智能電網(wǎng)條件下輸電檢修優(yōu)化

周 進(jìn)

（武漢供電公司輸電運(yùn)檢分公司，湖北 武漢 430000）

產(chǎn)業(yè)發(fā)展與能源資源應(yīng)用、環(huán)境保護(hù)之間的矛盾問題亟待處理。構(gòu)建智能電網(wǎng)，能夠順應(yīng)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)展智能電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的重要條件。如今我國(guó)是全球溫室氣體排放量較大的國(guó)家，為保障氣候環(huán)境質(zhì)量，我國(guó)各產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段也更注重可再生能源資源的應(yīng)用，要加大節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用，積極應(yīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境壓力。構(gòu)建智能電網(wǎng)，有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。如今我國(guó)的電網(wǎng)受到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的影響，逐步走向特高壓建設(shè)的階段，特高壓交流技術(shù)應(yīng)用較為頻繁，為改善電網(wǎng)大范圍資源配置提供良好的技術(shù)支持。

1 智能電網(wǎng)背景之下做好電網(wǎng)檢修優(yōu)化的重要意義

智能電網(wǎng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)是環(huán)環(huán)相扣的，深入分析智能電網(wǎng)背景之下充分發(fā)揮電網(wǎng)檢修作用的技術(shù)方案極為重要。實(shí)現(xiàn)更科學(xué)、更經(jīng)濟(jì)、更安全的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理，在理論與實(shí)踐方面具有重要的影響，本文主要從以下三個(gè)方面展開分析。

1.1 檢修優(yōu)化

在智能電網(wǎng)的支持下，有序開展電網(wǎng)檢修優(yōu)化工作，能夠合理利用現(xiàn)有條件，使得網(wǎng)絡(luò)安全且穩(wěn)定，輸電網(wǎng)保持高效運(yùn)行。如今在電力市場(chǎng)化改革的背景之下，廠網(wǎng)分開的管理模式，電網(wǎng)公司、職能單位、盈利模式等都有著極大的變化。電網(wǎng)公司所面臨的挑戰(zhàn)增多。為保障其經(jīng)濟(jì)效益，確保電網(wǎng)能夠穩(wěn)定地運(yùn)行，電網(wǎng)公司就要提升自身的運(yùn)營(yíng)水平，做好檢修優(yōu)化工作，提升電力產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.2 控制成本

電力企業(yè)在運(yùn)營(yíng)管理階段，在智能電網(wǎng)的背景之下，做好電網(wǎng)檢修與優(yōu)化管理，對(duì)于企業(yè)來講，能夠控制運(yùn)營(yíng)成本，保障輸電資產(chǎn)的總介質(zhì)。如今各地區(qū)加強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，要合理應(yīng)用各類清潔能源資源，要改變電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，滿足電網(wǎng)的投資需求，這樣可在滿足電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性需要的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[1]。所以，在智能電網(wǎng)背景之下，要考慮電網(wǎng)檢修的成本，保障企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益。在考慮電網(wǎng)檢修成本、經(jīng)濟(jì)效益期間，要構(gòu)建更為完善統(tǒng)一且經(jīng)濟(jì)有效的電網(wǎng)檢修方式，有效控制電網(wǎng)運(yùn)行管理的成本投入。

1.3 獲取可靠數(shù)據(jù)信息

智能電網(wǎng)環(huán)境之中，檢修工作對(duì)各類技術(shù)手段的依賴性較強(qiáng)，采用定期檢修的模式，仍然會(huì)存在檢修不足，或者過度維修以及盲目維修的情況，顯然不能適應(yīng)新形勢(shì)之下的電力系統(tǒng)運(yùn)作的需要。智能電網(wǎng)的建設(shè)，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)智能化發(fā)展創(chuàng)造有利條件，而且電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化的需求逐漸增多，用戶互動(dòng)更注重豐富性、個(gè)性化，這顯然會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理所面臨的情況復(fù)雜，其中也有很多的不確定性，增加了檢修管理的難度。所以要合理利用電網(wǎng)檢修方案，更好地完成電網(wǎng)檢修工作，為未來智能電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)提供相應(yīng)的參考條件。在滿足智能電網(wǎng)應(yīng)用需求的情況之下，要構(gòu)建完善的管理方案，積極應(yīng)對(duì)電網(wǎng)檢修工作，在智能電網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)所需參考以及借鑒的相應(yīng)條件，更好地整合以及利用各類數(shù)據(jù)信息。

