配網(wǎng)線路運(yùn)檢中智能在線檢測方法的運(yùn)用

楊子瑞 宋驍磊

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司 江蘇 鹽城 224005

引言

隨著能源計(jì)劃等相關(guān)政策要求的公布，電力消耗越來越大。結(jié)合對以前電力自動化管理模式的分析，可以看出配電網(wǎng)的故障處理方面出現(xiàn)了比較明顯的不足。為了避免影響供電和供電的正常運(yùn)行，需要一個(gè)保護(hù)功能全面、穩(wěn)定、快速的配電保護(hù)裝置。為此，該文對配網(wǎng)線路運(yùn)檢中智能在線檢測方法的運(yùn)用進(jìn)行了探討，提高供電系統(tǒng)安全性。

1 配電線路運(yùn)行中存在的問題

1.1 管理力度不強(qiáng)

監(jiān)測電線故障涉及多個(gè)方面，工作內(nèi)容更加復(fù)雜和繁重。根據(jù)目前的資料，有關(guān)該技術(shù)的政策和規(guī)定內(nèi)容較少，缺乏實(shí)際應(yīng)用參考價(jià)值。與此同時(shí)，一些企業(yè)在協(xié)調(diào)方面沒有得到很好的實(shí)施，統(tǒng)計(jì)整理配電線路故障系統(tǒng)的數(shù)據(jù)目標(biāo)很弱，缺乏管理方面的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，導(dǎo)致管理內(nèi)容不夠具體化，工作人員在實(shí)施的過程中也會由于缺乏管理導(dǎo)致出現(xiàn)差錯(cuò)，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。在實(shí)際當(dāng)中選擇調(diào)度自動化建設(shè)思路進(jìn)行應(yīng)用當(dāng)中，往往會過于注重應(yīng)用，從而忽略了恰當(dāng)?shù)墓芾矸绞?，?dǎo)致現(xiàn)存的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確整理出。

1.2 未全面考慮整合信息和關(guān)聯(lián)性

訪問調(diào)查顯示，為保證工作效率，在設(shè)計(jì)GIS和SCADA模型、接口等時(shí)，部分企業(yè)在沒有確定詳細(xì)設(shè)計(jì)方案的情況下開展工作，嚴(yán)重影響后續(xù)管理戰(zhàn)線故障工作，妨礙實(shí)施進(jìn)展，反而影響工作效果，因此將投入額外的人力物力等。同時(shí)，在應(yīng)用于GIS的同時(shí)，只關(guān)注配電網(wǎng)建模，僅僅只能達(dá)到靜態(tài)應(yīng)用，無法實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的動態(tài)應(yīng)用?；诖耍趯τ诠芾眢w系實(shí)現(xiàn)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確劃分各個(gè)工作職責(zé)，著重關(guān)注于數(shù)據(jù)整理方面。在此期間，還有其他不足之處影響最終工作效果，比如開發(fā)廠商對于供電企業(yè)中的配網(wǎng)管理結(jié)構(gòu)以及流程不能準(zhǔn)確掌握，導(dǎo)致裝置產(chǎn)品無法準(zhǔn)確進(jìn)行適用，同時(shí)，一些相關(guān)技術(shù)對于配電線路之中的實(shí)際定位缺乏認(rèn)知，無法清除了解應(yīng)用主體，從而影響后期應(yīng)用，無法實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。

2 配網(wǎng)線路運(yùn)檢中智能在線檢測方法的運(yùn)用

2.1 超聲波檢測技術(shù)

如果沒有出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，檢測到的大象周圍的電場應(yīng)力、離子保持平衡狀態(tài)。如果發(fā)生局部放電現(xiàn)象，就會打破平衡狀態(tài)，導(dǎo)致電荷轉(zhuǎn)移。正負(fù)電荷中和后，電流脈沖會引起加熱膨脹。如果出現(xiàn)溫度上升膨脹問題，電流可以恢復(fù)平衡狀態(tài)。但是，局部放電區(qū)域的體積會影響介質(zhì)壓縮狀態(tài)，造成電場應(yīng)力劇烈震蕩，發(fā)出20～200kHz超聲波，為超聲波檢測提供條件。實(shí)際應(yīng)用超聲波檢測時(shí)，為了保證檢測效果，在傳感器表面附著超聲耦合劑，以降低傳感器與被檢測設(shè)備空隙影響。例如，某地區(qū)10kV線路日常檢修期間，檢修人員應(yīng)用超聲波巡檢儀檢測發(fā)現(xiàn)放電聲音位于1號桿下引線連接部位，診斷為出現(xiàn)松動所致放電聲音，在放電區(qū)域檢測發(fā)現(xiàn)該部位劣化度為97，應(yīng)檢修處理。完成檢修工作后，使用WUD巡檢儀復(fù)檢，處理不良問題。

