(中国南方超高压输电公司柳州局)
摘要:重点从结构和运行特征等两个角度对我国特高压架空输电线路进行了分析,并针对特高压线路相关的运行技术研究内容,以及当前特高压技术研究过程中所面临的主要问题进行探讨,对我国未来特高压线路维护技术的主要发展趋势展开了详细分析。
关键词:特高压;输电线路;维护
通常情况下将1000kV以下交流点、超过±800kV的直流电输电线路作为特高压输电系统[1],特高压输电线路的主要作用是实现电能输送损耗的有效控制,同时还能够通过架空架设方式实现土地资源的有效节约。目前在我国的电网建设中特高压输电已经成为了一个重点的建设项目,为我国经济建设提供强大的动力,因此,特高压输电线路的运行维护就显得极为重要。目前,随着特高压线路的长度不断增加,运行维护也遇到各种各样问题,分析问题形成原因,在实际中不断总结运维经验,对现阶段线路维护工作和后期完善特高压输电线路管理有着重要的现实意义。
1特高压输电线路运行维护的重要意义
特高压输电线路是指传输的交流电压在1000kV,以及直流电压在±850kV以上标准的线路种类。此类输电线路为利用特高压输送方式降低输电进程中的能量消耗,同时也相应减少输电电线塔的架设数量,在减少电线塔占地面积的同时有效节省了输电企业的运行维护成本。当然,也为社会大众生产生活的用电安全奠定了基础。
2特高压输电线路需要维护检修的主要故障
(1)严寒酷暑等气候条件会造成线路故障。因为导线本身会受到热胀冷缩的影响,尤其是在夏天,较高的气温导致导线发生热胀而变长,很容易造成线路短路,而且冬季取暖,夏季避暑都处于用电高峰期致使线路负荷过大,时常会发生线路烧损的情形。
(2)受雷雨风雪等极端气象影响,导致绝缘部件和电气设备损坏,从而引发线路故障。如雨水冲刷、酸雨腐蚀再加上太阳曝晒都会加速线路老化。雷击也会导致输电线路断裂,配网烧毁[2]。
(3)外力破坏。如某些施工地段,电线杆根基因人为挖掘而变松,在风力作用下摇晃导致线路拉断。还有违章建筑、风筝、漂浮物等触碰线路致使线路短路故障,以及车辆不小心撞到电线杆,以至于杆塔基础损坏。树线矛盾也是输电线路出现故障的主要原因。如部分民众无视线路安全随意砍树,台风、雨雪冰冻灾害导致树木枝干伏倒在线路上,造成线路破坏。树木会随着时间而增长,不断长大的树木会接触到线路,引起安全隐患,导致线路故障。
3特高压输电线路运行维护技术的现状研究
3.1直升机线路巡视技术
考虑到特高压输电线路的分布范围广、输送距离远等特点,而且输电线路的站点通常相隔较远,还有一些分布在山区等偏远地带,因此,线路会面对不同的地域气候变化,而偏远山区则由于交通不便很难派出巡视人员,再加上杆塔的高度较高也为运行维护带来了困难。传统的人工巡视方法已经不符合现阶段特高压输电线路运行维护需求,而通过直升机线路巡视方法则可以高效便捷的完成当前的巡视工作。直升机线路巡视技术是通过在直升机上安装红外线等巡视装备,然后直升机飞行到巡视地区,在高空完成红外测温、紫外探测等巡视信息采集业务,根据信息分析来判断输电线路有没有损坏或者安全隐患,同时要检查输电线路是否存在接头过热、绝缘失效等问题。现在的直升机在特高压输电线路高空巡视中,还可以将目测与机械工具观测相结合,在对观测数据分析时可以使用计算机技术,有利于短时间内识别线路的缺陷问题。与传统的人工巡视相比,直升机线路巡视技术突破了空间限制,因为高空巡视,所以不用担心交通不便或者地形地貌的干扰,让输电线路的运行维护变得更加高效、安全、快捷。而且直升机内可以携带相关巡视仪器,无疑让巡视工作的准确性进一步提高[3]。
