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摘要:输电线路是电力系统的重要组成部分,承担着输电和联络的重任,对电力安全稳定有着重要影响,但由于高压线路输送距离远、运行环境复杂,导致影响输电线路容易存在安全隐患。能否准确、高效地评估输电线路运行状态,是合理制定状态检修策略的重要影响因素,也是开展智能化维护的关键技术。输电线路开展状态检修是智能电网的重要技术,随着越来越多的新技术、新设备应用于线路监测,一方面可以实时、全方位地监测线路状态;另一方面,海量、多类别的线路数据为运行人员准确、高效的判断带来困扰。因此,准确、高效地评估输电线路状态是开展智能化维护的关键。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对输电线路主成分状态量风险信息熵的检修计划研究提出了一些建议,仅供参考。
关键词:输电线路;主成分状态量;风险信息熵;检修计划
引言
现如今,想要确保电力系统的正常运行,就要对输电线路进行详细的检修。输电线路检修有着较高的风险,一旦出现疏忽将会威胁到工作人员生命安全。在这种情况下的前提下,针对检修计划的详细制定,再采取有效的安全措施,提升输电线路检修整体水平,降低安全事故的发生几率,保障输电线路稳定运行。
1、输电及高压配电架空线路概括
1.1 输电及高压配电架空线路发展情况
进入21世纪以来,我国社会经济快速发展,对电力能源的需求也不断增加。为满足社会和人民群众的用电需求,我国建设了大量的电力工程,而输电及高压配电架空线路作为电力系统的重要内容,承载着运输、分配电能以及连接发电厂和变电站的重要责任。故保证线路质量,对于电力系统而言十分关键。
1.2 输电及高压配电架空线路检修管理模式
通过查阅相关资料后得知,在输电及高压配电架空线路检修工作中,最常用的两种管理模式为集中式检修管理模式和分散式检修管理模式。究其原因,主要输电高压架空线路和高压配电架空线路有不同的检修任务,故在管理模式上有所区别。其中集中式检修管理模式多应用于高压输电架空线路之中,而分散式管理模式则被应用于配电架空线路。首先是输电线路检修施工:高压线路杆塔与杆塔的间距较大,涉及的范围需要以千米计算,故检修难度较高,为确保维修时间的一致性,在每次检修时,都需要出动大量的检修人员。
1.3高压输电线路的运行特点
高压输电线路不同于普通输变电线路之处主要表现在其结构参数、电压等级均比较高,线路多需将城区避开,以确保其运行稳定、安全。高压输电线路的绝缘子片长与额定电压呈正相关关系,两个参数值越高越易引起并加剧环境污染。高压输电线路建设施工的首要问题在于杆塔设置,杆塔过高通常会导致雷击、冰雪等更易袭击高压输电线路,增大高压输电线路管理与控制及故障处理难度。高压输电线路在其自身特征、经济条件与地形特征干扰下通常会发生不同类型的运行故障。
2、高压输电线路运行过程中存在的干扰因素
2.1天气因素
高压输电线路运行的影响因素众多,其中之一即为恶劣气候,冰雪天气引发线路结冰、雷电天气引发短路跳闸是其基本表现。这种因素具有客观性,无可规避,控制难度极高。中国幅员辽阔,地貌地形差异极大,雷击更易出现在空旷低洼地带,断电现象会就此出现。短(断)路、杆塔倒塌、杆塔倾斜均极易因线路结冰而发生,导致人身及财产安全受到严重威胁。南方地区高压输电线路近年来便因饱受大雪天气干扰而出现了不少安全运行问题。
2.2其他因素
乡村、城郊地区是高压输电线路的主要分布区域。此类区域同样是鸟类生存、繁殖的主要区域。鸟类活动频繁,高压输电线路因此而受到的影响同样极为严重。因鸟类活动导致的无故跳闸、短路等均比较频繁。高压输电线路本身如果过长,就会在一定程度上影响其自身安全运行。同时,由于线路多、长,线路更新不及时,从而导致线路老化,线路温度过高、表皮裸露等均有可能让高压输电线路短(断)路随时发生,这也是高压输电线路所面临的又一安全风险隐患。
2.3人为因素
环境污染日渐加剧是客观事实,因此高压输电线路必需要具备更加理想的绝缘子性能。植树造林力度连年加大的一个基本意图就在于修复环境、恢复生态,不过其同样在某种程度上增大了高压输电线路火灾风险,丘陵、山地等地带尤其如此。例如,偷盗地下电缆、矿石开采过度而直接损害输电线路地基等人为损害已严重威胁了高压输电线路运行安全,必需引起全面关注并加大管理力度。
3、输电线路主成分状态量风险信息熵的检修计划研究
3.1检修计划优化流程
当前准则基于电线杆、导线、等值线、金属、接地设备、设备附件和管道环境以及多种状态尺寸将电力线拆分为八个回路单元。输入电流回路状态检查会评估输入电流回路与设备丢失相关的风险,确定风险等级,并按照使用数据(如操作、维修、实验等)的顺序排列设备状态的变化。该过程主要基于输入电流通道特定时刻的风险等级,但不考虑与输入电流电路相关的变化。因此,不可能考虑风险和风险状况的变化对维修计划的影响。健康检查技术的发展和实时监控设备的综合应用,使人们能够准确、全面地评估管道风险的状态。因此,需要全面收集状态信息,以制定适当的维修方案,并对电路单元的变化和状态风险进行定量计算。其中包括:(1)收集状态信息,包括实时数据,如微米级、杆坡率、每日测试、检验数据和历史数据,创建一段时间或一段时间内的状态大小数据库。(2)根据电路单元熵的计算,确定风险数据熵是否高于阈值。当管道单元的风险消息低于阈值时,回路并不异常或严重。如果电路单元的风险资料超过临界值,则电路异常或严重。(3)当电路处于异常或临界状态时,可能会出现多个状态指示器风险,或多个状态指示器风险增长较快。为了提高修复效率,使用主项目分析降低状态数据,按一般分数对数据进行排序,以设置置信区间,从而从上到下选择主成分状态。(4)根据数据库数据,计算主成分状态的风险等级,风险数据熵越高,风险或潜在风险越高。为此,结合层次分析(主要分析方法)创建了最小偏差函数,以确定状态发生检查的优先顺序并细化状态修复的目标。
3.2风险信息熵阀值的确定
为了衡量风险的重要性,必须为信息流量设定波动阈值,以提醒维修人员注意这一点。根据设备不同时间点的状态评估,确定设备风险更改之间的范围,可将符合设备风险更改阈值的风险数据之间的差异用作阈值。
3.3主成分状态量的评价体系构建
由于输送线故障风险的特征差异,特别是在远距离超声波连接和特别繁忙的线路中,由于天气事件、地形等原因,故障风险的类型和频率各不相同。同时,由于状态修复和新设备技术的应用,冗馀性也在增加。因此,如果在状态评估中使用冗馀状态,修复效率可能会大大降低。在这种情况下,可以根据日历年SNA导航挖掘输入电流通道状态分量的值,提取输出电流的主要分量,减小评估尺寸,形成具有区域特征的管道状态的主要系统。
3.4基于最小偏差的组合权重的优先度排序
由于制定布线审查计划是多属性决策的问题,因此需要一种客观、综合的方法来确定主要部件数量的权重,即主要部件数量的优先级。因此,在结合运行经验时,必须考虑电路客观数据中包含的信息。
结束语
总而言之,输电及高压配电架空线路检修具有工作量大、复杂程度高、易发生安全风险等特点,故电力企业应合理选择检修技术和检修周期,同时注重施工管理,以保质保量的完成检修任务。
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