2.2 快速隔離處理

通過故障診斷和監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過程中的系統(tǒng)信息，可以及時(shí)明確故障的具體位置，利用GPRS技術(shù)和GIS技術(shù)確定故障的具體位置，為后續(xù)故障診斷和維修工作奠定基礎(chǔ)。在實(shí)際操作過程中，可以通過界面直觀調(diào)取所需數(shù)據(jù)，或者通過觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖像了解故障情況，主要包括故障點(diǎn)以及故障信息提示等，幫助工作人員在短時(shí)間內(nèi)定位故障點(diǎn)，為處理和維修工作的開展提供保障。

2.3 通信系統(tǒng)

從目前為止的經(jīng)驗(yàn)來看，在監(jiān)控配電線路故障時(shí)，設(shè)備無法實(shí)時(shí)完成監(jiān)控，因此存在局限性，在傳遞信息時(shí)無法完全實(shí)現(xiàn)。其中主要問題是通信信道故障，嚴(yán)重影響配電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至結(jié)果出現(xiàn)誤差，可能導(dǎo)致癱瘓，無法正常工作。負(fù)面影響的范圍很大。在此基礎(chǔ)上，要在通信系統(tǒng)的自動化建設(shè)上進(jìn)行合作，依據(jù)當(dāng)前已有的通信資源，使得能夠快速得知所發(fā)生的故障信息內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際情況，強(qiáng)化通信系統(tǒng)的應(yīng)用效果，同時(shí)還要考慮到運(yùn)行當(dāng)中可能會發(fā)生的問題，改進(jìn)網(wǎng)架地理結(jié)構(gòu)。尤其是對于電力管溝進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)工作時(shí)，光纜敷設(shè)位置需要提前預(yù)留出。參照目前通信系統(tǒng)存在的特異性，對配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步更新，從而徹底實(shí)現(xiàn)將自動化檢測完全應(yīng)用于配電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中。當(dāng)前整個(gè)社會發(fā)展都離不開通信，各種信息傳遞都要依靠于此，因此通信可靠性的需求極高，而“三遙”配電節(jié)點(diǎn)中也需要采用光纖網(wǎng)通信方式，可以使得無線通信更具備有效性，從而使得配電網(wǎng)故障檢測方案能夠得以不斷進(jìn)行完善與發(fā)展。

3 配網(wǎng)線路運(yùn)檢中智能在線檢測方法的運(yùn)用策略

3.1 建立健全電網(wǎng)操作規(guī)范體系

我國電力事業(yè)目前發(fā)展迅速，但在實(shí)際操作過程中仍處于較初級階段的技術(shù)水平，為了適應(yīng)現(xiàn)階段的市場經(jīng)濟(jì)體制，必須不斷解決和創(chuàng)新現(xiàn)階段電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的問題。電力企業(yè)日常運(yùn)營和維護(hù)工作開展時(shí)，電力企業(yè)的員工要有根據(jù)。有據(jù)可循，據(jù)此電力企業(yè)就需要建立健全現(xiàn)代化的電網(wǎng)系統(tǒng)操作規(guī)范體系。通過對目前電網(wǎng)配電運(yùn)維工作中的具體實(shí)施情況和操作流程，建立科學(xué)、合理的實(shí)施方案，對前期工作過程中遇到的各種問題進(jìn)行詳細(xì)的檢驗(yàn)和分析，對整個(gè)方案進(jìn)行全方位的考慮。同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)對配電運(yùn)維工作進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)測，利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行仔細(xì)的研究分析，為供電企業(yè)提供更加科學(xué)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，促進(jìn)電力企業(yè)能夠建立完善的操作規(guī)范體系，促進(jìn)智能電網(wǎng)配電運(yùn)維一體化建設(shè)發(fā)展進(jìn)程。

3.2 智能配電運(yùn)維管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[1]

