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电力系统安全运行的问题及解决方法

2020-11-25李瑞春

电子技术与软件工程 2020年12期
关键词:电气设备检修状态

李瑞春

(山西国金电力有限公司 山西省吕梁市 033000)

电力系统的安全运行状态直接影响到电力系统的运行以及电厂的生产,这就意味着维护电力系统的安全运行有着十分重要的现实意义,运用合理有效的检修方法能够大程度上提高检修效果,避免或减少电力设备出现故障现象。不仅如此,在我国经济迅速发展的背景下,电力公司之间的竞争越加激励,而电力系统安全稳定运行能够在一定程度上给电力公司带来更大竞争优势,因此,应注重针对电力设备运用中存在的问题以及解决方法进行分析。

1 电力系统检修的实际意义

1.1 预防设备运行故障

对于电力系统的安全运行来说,具体又分为三种运行方式,分别是合环运行、解环运行、电网分区运行。电力系统的合环运行指的是电力系统的电气在操作过程中,将断路器、变压器、线路进行串构而形成的一种闭合性的网络运行操作。合环运行应注意两侧电压均需要低于30,并且相差角度也应低于30 度,还应确保220kV、500kV 环路中其合环开关的两侧电压应在10-20 之间。对于电力系统的解环运行来说,是指在电气在操作过程中,将断路器、变压器、线路进行串构,并以闭合模式进行的一种开断网络运行。若500kV 主通道断开后,会使220kV 电网的功率形成转移,这种情况下应将电磁网解环,此外,500kV 电网出现N-1 的故障,也需要将电磁网解环。对于电网分区运行来说,指的是在按电压等级进行分层的情况下,以电源及负荷的分布特点,对供电区进行划分,并根据实际情况进行供电区划分。

1.2 节约资金成本的投入

对于电力系统的安全运行来说,传统的电力系统故障检测存在着较多的维护弊端。例如,在进行维护检测的过程中,必须要进行定期检测,而这种定期检测通常又十分耗费人力与物力。同时,在进行检测时,其工作量也十分巨大,并且工作人员自身必须要有较高的职业素质以及技术能力,这样才能够在检测的过程中,降低错误的产生。如果在检修的过程中,出现任何一个微小的纰漏,那么不仅会影响到设备的正常运行,更会给电力系统整体的安全性带来严重的后果,甚至有可能会造成人员的伤亡。对此,在当前阶段使用智能系统进行设备的维护检测和数据监测,这样也能够在进行后续检修的过程中,降低失误发生的可能性,以此保证在节约成本的同时,提高其整体运行的安全性。

1.3 保证设备的安全性

电力系统设备状态检修的发展是电力系统运行的基本保障,这是由于设备的安全运行是保障设备良好运行的基础,同时运行检修又是其中最为重要的内容,因此根据其设备整体的运行状态而进行检修,其主要的目的就是保证降低突发事故发生的可能性,也可以保证在检修的过程当中,能够应对突然停电的事故进行及时处理,进而满足供电的基础需求。并且,开展设备状态的检测维修与分析项目,其自身开展的目的就是为了保证能够实现通过人工的有效处理,使电气设备能够发挥出自身应有的作用,也就是在设备运行的过程中,保证自身的安全性与经济性。此外,电力行业自身具有一定的特殊性,所以在该行业进行运转的过程中,必须要保障自身的运转完全性,这不单单需要体现在进行施工时要保证其基础施工的全面性,同时在进行运行的过程当中,其设备的运行也必须要有高效性和安全性,这样才能够保证日常供电的可靠性。对此,电力系统二次设备状态维修检测工作就是显得尤为重要。

2 电气的二次设备检修技术形式

(1)人工神经网络技术。在二次设备检修过程中运用人工神经网络技术能够将二次设备中存在较为复杂的故障准确的判断出来,并且还能够针对故障的严重性进行合理的预估,判断二次设备中可能会产生的故障问题。在实际运用人工神经网络技术的过程中,通常情况下都会选择运用BP 网络诊断方式,BP 网络诊断方式具有非常良好的实用性特点,在运用BP 网络诊断方式诊断二次设备存在的故障过程中,其主要工作原理就是运用传感设备来收集电流、噪音以及故障等等一系列的相关信息,当收集过信息之后就可以通过傅里叶变换原理分析以及处理二次设备的故障信息数据,然后将特殊信号频率峰值录入到BP 网络当中,这种情况下就能够通过神经网络将故障的种类传达出来。因BP 网络诊断还具有自主学习功能以及联想记忆功能、输入特殊信号功能、映射二次设备反应故障种类功能,所有BP 网络诊断能够将二次设备中存在的故障准确快速的判断出来。