2 輸電設(shè)備常見故障問題的分析

輸電設(shè)備故障問題要按照其能夠檢修與無法檢修兩個(gè)門類，采取針對(duì)性的管控策略。能檢修的設(shè)備故障，通過檢修之后可以恢復(fù)。諸如設(shè)備的設(shè)計(jì)制造階段所出現(xiàn)的錯(cuò)誤。而一些無法檢修的設(shè)備故障，就是在設(shè)備使用周期之中無法避免的問題，是不能夠通過檢修控制其風(fēng)險(xiǎn)率的。諸如光照、冰雪災(zāi)害等，都要及時(shí)控制。

2.1 繞組問題

輸電設(shè)備之所以會(huì)出現(xiàn)繞組故障問題，其面臨的故障原因多種多樣，主要包含光照、短路以及過載等情況。如果絕緣強(qiáng)度較低，就可能會(huì)加劇短路故障，或者其他的過載故障問題，繞組額外熱量過高，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損害問題。另外，一些外部短路或者光照問題也有可能會(huì)導(dǎo)致繞組導(dǎo)體，通過電流增高的情形，相對(duì)于平時(shí)會(huì)高出數(shù)十倍，最終加劇故障問題。

2.2 絕緣劣化

絕緣劣化的故障問題，主要是因?yàn)榻^緣材料高熱力、高電壓壓力所導(dǎo)致的。油浸式的變壓器，在材料應(yīng)用期間，主要是植物油或者纖維素等材料。變壓器在運(yùn)行階段，這兩種物質(zhì)的混合，會(huì)導(dǎo)致在電力作用、熱力作用之下，線路的應(yīng)用功能退化，進(jìn)而出現(xiàn)材料分解的情況。

2.3 套管問題

在輸電設(shè)備之中，套管面臨著高電與高機(jī)械壓力的情況，而且母線支撐與附屬連線等情況也會(huì)出現(xiàn)。套管故障的形式更多樣，諸如開裂以及腐蝕、磨損等。如果出現(xiàn)套管故障問題，可能會(huì)導(dǎo)致變壓器停運(yùn)、短路以及閃路等故障問題，甚至?xí)霈F(xiàn)套管爆炸以及水箱破裂、火災(zāi)等事故[2]。

2.4 LTC 故障

LTC 監(jiān)控器在輸電系統(tǒng)運(yùn)行階段有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，如果該設(shè)備出現(xiàn)故障問題，后續(xù)的系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)管理。LTC 故障問題出現(xiàn)，可能受到多方面因素的影響，其出現(xiàn)故障的概率，相對(duì)于變壓器的故障概率會(huì)更高。盡管其故障問題發(fā)生的概率較小，但是如果在一種不合理的調(diào)壓模式之下，可能會(huì)出現(xiàn)核心過度損失的情況，而且設(shè)備釋放的熱量也相對(duì)較多。LTC 接觸面初步形成的碳沉積，可能會(huì)導(dǎo)致接觸阻力增加的情況，甚至?xí)?dǎo)致焦化的情形，而且LTC 接觸面的初步碳沉積增加，也會(huì)導(dǎo)致接觸阻力增加，進(jìn)而出現(xiàn)焦化的現(xiàn)象。而且LTC 有電弧以及過熱的情況，在維護(hù)管理階段有一定的難度。

2.5 局部放電

在輸電設(shè)備運(yùn)行階段，之所以會(huì)出現(xiàn)局部放電的情況，是因?yàn)辄c(diǎn)零器件以及絕緣系統(tǒng)，利用邊緣導(dǎo)體，或者接口所出現(xiàn)的放電問題。局部放電本身也是一種故障，電離氣體在重要壓力區(qū)域堆積，可能會(huì)加劇絕緣惡化的情況，最終導(dǎo)致非自恢復(fù)絕緣，出現(xiàn)一種永久性的損害。導(dǎo)致局部放電，是因?yàn)樗矔r(shí)壓力較大以及制造存在的絕緣弱點(diǎn)、設(shè)備老化等情況存在[3]。

2.6 其他故障

輸電設(shè)備的故障主要包含以上幾個(gè)方面，其他的故障類型發(fā)生的概率相對(duì)較小，但如果故障問題出現(xiàn)，也有可能會(huì)出現(xiàn)停電以及變壓器被破壞的情況。諸如累積跳閘故障以及線路覆冰故障、線路污閃等故障問題。出現(xiàn)故障不能及時(shí)處理，則有可能會(huì)出現(xiàn)變壓器之中可燃?xì)怏w積累，以及出現(xiàn)故障爆炸的情形。

