱上開(kāi)關(guān)的接地故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

變壓器繞組溫度分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)變壓器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合變壓器的基本參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度參數(shù)，分析計(jì)算變壓器的溫升熱路模型。該系統(tǒng)基于變壓器的溫升極限預(yù)測(cè)模型的數(shù)學(xué)模型，來(lái)確定繞組溫度變壓器的電流和溫度升高的閾值，利用測(cè)量數(shù)據(jù)分析對(duì)變壓器健康狀況的影響，并通過(guò)應(yīng)用溫度上升限預(yù)測(cè)模型，采用繞組溫度實(shí)時(shí)跟蹤的方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電變壓器的溫度，使其更具可靠性和安全性。10 kV交流金屬氧化物避雷器無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器安裝在操作裝置上，利用GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)線(xiàn)路避雷器的工作電流、漏電電流等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，遠(yuǎn)程傳輸?shù)浇邮斩?。柱上開(kāi)關(guān)的接地故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)裝置本身的機(jī)械性能、合閘線(xiàn)圈電流、振動(dòng)信號(hào)的變化和絕緣狀況等。同時(shí)該系統(tǒng)還能監(jiān)測(cè)電路負(fù)載的電流信息，實(shí)現(xiàn)單相接地故障、相故障監(jiān)測(cè)。

4 結(jié) 語(yǔ)

10 kV配電網(wǎng)狀態(tài)檢修是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，為智能電網(wǎng)的配電網(wǎng)檢修及相關(guān)技術(shù)提供了詳細(xì)的理論依據(jù)和技術(shù)支持。我國(guó)的配電網(wǎng)檢修技術(shù)尚處于起步階段，未來(lái)幾年，我國(guó)應(yīng)積極探索，密切關(guān)注新技術(shù)的研究和發(fā)展，加快智能配電網(wǎng)檢修標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

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