特高压输电线路运维管理的研究

特高压输电线路运维管理的研究

国网四川省电力公司检修公司西昌运维分部四川省西昌市615000

摘要:为了建立联合电力配置系统,满足城市能源需求,实现高功率的中远距离传送和互联,国家积极发展1000KV的特高压交流输电线路。通过运行来看,具有运行可靠、功率稳定和结构便捷等特点,但在实际运行过程中,由于传输距离过大,天候特点复杂,故障发现不易等因素,造成运行维护难度较大。本文在研究分析特高压输电线路运行的主要特点和存在问题的基础上,对运行维护的要点进行分析探讨,有针对性的提出相应的对策。

关键词:特高压;输电线路;运行维护

改革开放以来,我国的经济体制发生了深刻的变革,社会结构也发生了翻天覆地的变化,受其影响电力行业的变化也日新月异。“经济要发展,电力要先行”,过去的管理模式已经无法适应现代化电力工业发展的快速步伐,近年来电力行业的快速发展,超、特高压输电线路管理也逐渐呈现出越来越多的问题,如何提高超、特高压输电线路的管理成了现代化电力工业管理的当务之急。该文笔者从超、特高压输电线路全方位、信息化管理的角度出发,论述了输电线路管理中存在的问题及应对措施。按照国网公司制定的特高压电网建设规划,到2020年,全国将建成20000公里的特高压电网输电线路,与现有基础设施构成“一特四大”的输电网络。随着规划目标的逐步实现,投入运行的线路越来越多,电网的运行维护问题也日益凸显,需要我们在工作不断进行总结和提高。

一、特高压输电线路运行的主要特点

当前,对比正在使用的电压及越高压输电线路,有着自己本质的特点和区别:

(一)结构应用参数更高。为了满足线路间隙和距离要求,特高压输电线路杆塔高度对比超高压杆塔更高,绝缘子串子更长、吨位更大、片数更多;加之电压额度为1000KV,导致带电体周边电场强度更高,为了保证其基本性能,大都采用分裂导线加以串联,以此来提高线路的机械性能、流通性能和电磁环境的稳定性、经济性。

(二)线路运行安全稳定。特高压输电网络因为其自身特点,能够合为更多的用电主体提供稳定可靠能源,但影响范围也更大。以往线路发生问题可能影响的是一条街或者一个城市,但现在出现问题可能会影响到一个地区。基于此,国家在电网建设时充分考虑到其安全稳定的要求,相比原有电网具有更安全、更稳定、更耐久的特点。

(三)维护运行环境复杂。由于我国地域辽阔、地形复杂、天候多变,对特高压输电线路的运行及维护造成影响较大。如塔杆高度较高,雷击的概率加大,绕击的次数增多;中国部分地区大气污染较为严重,加之长串绝缘子串的自身特点,污染现象和覆冰情况更为突出,防风要求也更高。

线路自身的特点给运行维护工作带来了较大的难度,如绝缘子串长度大,型号多,更换较为困难;电压荷载过大,对于检修工作的各项指标要求较高;同时,停电往往带来更大的损失,一般采取带电作业,对于人员安全技能操作要求较高。

二、特高压输电线路运行维护的基本要点

(一)常见故障的防治。“防患于未然”一直是电路维护的金科玉律,在施工时充分考虑到天候条件、地质特点以及荷载情况,对各种发生故障的可能性进行提前预测,有针对性的加以防治,积极做好定期与不定期的维护工作。比如为防止雷击,减小保护角,定期对零低值的绝缘子、接地装置等进行检测和更换;为了提高设施的抗冰冻能力,要选择覆冰较轻的地段进行搭设,增加杆塔、缩小塔距,在冰闪频率较高的地段,使用“V”型串或者倒“V”型串进行配置,并根据实际情况,及时调整,使设计更加趋势于合理。

(二)电路的常规检测。常规检测主要是对绝缘子、金具、导地线、杆塔和接地装备等基本元件进行检测。进行常规检测的目的是能够及时发现和掌握输电线路在运行中出现的问题及隐患,做出相应的处理和维修。通常采用红外成像和紫外线检测等手段,这两种技术手段属于在线检测,也是状态监测,目前在我国应用范围较大,主要是通过在线监测系统取得相关的状态参数,对照相关标准找出变化指标,由专业人员确定是否存在问题及隐患,而后根据需要提出相关的检修建议。另外,根据需要还研究了很多应用于现场的检测、检修和防护用具,便于实地检测。

(三)线路的现场巡视。为了弥补线路过长,环境复杂等问题,健全安全管理制度,结合线路分布特点,我们还采用了相应的直升机巡视技术,辅以红外成像和紫外监测技术,使得这种巡视技术的优势更为突出。比如能够提高工作效率。由于在空气作业,可以不受空间和地域的限制,克服了巡视的局限性。直升机在巡视时速度可以达到40km/h,相当于几十个工人同时作业,比较适合冬季污闪等精细巡逻作业;安全可靠性更高。杆塔由于配件较大,不易攀爬,人工作业安全隐患较大,采用直升机巡视,可以减少人员攀爬次数,提高安全系数。另外,直升机巡视可以利用更加先进的仪器,对设施进行多维扫描,提高巡视质量。