①運(yùn)維管控。運(yùn)維管理工作流程是在配電運(yùn)維系統(tǒng)監(jiān)測電網(wǎng)數(shù)據(jù)異?；螂娏ζ髽I(yè)工作人員在日常檢查過程中發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，在信息平臺輸入信息，根據(jù)不同類型的故障情況進(jìn)行后續(xù)維修工作。上級部門完成維修審批確認(rèn)，有關(guān)部門進(jìn)行維修派遣，工作人員要制定維修計(jì)劃，定期查詢維修計(jì)劃。②報(bào)警信息。配電的報(bào)警信息管控主要是對電力配電站的電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測功能，對已經(jīng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行快速分類、快速定位及及時(shí)報(bào)警，電力企業(yè)的工作人員通過對報(bào)警信息的查閱了解到配電設(shè)備的故障情況。針對不同類型的電力設(shè)備設(shè)置不同的報(bào)警信息。例如對于通過測量電網(wǎng)中的電流電壓的參量得到的異常數(shù)據(jù)屬于遙測量數(shù)據(jù)；電網(wǎng)中的電力開關(guān)檢測其斷開還是閉合的狀態(tài)屬于遙信量報(bào)警。但系統(tǒng)檢測到有異常數(shù)據(jù)時(shí)，要在第一時(shí)間警示，做到早發(fā)現(xiàn)早處理。③實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。智能配電運(yùn)維管控系統(tǒng)實(shí)時(shí)對電網(wǎng)中的線電壓、相電壓/電流、功率等多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，通過對參數(shù)變化情況判斷電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。除此之外還對電力設(shè)備周圍的環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，利用配電室周圍環(huán)境的溫度、適度等。通過綜合上述參數(shù)數(shù)據(jù)對配電網(wǎng)系統(tǒng)的電力設(shè)備故障情況進(jìn)行預(yù)判，實(shí)現(xiàn)對配電故障的前期預(yù)警和預(yù)防。④能效分析。對配電系統(tǒng)進(jìn)行能效分析是配電運(yùn)維過程中的重要環(huán)節(jié)。智能配電運(yùn)維管控系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，構(gòu)建數(shù)據(jù)運(yùn)維分析模型按照配電運(yùn)維的模式進(jìn)行電力參數(shù)的查詢、統(tǒng)計(jì)以及分析展現(xiàn)。電力企業(yè)的工作人員通過歷史能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，判斷各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的能耗情況與其電力設(shè)備配置是否相符合。除上述系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)外，還需要對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為調(diào)度端和站端。通信站通過對各個(gè)子站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)信息共享，利用設(shè)定好的網(wǎng)絡(luò)通道以TCP的方式進(jìn)行信息請求的發(fā)送，再通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)開展通信，實(shí)現(xiàn)指令的接收和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過發(fā)送StarDT斷開TCP連接實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

3.3 配電系統(tǒng)優(yōu)化升級

高新技術(shù)的出現(xiàn)和工作方法的不斷調(diào)整，推動了配電網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)的變革和升級。在這個(gè)過程中，配電自動化技術(shù)功不可沒。事實(shí)上，配電自動化技術(shù)的有效應(yīng)用有助于優(yōu)化電子配電站設(shè)計(jì)和配電終端設(shè)計(jì)，進(jìn)一步增強(qiáng)配電系統(tǒng)的自動化、智能化，可以為徹底實(shí)現(xiàn)無人值守和自動化運(yùn)維提供保障。實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，利用配電自動化技術(shù)能夠幫助電力企業(yè)進(jìn)一步明確配網(wǎng)自動化運(yùn)維需求和要求，進(jìn)而從實(shí)際出發(fā)優(yōu)化電子配電站功能，使其在配網(wǎng)開關(guān)遠(yuǎn)程控制和電力系統(tǒng)監(jiān)控方面的作用得到進(jìn)一步發(fā)揮[2]。而且，配電自動化技術(shù)支持下，配電終端設(shè)備以及回路也將會得以優(yōu)化，主站系統(tǒng)的配網(wǎng)控制水平將會進(jìn)一步提升，配網(wǎng)運(yùn)維的響應(yīng)時(shí)間以及決策精準(zhǔn)性也會大幅提升。這樣一來，必然能真正實(shí)現(xiàn)無人化、高效化、智能化、精準(zhǔn)化配網(wǎng)運(yùn)維。

