電網(wǎng)輸變電設(shè)備智能化及狀態(tài)檢修體系的構(gòu)建

錢永德

摘 要：隨著國(guó)家電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大化、規(guī)模化、復(fù)雜化，電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行管理的難度與壓力越來越大，智能電網(wǎng)的價(jià)值與地位也逐漸得到了凸顯。本文對(duì)電網(wǎng)輸變電設(shè)備智能化的關(guān)鍵技術(shù)以及狀態(tài)檢修體系展開了相應(yīng)的分析與說明，并對(duì)構(gòu)建電網(wǎng)輸變電設(shè)備智能化及狀態(tài)檢修體系提出了初步的對(duì)策，以供參考。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng) 輸變電設(shè)備 智能化 狀態(tài)檢修體系

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（b）-0042-02

隨著國(guó)家電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大化、規(guī)?；?fù)雜化，電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行管理的難度與壓力越來越大，智能電網(wǎng)的價(jià)值與地位也逐漸得到凸顯。電網(wǎng)輸變電設(shè)備的智能化，以及狀態(tài)檢修體系的構(gòu)建，正是建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其對(duì)于建立安全、清潔、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系，提高輸變電設(shè)備的利用率與可靠性以及提升電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行管理水平等都發(fā)揮著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義與作用。

1 電網(wǎng)輸變電設(shè)備智能化

近年來，國(guó)家在電網(wǎng)建設(shè)尤其是智能電網(wǎng)的建設(shè)上投入了大量的人力、物力、財(cái)力。大量的新技術(shù)與新材料被應(yīng)用到智能電網(wǎng)的建設(shè)中，并實(shí)現(xiàn)了一系列重大技術(shù)成果的成功研究與實(shí)際應(yīng)用。然而相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)起步較晚，相對(duì)于互動(dòng)化、自動(dòng)化以及信息化的智能電網(wǎng)建設(shè)要求，還存在著一定的差距，其中輸變電設(shè)備的智能化程度較低是影響智能電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程的重要因素之一。本文將對(duì)電網(wǎng)輸變電設(shè)備的智能化關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析說明。

1.1 變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

變電設(shè)備的結(jié)構(gòu)各異且種類繁多，所針對(duì)的在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目也根據(jù)各自的具體設(shè)備功能而有所不同。當(dāng)前在國(guó)家電網(wǎng)中普遍應(yīng)用的變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置主要包括避雷器泄漏電流在線監(jiān)測(cè)裝置、斷路器開關(guān)特性在線監(jiān)測(cè)裝置、變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置、變壓器等[1]，其中變壓器油色譜與容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)使用的數(shù)量相對(duì)較多。然而由于目前國(guó)內(nèi)使用的在線監(jiān)測(cè)裝置存在著穩(wěn)定性能較差和技術(shù)性能相對(duì)不足的缺點(diǎn)，使得監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)變電設(shè)備的故障發(fā)現(xiàn)率總體較低，且整體應(yīng)用十分有限。

1.2 輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于輸變電設(shè)備的智能化發(fā)揮著極大的作用。在應(yīng)用輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的過程中，較多的設(shè)備缺陷被發(fā)現(xiàn)，并通過及時(shí)提供設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息來為設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)提供有力可靠的依據(jù)。其中，覆冰在線監(jiān)測(cè)裝置、輸電線路導(dǎo)線溫度和弧垂在線檢測(cè)裝置、遠(yuǎn)程圖像或視頻監(jiān)控裝置、防盜監(jiān)測(cè)裝置等輸電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。但由于技術(shù)能力所限，部分設(shè)備的運(yùn)行依然不太穩(wěn)定，故障率相對(duì)較高，使得需要花費(fèi)大量的人力和精力來維護(hù)裝置，不利于輸變電設(shè)備智能化的進(jìn)一步發(fā)展。

1.3 電力電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

在電力電纜的在線監(jiān)測(cè)過程中，要尤其重視溫度場(chǎng)的分布。作為電力電纜重要的參量特征，其在很大程度上反映出了電纜能否安全穩(wěn)定地運(yùn)行。其中，基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫技術(shù)與基于光纖光柵的技術(shù)是陸上進(jìn)行電力電纜測(cè)溫檢測(cè)主要采用的技術(shù)，而基于BOTDA的技術(shù)則是進(jìn)行海底電力電纜測(cè)溫檢測(cè)的主要技術(shù)。通過電力電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)電纜過熱的現(xiàn)象能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，但也存在著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障以及部分漏報(bào)的問題。

1.4 直升機(jī)智能巡檢技術(shù)

直升機(jī)智能巡檢技術(shù)的應(yīng)用，是輸電線路巡線的必然要求，為輸電線路巡檢的精細(xì)化水平與自動(dòng)化水平提供了極大的技術(shù)支持與保障[2]。直升機(jī)智能巡檢技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）智能診斷系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別輸電線路巡線的缺陷與相關(guān)部件，并能夠?qū)?dǎo)線實(shí)跨物距離危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量；（2）自動(dòng)任務(wù)規(guī)劃與控制技術(shù)，能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行精確的定位、跟蹤與記錄；（3）智能視頻數(shù)字化處理及時(shí)能夠無損存儲(chǔ)并記錄巡線全過程的信息數(shù)字；（4）直升機(jī)智能巡檢技術(shù)的巡線質(zhì)量與效率都大大高于傳統(tǒng)的巡檢直升機(jī)，高性能的檢測(cè)設(shè)備能夠代替人工巡檢實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的數(shù)字化巡檢，從而極大地節(jié)約了人力成本。

