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电力输配电线路的运行维护与故障排除技术

2021-10-14

科技创新与应用 2021年28期
关键词:检验法输配电杆塔

高 明

(国网黑龙江哈尔滨市双城供电有限公司,黑龙江 哈尔滨 150100)

在电力系统中,电力输送线路主要是用来传送电能,这就意味着如果输电线路发生故障问题,那么就无法正常开展电力传输工作,并且会让电力系统处于瘫痪状态,进而严重影响到人们的用电。此外由于输电线路是以远程传输为主,线路众多并且十分繁琐,同时还要经常交叉运作,所以若其中某个线路出现故障,那么就会导致剩下的线路全部受到影响。为此相关工作者要掌握故障排除技术,并做好对电力输配电线路的运行维护工作,以此保证电力输配电线路的施工达到理想的要求。

1 对电力输电线路运行维护的方法

1.1 对运行之后的路线进行定期检查

想要让电力系统保持平稳运行,那么就要定期对线路进行检查,而且在此期间要采用最为合理的方法对所检查出来的问题进行及时解决。参与输电线路检查的工作人员要保证受到过严格的培训,并还要具有较强的检查能力,能够对各线路部分进行准确地检查。定期、不定期检查、登上塔杆检测以及特殊情况检测等是经常采用的检查方式。特别是在恶劣的施工环境当中,检查力度要进一步加强,原因是在于自然环境、地质环境会给线路造成极大的影响,若不做好检查,那么就很有可能发生短路、断路以及线路腐蚀的情况。此外还要对输配电线路中所配备的绝缘子、金属和有关辅助装备进行严格检查,若发现存在故障,那就要立刻进行备案,然后通报给管理部门,并在通过审批后马上进行维修,以避免出现安全隐患给输配电线路运行造成影响[1]。

1.2 做好在特殊天气条件下的运行维护工作

1.2.1 在低温大雪环境下的运行维护

输电线路很容易受到自然环境的影响,其中影响最大的就是冰雪、暴雪等这些极端天气。一旦遇到这种天气,那么输电线路就会在极低的温度下发生线路断裂的现象,为此要事先制定解决方案。一是在设计输电线路的过程中,要对附近的地质、天气状况以及气候规律进行系统的调查,然后根据结果来判断是不是有必要进行线路施工,这样就能够在施工期间免受天气的影响。二是要加大对于输电线路的维护力度,委派专业工作者对输电线路进行检验,确保线路始终都能够在可控的范围之内,从而减小出现隐患的可能性,保证输电线路得到平稳运行。

1.2.2 在风雨天气下的运行维护

在风雨天气下,山区、林区很容易发生自然灾害。如果发生这些情况,那就会严重破坏输电塔杆以及输电线路。为避免以上问题,相关工作者就要加大对于施工环境的勘测力度。而且还要和气象局进行合作,以保证能够在第一时间掌握天气情况,然后事先制定出预防方案。相关工作人员要采取完善的措施,经常对输电线路进行运维,以保证输电线路能够稳定地运行[2]。

1.3 电力输配电线路的防雷保护

要对潜在的风险因素提前制定出合理性的方案。比如最有可能导致故障问题的雷击情况。所谓的雷击,其实就是往自然环境中施放的一种能量,而通常来讲,对于这种自然现象很难进行提前预防,如果发生的话,会极大程度地影响输配电线路,所以在运行维护的过程中,要按照电力输配电线路的实际情况以及所处的环境来事先制定预防雷击的方案,同时要提高监测雷电天气的能力,确保监测的准确性,这样就能够做好对于雷电天气的预防。通常主要采用的维护方式如图1所示:(1)往输配电线路里设置避雷针,以加强雷击预防效果,这种方式最为简单,也比较省力,并且还能够加强线路电阻,能抵御电流给输配电线路所带来的破坏。另外,避雷针还能够把分流雷电中自带的电流释放出去,从而就可以避免雷击所产生的电流对塔杆造成影响。(2)利用耦合的方法将导线进行衔接,同样也能够保护输电线路,防止雷击给绝缘子造成破坏,并还可对导线形成保护。(3)还可通过中性点不接地的形式进行电力输电线路施工,作用在于能够降低雷电所形成的电流给线路所产生的作用,进而避免发生单相电接地的情况,这样一来就可防止线路控制开关出现短路。

图1 防雷图示

2 电力输电线路故障排除策略

2.1 合理选择故障检验方法

在对电力输电线路故障进行排除的时候,要根据故障的实际情况采用最为合理的故障检验方法。其中普遍所采用的故障检验方法包括状态检验法、电子检验法等。其中状态检验法使用起来要比别的故障检验法更加简单。相关工作者可将输电线路分成若干个部分,然后分别进行故障检验和排除。此外,相关工作者要从总体角度去研究输电线路故障问题,然后开展分段检验的形式,以找到故障所在之处和故障类型。在使用电子检测法的时候,要结合最为先进的设备,在明确输电线路故障所在之处之后,再研究出现故障的原因和故障类型[3]。