3 智能電網(wǎng)輸電檢修優(yōu)化實(shí)踐的情況分析

3.1 預(yù)防檢修

在輸電設(shè)備檢修管理階段，技術(shù)人員的重要任務(wù)就是延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。按照輸電檢修的要求，主要開展預(yù)防性、改進(jìn)性、修復(fù)性、現(xiàn)場(chǎng)檢修等不同的類型。預(yù)防檢修是最為基礎(chǔ)的檢修方式，在設(shè)備正常運(yùn)行的狀態(tài)之下，完成相應(yīng)的檢修工作，檢查以及測(cè)試相應(yīng)設(shè)備運(yùn)行情況，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，或者有故障問題，就要及時(shí)消除相應(yīng)的故障，避免故障或者事故所導(dǎo)致的危害問題。采用預(yù)防性的檢修，主要是通過可靠性檢修、定期檢修、狀態(tài)檢修等技術(shù)形式來完成。

3.2 檢修優(yōu)化

輸電檢修優(yōu)化，更注重機(jī)組檢修計(jì)劃的優(yōu)化與調(diào)整，使用這種技術(shù)方案可以分成啟發(fā)式檢修，以及數(shù)字優(yōu)化、智能優(yōu)化等不同的形式。智能優(yōu)化的方法是在現(xiàn)有的電網(wǎng)條件之下有序開展輸電檢修的方式。它主要是應(yīng)用遺傳算法，或者禁忌搜索，禁忌搜索與免疫相結(jié)合的技術(shù)手段。從以往的輸電線路檢修實(shí)際來看，我國(guó)的工業(yè)發(fā)展水平整體較為落后，在輸電線路檢修階段，整體的認(rèn)識(shí)較晚，檢修經(jīng)驗(yàn)不足，在檢修設(shè)備與技術(shù)應(yīng)用期間，整體的方案較為落后，這種輸電檢修方式較為單一，顯然不能滿足電力企業(yè)發(fā)展需要。如今我國(guó)進(jìn)入科技快速發(fā)展階段，有不少科研單位以及電力企業(yè)在反復(fù)的實(shí)踐與摸索之中，找到檢修優(yōu)化的方案。

3.3 技術(shù)革新

高壓電氣設(shè)備之中，絕緣檢測(cè)應(yīng)用傳感器，以及大型電站的集中診斷、遠(yuǎn)程檢測(cè)、狀態(tài)檢測(cè)等，都針對(duì)檢修技術(shù)的優(yōu)化展開一系列的嘗試。在智能電網(wǎng)的背景之下，實(shí)現(xiàn)廠網(wǎng)分開的市場(chǎng)化運(yùn)作模式，現(xiàn)如今所應(yīng)用的輸電線路檢修模式，對(duì)輸電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性等方面有諸多的要求，不能滿足供電質(zhì)量管理、資金管理方面的需要。所以在新環(huán)境之下，要順應(yīng)輸電檢修工作的要求，及時(shí)優(yōu)化管理模式，并調(diào)整實(shí)踐方案。這樣就能夠控制輸電檢修的人力、物力、財(cái)力等方面的投入，而且可提升輸電線路的可靠性，供電質(zhì)量也會(huì)不斷提高，能夠有效提升供電系統(tǒng)運(yùn)作的效率[4]。