(2)信号转变技术。简单来说就是指在进行二次设备检修过程中运用数字转变方式,例如:小波变换法,小波变换法能够做到调整电气信号以二次设备故障,并且还能够实现针对二次设备故障进行具体的分析。在针对二次设备进行检修的过程中运用小波转变法一般情况下都会在多尺度环境下进行,然后在此基础上检测二次设备部分地方突变点,进而能够得到二次设备的故障信息。另外小波转变法在正常运用的过程中具有稳定性较强以及可靠性较强的特点。

3 电气的二次设备检修方法分析

3.1 收集数据,科学预测设备状态

(1)收集数据。在进行二次设备检修的过程中,相关工作人员应合理有效的运用现代化信息管理技术,进而针对二次设备运行状态进行全面、详细、真实的记录,并且还要在此基础上定期进行检测,以此使得实时状态监测得以加强,进而逐渐形成二次设备的原始资料。这种情况下在进行二次设备检修的过程中,就能够通过这些资源科学合理的分析出二次设备的运行状态,进而促使二次设备检修具备针对性特点[1]。

(2)在获得二次设备运行状态数据之后,就要针对二次设备实时运行状态进行分析,然后将两者数据进行对比,探索两者之间存在的关系,在此过程中还要注重分析二次设备启动运行以及停止运行的次数、工作时间等等数据,将运行实际情况作为重点分析对象,在此基础上就能够针对二次设备故障进行准确的判断,这样能够为接下来的检修工作奠定良好基础,而选择科学合理的检修方法提供良好数据,能够在一定程度上提高检修工作质量以及检修工作效率。

3.2 设备状态监测方法

在进行电气的二次设备检修过程中,需要并且还要注重运用设备状态监测方法,使用设备状态监测方法能够有效完成对通信系统、接地系统、信号系统、逻辑判断系统以及交流测量系统进行有效监测,与一次设备检修不同之处就在于,一次设备的状态监测是设备元件,而二次设备的状态监测是系统或者是单元。而在二次设备状态监测过程中,针对于单元进行监测时,需要在二次设备离线的状态下才能够进行监测,最终通过监测而获得的数据能够最为二次设备故障诊断的依据[2]。在针对二次设备进行状态监测的过程中往往都会出现各种各样的问题,例如:在进行设备回路进行监测的过程中,由于很多回路都是由电缆以及继电路组成,而在针对这种较为复杂的电路进行监测的过程中不仅仅很难能够实现监测,同时相较来说还会消费掉大量的成本,在现如今时代背景下,二次设备在进行回路监测的过程中,是以设备管理为主,具体而言,需要针对于设备进行验收以及管理,然后在此基础上通过对离线检修资料进行整理,以及对比分析在线状态的数据,就能够完成诊断回路故障。另外,如果在针对二次设备进行检测的过程中存在电磁干扰,那么这种情况下就非常容易会导致装置不正常或者是信号失真的现象发生,因此,想要针对二次设备进行科学合理有效的检修,那么在检修之前一定要注重做好二次设备所处电磁环境的监测。

3.3 电力系统安全运行的故障检修

电力系统安全运行的故障大体分为五种,具体来说,每一种都有其相关的检测方法及维修技术。

(1)直流系统接地故障检修,电子控制器件大都在接地较小的电流系统内进行安装,其作用在于对电路进行自动控制,一旦当其变为零的状态,则说明电力处于均衡的运行状态下,而一旦出现低电压,并且另外两相电压又小于线电压,则说明出现了接地故障。所以,对于变电运行中产生的接地故障来说,在出现故障后,应停止直流系统的工作,然后,将直流系统进行分合实验,通常按照照明、信号及充电回路、户外及户内合闸回路,直流母线、蓄电池。在进行了接地回路后,应进行再次的分合实验,以此缩小故障范围。