1.5 地理信息系統(tǒng)

智能電網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)信息平臺(tái)就是地理信息系統(tǒng)，其為智能電網(wǎng)信息化的實(shí)現(xiàn)提供了有力的信息保障。通過對(duì)地理信息系統(tǒng)的深化開發(fā)與運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)、輸電線路交跨管理、輸電線路專題圖、基礎(chǔ)地理信息以及輸電線路臺(tái)賬等功能，從而實(shí)現(xiàn)各省市乃至全國(guó)的地理信息統(tǒng)一與共享。

2 電網(wǎng)輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，在線監(jiān)測(cè)裝置得到了越來越多的應(yīng)用。然而在電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)運(yùn)行的實(shí)際過程中，由于缺乏相應(yīng)的檢測(cè)在線監(jiān)測(cè)裝置的技術(shù)與手段，使得部分在線監(jiān)測(cè)裝置在安裝運(yùn)行的過程中存在著數(shù)據(jù)異常、運(yùn)行不穩(wěn)定等問題，且相互間兼容性較差，使得在線監(jiān)測(cè)裝置無法很好地發(fā)揮出應(yīng)用的效用。因此，迫切需要建立一個(gè)完善的電網(wǎng)輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修體系，以實(shí)現(xiàn)對(duì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)預(yù)警、趨勢(shì)分析、故障診斷、狀態(tài)信息匯總、制定檢修策略等功能，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備存在的問題或故障，并有效地進(jìn)行排查檢修，使得設(shè)備運(yùn)行檢修的工作量得以減少，進(jìn)而為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的技術(shù)保障與支撐。

以浙江電網(wǎng)為例[3]，其電網(wǎng)輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修體系是以設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，以輸變電設(shè)備作為核心，并結(jié)合了設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、設(shè)備檢修策略分析、設(shè)備檢修決策建議等一系列的狀態(tài)檢修體系，其能夠從基礎(chǔ)系統(tǒng)處獲得設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)資料，從而了解設(shè)備的當(dāng)前監(jiān)控狀況，并及時(shí)對(duì)存在故障風(fēng)險(xiǎn)或者狀態(tài)劣化的設(shè)備發(fā)布狀態(tài)預(yù)警或警告，提供相應(yīng)的檢修策略分析及建議，從而為電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修的智能化奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

3 構(gòu)建電網(wǎng)輸變電設(shè)備智能化及狀態(tài)檢修體系的對(duì)策

電網(wǎng)輸變電設(shè)備智能化及狀態(tài)檢修體系的構(gòu)建，是一項(xiàng)復(fù)雜、艱巨、且長(zhǎng)期的工程，要想實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的電網(wǎng)智能化與狀態(tài)檢修，還需要進(jìn)行大量的探索與研究實(shí)踐。

首先，要進(jìn)一步規(guī)范對(duì)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置的技術(shù)要求，建立統(tǒng)一的檢測(cè)方法與裝置，并對(duì)相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)總線、數(shù)據(jù)庫(kù)、通信規(guī)約等做出統(tǒng)一的要求；其次，要加強(qiáng)對(duì)在線監(jiān)測(cè)裝置的管理，通過對(duì)運(yùn)行規(guī)程的制定，將其管理納入日常的管理流程中，并完善相應(yīng)的維護(hù)、數(shù)據(jù)分析、通信、使用、儲(chǔ)存等管理制定；最后，對(duì)狀態(tài)檢修體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)要加以完善，使得狀態(tài)量的設(shè)置更具合理性與有效性。

4 結(jié)語

隨著新型電力技術(shù)，諸如導(dǎo)線自測(cè)溫技術(shù)、智能無功柔性補(bǔ)償技術(shù)、柔性交流輸電技術(shù)、紅外檢漏成像技術(shù)等的逐漸普及與應(yīng)用，在很大程度上促進(jìn)了輸變電設(shè)備的智能化。同時(shí)，CBM、GIS等一系列在線監(jiān)測(cè)新技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，也在很大程度上提升了狀態(tài)檢修的運(yùn)行管理水平與工作效率，從而有效地促進(jìn)了電網(wǎng)的智能化，并為其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全穩(wěn)定性提供了有力的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 王少華，胡文堂，梅冰笑，等.浙江電網(wǎng)輸變電設(shè)備智能化及狀態(tài)檢修體系[J].高壓電器，2013（4）：8-13.

[2] 史雷，張翠英.狀態(tài)檢修實(shí)施中存在的問題與注意事項(xiàng)[A].2009年全國(guó)輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C].2009.

[3] 王少華，胡文堂，劉黎，等.浙江電網(wǎng)輸變電設(shè)備智能化及狀態(tài)檢修體系[A].第二十屆華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會(huì)輸配電技術(shù)討論會(huì)論文集[C].2012.endprint