4 智能電網(wǎng)背景之下實(shí)現(xiàn)輸電檢修模式優(yōu)化

4.1 做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，優(yōu)化檢修模式

輸電檢修階段，可能會(huì)面臨物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)或者人為風(fēng)險(xiǎn)因素，物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)主要是因?yàn)樗幁h(huán)境，或者自身狀態(tài)等不安全因素的影響，人為風(fēng)險(xiǎn)則是因?yàn)槿藶椴僮魉鶎?dǎo)致的不安全因素。從控制點(diǎn)的管理要求來看，物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)更可控而且固定，但是人為風(fēng)險(xiǎn)不可控，而且是一種動(dòng)態(tài)的模式。兩者共同構(gòu)建起智能電網(wǎng)之下，輸電檢修優(yōu)化模式是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管理的環(huán)節(jié)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，是在特定運(yùn)行狀態(tài)之下做好風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算的過程。通過實(shí)時(shí)的評(píng)估、構(gòu)建模型，以及提升計(jì)算提速的策略，對(duì)設(shè)備進(jìn)行模擬分析等形式，完成風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算過程的管理。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的背景之下，輸電線路檢修模式優(yōu)化，在智能電網(wǎng)的背景之下，依靠設(shè)備工程學(xué)的相應(yīng)觀念和全面質(zhì)量管理的要求，評(píng)估輸電設(shè)備出現(xiàn)故障問題的概率，確保系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管理以及安全管理、維修管理等工作。技術(shù)人員要確保設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行階段始終能夠保持一種健康狀態(tài)，提升供電可靠性。另外，在輸電檢修期間，要注意控制時(shí)間，減少相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)成本投入，進(jìn)而獲得最大的經(jīng)濟(jì)利益，提升輸電系統(tǒng)的利用率[5]。從風(fēng)險(xiǎn)降低值的角度來看，輸電檢修主要包含計(jì)算機(jī)風(fēng)險(xiǎn)率降低，檢修計(jì)劃的優(yōu)化與調(diào)整。在檢修過程中，要對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)問題的安全性進(jìn)行模擬以及評(píng)估，確定相應(yīng)的步驟之后再開展輸電檢修工作。

4.2 輸電設(shè)備故障探測(cè)與診斷

技術(shù)人員對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)管理，能夠更好地判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)其使用壽命進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)做好檢測(cè)與管理工作，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，這對(duì)故障發(fā)生也有一定的預(yù)防作用。設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)工作主要包含設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以及運(yùn)行能力評(píng)估，分析設(shè)備運(yùn)行的壽命，在運(yùn)行階段是否有故障問題。技術(shù)人員在評(píng)估之后，要注重驗(yàn)收、測(cè)試等相關(guān)工作，避免設(shè)備運(yùn)行階段可能會(huì)出現(xiàn)的人身安全問題，避免設(shè)備污染環(huán)境等情況。

4.3 做好機(jī)械設(shè)備檢修

機(jī)械檢修工作的主要內(nèi)容包含變壓器、熱交換器等機(jī)械設(shè)備的檢修工作。在變壓器機(jī)械檢修期間，主要包含套管的維修與清潔工作，通過檢查與處理泄壓阻塞，以及熱交換設(shè)備和散熱器、風(fēng)扇、泵等的修理與更換工作，能夠及時(shí)調(diào)整變壓器的繞組，再進(jìn)行調(diào)試、檢測(cè)與校準(zhǔn)，后續(xù)或許要進(jìn)行大修或者校準(zhǔn)，技術(shù)更新相應(yīng)的設(shè)備零部件。

以變壓器溫度異常問題的檢修來看，出現(xiàn)溫度升高的情況，可能是變壓器與周圍介質(zhì)的溫度差值變大，那么絕緣體也因此受到影響，繞組的損耗也由此增多。溫升控制在一定范圍之內(nèi)，這樣變壓器能夠保持一種正常運(yùn)行狀態(tài)。如果變壓器溫升有異常問題，就要查明其中的原因，并采用相應(yīng)的降溫措施，對(duì)變壓器的負(fù)荷、冷卻介質(zhì)的油溫、線圈溫度等進(jìn)行檢查。如果冷卻設(shè)備有異常問題，則需要立即開啟別用冷卻器[6]。如果采用以上的措施仍然不能控制溫度，變壓器油溫與線圈的溫度持續(xù)上升，油溫高出正常負(fù)荷，與冷卻溫度10℃時(shí)，則需要立即上報(bào)，并暫停變壓器運(yùn)行，通知相應(yīng)的維修部門。

4.4 保障設(shè)備絕緣性

改善絕緣強(qiáng)度，其主要目標(biāo)是完成油過濾或者脫氣等工作，將變壓器、LTC 監(jiān)控器件油中的氧氣、其他氣體排出，降低水分與酸的含量，并去除金屬或者其他粒子，進(jìn)而提升絕緣性。技術(shù)人員還需要對(duì)變壓器油箱泄露問題及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理，這項(xiàng)工作對(duì)輸電檢修有極為重要的作用。

5 結(jié)語

電力系統(tǒng)運(yùn)行階段，做好輸電設(shè)備的檢修管理，是完成系統(tǒng)運(yùn)行管理極為重要的一環(huán)，也是電力企業(yè)有序生產(chǎn)以及運(yùn)營(yíng)管理的基礎(chǔ)工作。設(shè)備檢修工作有序開展，目的是讓設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，提升設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性，通過優(yōu)化輸電檢修方案，提升設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的方式，能夠?yàn)殡娏Ξa(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。