3.4 配電網(wǎng)運(yùn)維監(jiān)控

在配電運(yùn)維階段，要強(qiáng)調(diào)配電設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，還要做好維護(hù)和監(jiān)控管理。在這方面，配電自動化技術(shù)通過能夠全面監(jiān)控和控制配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)，有助于提高配電網(wǎng)運(yùn)行水平。事實(shí)上，電力需求增加，供配電壓力不斷增加，許多地區(qū)的配電系統(tǒng)不堪重負(fù)，配電網(wǎng)運(yùn)行過程中發(fā)生安全事故的概率大大增加。引發(fā)事故的原因不僅與自然因素和人為因素有關(guān)，更與設(shè)備和安全管理有直接關(guān)系[3]。因此，在配電網(wǎng)運(yùn)維環(huán)節(jié)重視運(yùn)行監(jiān)控十分必要。但傳統(tǒng)的運(yùn)維管理模式下，配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控方法落后、效果也不盡如人意，工作方法根本無法滿足現(xiàn)實(shí)需求；而引入配電自動化技術(shù)則可以解決上述問題，真正地實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行的全面監(jiān)測和精準(zhǔn)控制?；谂潆娮詣踊夹g(shù)，打造自動化配網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的不間斷監(jiān)測和實(shí)時(shí)管控。這樣一來，就能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)、分析、響應(yīng)和處理異常，無須依賴人工即可完成故障處理。通常來說，應(yīng)用配電自動化技術(shù)時(shí)，配電運(yùn)維系統(tǒng)可依托于實(shí)時(shí)監(jiān)測準(zhǔn)確追蹤、定位故障，還可以及時(shí)隔離故障區(qū)域切斷事故源頭；然后，依托于系統(tǒng)的自我修復(fù)和防護(hù)功能，可快速解決問題。在實(shí)踐中，以配電自動化技術(shù)為支撐的自動化配網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)，表現(xiàn)出了極強(qiáng)的自控性和自愈性；還展現(xiàn)出了不間斷運(yùn)維防控特質(zhì)，可切實(shí)保障配網(wǎng)運(yùn)維安全性。

3.5 配電網(wǎng)一體化運(yùn)維模式

在配電網(wǎng)一體化運(yùn)維模式下，運(yùn)維設(shè)備分為控制中心和運(yùn)維操作站兩層。配電網(wǎng)構(gòu)成控制中心，運(yùn)維操作站的數(shù)量根據(jù)變電站的數(shù)量進(jìn)行配置。控制中心和運(yùn)維操作站24小時(shí)無人值守，控制中心負(fù)責(zé)電網(wǎng)調(diào)度、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和其他遠(yuǎn)程操作任務(wù)[4]。運(yùn)維操作站從控制中心接到命令，直接執(zhí)行設(shè)備的現(xiàn)場工作，變電站的日常巡檢和維護(hù)工作，一般情況下，一個(gè)運(yùn)維操作站可以承擔(dān)多個(gè)變電站的運(yùn)維任務(wù)。配電網(wǎng)運(yùn)維一體化模式下，控制中心能夠?qū)崟r(shí)采集配電網(wǎng)的設(shè)備狀態(tài)信息，并且能夠直接對現(xiàn)場配電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，具有很強(qiáng)的操控能力。一體化運(yùn)維模式的架構(gòu)簡單，信息傳輸便捷，提高了故障反應(yīng)速度；管理流程便捷，優(yōu)化了人力資源的配置。隨著配電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，僅僅需要增加運(yùn)維操作站數(shù)量即可，不需要額外增加運(yùn)維人員。配電網(wǎng)運(yùn)維一體化模式下，一個(gè)運(yùn)維操作。

3.6 提升工作人員的綜合素質(zhì)

智能電網(wǎng)配電運(yùn)維一體化建設(shè)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，但電力企業(yè)日常運(yùn)維過程中，需要員工定期巡邏。有些傳感器信息需要檢查和維護(hù)無法檢測的狀態(tài)信息。在日常工作過程中，電力企業(yè)要對工作人員進(jìn)行嚴(yán)格要求，防止部分工作人員存在僥幸心理，對電力設(shè)備的巡檢存在應(yīng)付檢查的行為產(chǎn)生。同時(shí)為了保證運(yùn)維一體化工作的有效開展，電力企業(yè)需要不斷地加強(qiáng)對工作人員進(jìn)行定時(shí)定期的培訓(xùn)，以提升工作人員的專業(yè)技術(shù)水平和綜合素質(zhì)，促進(jìn)工作人員技能的提升，培養(yǎng)工作人員認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，保證智能化電網(wǎng)配電工作的科學(xué)、高效運(yùn)行。

4 結(jié)束語

綜上所述，由于電力需求度的提高，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，為了提高配電網(wǎng)運(yùn)行效率，必須及時(shí)整頓和管理配電設(shè)備狀態(tài)，結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)維護(hù)配電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備，明確智能在線檢測方法，使配電設(shè)備安全運(yùn)行。