除此之外,还包括故障电压与电流增幅法、高低频检验法以及考尔曼滤波技术与模式识别法。

其中在三相电压、电流没有任何问题,以及掌握故障状态下振幅的实际情况后,才可以使用故障电压以及电流增幅法。此方法适合用到低阻故障当中,特点在于操作简便,不过不适合用来检验高阻故障;高低频信息检验法普遍会用到对电力输配电线路的检验,主要是分析低价频谱和低次谐波在出现电流后的电流信号情况,观测其变化;在检验高阻故障的时候普遍会使用卡尔曼滤波技术与模式识别检验法,此方法是通过检验电流在传送电能期间出现的弧光高阻接地故障、电流电压信号来分析。

2.2 采用科学化的故障排除程序

创建合理的故障排除流程是有效排除电力输电线路故障,加强电力输电线路运行平稳性的前提。相关工作者要加大对于输电线路故障的检验力度,并着重研究故障类型以及产生故障的原因,然后按照附近地区电力输电线路的实际状况,有针对性地排除输电线路故障,进而缩减电力输电线路故障范围。同时还要站在理论和实践两个层面来研究故障应急解决方案,以避免在进行故障排除时,给附近的电力系统运行造成干扰。

2.3 开展状态运维工作

目前,电力输出线路运行维护普遍是以在线监测为主,并且效果显著。通过在线检测技术,工作人员能够随时了解输电线路设备运行的实际情况。另外,进行输电线路检验时采取状态运维的方法,并结合全新的检验设备,能够全面掌握电力设备运行情况。

开展状态运维,能够及时掌握电力设备的潜在故障,进而可在第一时间进行故障检修。使用全新的检验设备,能够随时对高压线路的运行情况进行监测。如果出现问题,要立刻找到故障所在之处和出现故障的原因,然后进行有效地解决。伴随科技的进步,电力企业要采用全新的设备和技术,确保电力输电线路运维和故障排除的总体效果达到理想的要求[4]。

2.4 引入新技术

在排除电力输电线路故障的时候,要采用最为先进的技术,简化电力二次回路检修流程,保证电力输电线路中继电保护装备能够得到平稳安全的运行。此外,还要加大电力系统管理力度,并实时监测系统运行,合理调整电力输电线路系统,仔细研究故障数据和信息,确立故障点检修方式。在进行电网施工过程中,电力部门要采用最为先进的设备和技术,及时优化电流输电线路的机电保护装备,合理地使用先进技术来不断加强电力输电线路故障排除能力。

2.5 优化输配电线路自动化控制水平

要根据所在地输配电线路系统的特点和实际情况来采用合适的自动化控制技术,进而达到远程控制输配电的效果。通过对图2的分析能够了解到自动化控制系统已经能够进行故障诊断定位,这样一来相关工作者就能够立刻找到故障所在之处,进而全面提升系统运维效率。而且相关工作者还可利用自动化控制系统实时监管系统运行,及时发现潜在故障,从而将故障扼杀在摇篮当中。即使故障已经发生,相关工作者也能利用自动化控制系统把有关的线路移入进备用线路当中,从而确保用电的安全性,并且还能够精准地排查故障,避免工作人员遭受电击[5]。

图2 输配电自动化控制系统故障诊断定位示意图

2.6 路径优化

路径优化采用下面的公式:

式中:Fij代表的是路径优化对应的目标函数;D代表的是还未检查的杆塔数量;Pi代表的是杆塔对应的风险概率;α和β代表目标权系数。为了尽可能快速且准确地解决故障问题,需在对巡检路径进行优化时事先给风险事件产生概率较大的杆塔进行检查,并尽量减少检查所需要的时间。综合考虑上述两个要求,可采用群智能优化算法对两个目标予以优化。

2.7 创建风险模型

在规划线路检查路径的时候,输电杆塔发生风险的概率是主要的参考依据。并且还是判断杆塔运行状态的主要数据。使用数据挖掘芯片技术去采集杆塔运行所产生的不确定性因素与相应数据,然后进行处理,构建风险模型,最后给出相关的条件概率进行运算。对全部潜在的风险因素用B来代表,而决策属性则用P来代表,则形成如表1所示的决策系数表。

表1 决策系数表

在该表当中,B1代表的是杆塔所处区域的天气情况;B2代表的是塔杆所处区域的地质情况;B3代表的是杆塔温度;B4代表的是杆塔检查周期;B9代表的是杆塔电压等级;P代表的是杆塔运行状态。

对表1中各影响因子相关的风险系数进行量化处理,利用数据挖掘技术运算,可构建风险概率模型。通过贝叶斯网络运算杆塔风险运行影响因素间的信息,生成以(Ip(Bi;Bj|B)(i,j=1,2,...,n))为弧的权重加权无向图的网络模型。

使用这个模型可以运算各种属性相应的条件概率,而且还可根据概率运算,明确风险运行概率大小[5]。

3 结束语

电力输电线路对于电力系统来讲至关重要。其能否安全平稳运行,直接关乎电力系统的稳定性。所以相关工作者一定要做好对于电力输电线路的运维工作,对整个运行工作进行实时监管,获取到最新的信息,一旦出现故障,要在第一时间采用合适的故障排除技术来解决故障问题,这样一来就能够保证电力输电线路安全稳定运行,从而使整个电力系统得到良好的发展。

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