三、特高压输电线路带电作业要点分析

在1000KV特高压的主要运作维修手段当中,带电作业一直是最为重要的作业方式,在作业当中,要注意以下几个方面。

(一)控制好安全距离和组合间隙。在无分闸电阻,海拔为O的条件下,经过计算分析,典型带电作业的最大过压水平值为1.72P.u.,相地过压波前的时间大于3000us。按照这个基本数据,结合实际比例,在作业位置进行放电实验,计算得出人体活动的最小安全距离为0.5m。当安全距离为6.0时,边相最小安全组织间隙为6.6;安全距离为6.7时,中相最小安全组织间隙为6.9;安全距离为6.2时,耐张串最小安全组织间隙为7.0。

(二)计算好绝缘工具的有效长度。绝缘工具的使用必须要以安全为前提,这就涉及到安全距离和工具长度的计算,在实际作业中使用不同的绝缘工具。在无分闸电阻,海拔为O的条件下,根据绝缘工具的不同用途和长度,进行操作冲击放电实验,当支拉吊工具长度为6.5时,操作工具的最小有效绝缘长度对应为5.9。所以,作业人员必须要根据不同的作业状况使用不同长度的工具,以确保绝对安全。

(三)作业人员的自身的安全防护。高压带来的高磁场是带电作业人员最重要的安全因素之一,在作业中,必须要穿着高效率的屏蔽服,克服强电场带来的危害。试验表明,必须要使用参数符合国家标准,且屏蔽效率大于60dB的布料制成,外观为一体式。进行等电位作业时,还要加戴大于20dB的网状面罩,进行电位转移时,必须要使用转移棒减小脉冲电流,避免产生电火花和直接烧灼屏蔽服的现象。

(四)设计好带电作业保护间隙。在实际带电作业的过程中,有可能会出现一些概率较小的事件,比如高幅值操作过电压等。所以,对于设计紧凑的特高压输电线路,通常使用加装保护间隙的方式。通过实验研究表明,这种作法可以有效的降低带电作业的危险系数,提高安全指标,这种作法还有利于优化塔头设计和提高资源利用率。

(五)完善“三位一体”立体巡检模式

人工巡视已经无法满足输电线路运维巡视需要。随着超、特高压线路的日益发展,为节省电力通道资源及节约成本,线路杆塔大多采用双回及多回路设计,80~100m的高塔已经趋于常势,随处可见。原先靠地面人工巡视发现线路上缺陷及隐患的弊端已经逐渐显露。

应对措施:地面人工巡视已经难以发现高塔上导线、金具及线档中间间隔棒、线路通道的缺陷及隐患,因此,应大力推广直升机、无人机、人工巡视相结合的“三位一体”的立体巡检模式。在开展常态化直升机巡视,逐塔逐档排查缺陷及隐患的基础上,开展无人机针对外破区、山火区、居民区、污秽区、覆冰区等特殊区域的动态特巡监控,并结合人工消缺的方式将线路上缺陷、隐患及时予以消除,提高线路的整体健康水平。

(六)实现特高压线路远程管控

随着经济社会的快速发展,超、特高压输电线路周边开发区、道路施工等工程增多,违章施工、开山爆破、吊车碰线、炼山造林、超高树障等外力破坏对线路安全运行的威胁不断加大,加大了动态管控线路的难度。

应对措施:在1000kV特高压输电线路及500kV超高压输电线路上安装分辨率高的远程在线监测设备,用于监控线路通道外破施工、山火隐患及防覆冰、防鸟害、防污闪监测等,并建成超、特高压输电线路远程在线监测诊断中心,对安装的远程在线监测设备实行专人巡查、统一监控、规范管理,形成完善的在线监控体系,实时掌控线路动态,实现了输电线路的远程管控。

(七)实施输电线路精益化管理

随着线路的逐年增加,人力资源却不能同步无限量增加,以往的线路常态化巡视工作已经无法满足电力工程现代化管理的需要。

应对措施:按照输电专业精益化管理要求,创新工作思路,结合输电专业季节性工作特点,将防外破、防覆冰、防鸟害、防雷害、防污闪、防山火等运维工作按二十四节气进行细化分解,工作节点细到周,形成“输电专业精益化管理二十四节气表”,并将各项工作责任层层落实,全面提升输电专业精益化管理水平。

四、结语

近年来电力行业的快速发展,超、特高压输电线路管理也逐渐呈现出越来越多的问题,如何寻求有效的方法,解决超、特高压输电线路管理中的隐患,已经成为电力企业发展的当务之急。可以预见,随着特高压输电线路的逐步建设和并网,运行维护工作必将成为重点保障内容进行研究,使之始终成为电网建设的配套工程,不断发展与完善,为电力设施的发展保驾护航。

参考文献

[1]李旭炯.特高压输电线路运维管理的研究[J].甘肃科技,2013(20):116.

[2]刘然.特高压输电线路通道清理研究[J].机电信息,2013(30):154.

[3]王婷婷.超/特高压输电线路雷电屏蔽性能方法研究[D].重庆:重庆大学,2013.

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