(2)对于变电安全运行过程中,电容器的故障维修来说,电容器的外壳温度过快上升会出现运行故障,同时,电容器也会出现漏油的问题,这都会对电力系统的安全运行产生阻碍。一旦电容器出现冒火的现象,应将电源迅速切断,并利用沙子或者干粉灭火器进行灭火,然后在电容器恢复常温后,再检测其外观,然后遥测其电阻值,如果没有异常,则可以重新接好保险丝。同时,对于电容器的断路器、电缆电力进行检查的过程中,一定发现问题,应技术进行通电试验。

(3)继电器出现问题会导致母线出现故障,包括继电器拒绝工作,或过级跳闸,这主要是由于工作人员操作失误造成的,因此应提升工作人员的职业能力。具体来说,对于母线故障来说,应对这部分故障进行严格重视,由于母线出现故障会对变电的安全运行造成较大隐患,甚至会使整个电力系统瘫痪。对于母线的故障来说,大都是由于操作不当引起的。由于母线会受线路产生故障而引发继电保护由于拒绝而出跳闸的情况,这时需要对元件的故障进行排查。而且,要对母线的供电进行恢复,则需要在故障完全消除后。此外,对于重合闸配置失败的情况,则需要将备用母线进行更换。

(4)避雷针的故障检修,一旦避雷针出现引线烧毁故障,应立刻断掉电源,然后检查其是否接地,一旦发现接地问题,则需要向上级进行汇报。

(5)互感器故障检测维修,电压互感器出现外壳冒烟、漏油等情况,都会引发严重故障。因此,在发现问题后应立即将电源关闭,对于互感器的二次回路短线问题,需要在短线位置将其进行连接。但如果故障仍旧无法消除,则需要停用互感器后,进行详细检查。

3.4 在线监测确保电网稳定运作

通常来讲,电厂生产的电能会通过升变压电站、降变压电站、输电线路、配电线路直接供应给用户,并由此形成了一个庞大的整体。由于目无法进行大规模的电能存储,所以需要确保电能产、供、销的同时进行,因此任何一个环节出现故障,都会造成一系列的连锁反应。因此加强电能在线监测具有十分重要的作用,可以确保电网的稳定运行。首先,对于蓄电池组来说,由于其是后备的电源系统,同时也是直流系统中的最后一道防线,所以应确保蓄电池的瞬间大电流提供的能力[3]。其次,对于变电站10kV,35kV,110kV 的断路器来说,大都采用跳闸、合闸电流较小的弹操机构,但是会存在负荷之路的跳闸情况,而蓄电池在任何条件下都可以提供电压的情况下,可以有效确保瞬间电流的使用。而对于在线监测来说,其目的在于对市电中断后尚可提供电流的时间进行估算,以此对供电系统的不间断供电进行确保。而蓄电池自动在线监测系统,可以有效确保蓄电池组的在线维护需求。

4 电气的二次设备检修方法建议

电气的二次检测与电气的一次设备检测有很大不同,其检测的对象是一个较为庞大的系统,并且需要对整个系统中的元器件的性能和状态进行检查,首先,需要对操控回路、直流回路、交流输入进行检查。其次,需要对PT、CT 的二次回路绝缘性能、直流动力系统、元件、回路进行检查。最后,需要检查继电保护装置,包括接线检查、联接电缆检查。笔者建议,电力公司应针对于电气设备构建一个系统性较强的电气设备台账,电气设备台账的主要作用包括:电气设备的基础资料、电气设备的运行资料、电气设备重要性等级、电气设备故障资料、电气设备的检修项目资料等等,这种情况下在进行二次设备检修的过程中,系统性的电气设备台账能够为其提供详细的参考资料[4]。另外,因为电气设备在检修的过程中需要耗费较长一段时间,需要整理的相关信息数据较多,电气设备维修覆盖面较广,因此,在进行电气设备检修的过程中,应注重运用信息技术,并结合信息化的管理方式,进而构建成一个信息化的检修系统,这种情况下能够实现针对设备的实际情况以及运行情况等等进行实现系统性较强的信息化管理,能够促使检修工作顺利进行。

5 总结

总而言之,在我国经济以及科技不断发展的背景下,人们对于电力的需求越来越高,同时也促使电力系统获得更大的进步,而为了能够满足人们的电力需求,使得电力系统能够安全、稳定的运行,那么就必须要重视电力系统安全运行的检修工作,积极探索合理有效的设备检修方法,提高电力系统检修工作质量以及工作效率,进而促使电力系统运行能够与电力系统的发展相互适应。

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