3.2智能化实时监测技术
在线监测技术是特高压线路实施状态检修的前提条件,其不仅能及时获取被监测设备的实时状态,为线路的安全运行提供保障,还可为状态检修提供依据。目前研究开发的架空线路在线监测技术和在线监测系统众多,可有效应用于特高压线路上的主要有气象参数监测、微风振动监测、温度监测、覆冰监测、绝缘子污秽监测、杆塔倾斜监测及防盗、防鸟监测系统等。针对当前国内主要在线监测设备厂家采用的数据格式、通信协议不统一的问题,目前有关研究单位已经开发了应用于1000kV晋南荆特高压交流试验示范线路的特高压输电线路在线监测管理平台。该平台集成了覆冰监测、气象和导线风偏监测、杆塔倾斜监测、导线微风振动监测、导线舞动监测和绝缘子污秽监测等在线监测技术,实现了数据集中采集、处理和综合应用分析。采用浏览器/服务器的三层体系结构,实现了在线监测数据统一接收、展示、状态预测、预警和统计分析。目前在特高压交流试验示范工程上共安装微风振动、舞动、杆塔倾斜、气象和风偏、视频、覆冰及绝缘子盐密共7类87套在线监测装置[4],结合特高压航测数据,可提供基于三维可视化技术的在线监测显示和控制平台,实现了关键监测点设备状况的在线查询,促进了特高压工程运行维护水平的提升。
3.3线路带电作业技术
特高压输电线路若发生非计划停运,将造成巨大经济损失,并对电网的稳定运行构成极大威胁。而带电作业作为特高压输电线路检修的重要手段,将有效保证特高压输电线路不间断持续供电,对确保电网的安全、可靠、稳定运行具有十分重要的意。义。目前特高压线路的带电作业项目主要是带电检测、维护和修理等等。我国在500kV以下电压等级输电线路带电作业已有较为成熟的经验,并对750kV输电线路带电作业进行了大量研究,在带电作业方式、工具、作业人员的安全防护等方面已有成熟的研究成果的基础上,国网公司电力科学研究院结合晋南荆试验示范工程进行了1:1真型试验,在国内外首次系统地开展了交流1000kV输电线路带电作业研究,针对系统过电压水平、海拔高度的不同,试验研究确定了各工况及作业位置的最小安全距离、最小组合间隙、绝缘工具最小有效绝缘长度等。自主研究生产的绝缘工具、带电作业屏蔽服等均可满足交流1000kV输电线路带电作业要求,不需从国外进口。此外,经研究试验确定的交流1000kV输电线路带电作业的安全防护措施对我国交流1000kV输电线路开展带电作业是可行的、安全的。
4改善现状的建议
运行维护是对线路做好保护工作,例如在特高压输电线路旁设立警示牌,隔离带;对周边居民进行宣传教育,让人民明白输电线路的重要性。同时在输电工作中,也要严格按照规章制度进行作业,保证操作精确熟练,降低因违规作业或错误操作致使线路在运行中出现故障。而检修则是在线路的日常工作中,定时定期派出巡视人员,检查线路中有没有隐患,防范于未然,将线路故障保持在可控范围内。一旦出现事故,要及时处理,将事故造成的危害降到最低。在检修前,负责人可以编写检修计划书,按照具体情形,合理安排检修任务与人员,提高工作效率。有关部门应当制定检修计划,定期对配网设备进行排查维护,发现隐患,解决问题。输电线路出现故障时,要通过巡视找到故障点,采用分段检查法等科学手段对线路故障进行高效处理,减少了检修时间,使停电时间大大缩短,有效降低了停电造成的经济损失。
5结束语
随着特高压线路投运数量的增加和运行维护工作的全面开展,运行单位应加强与科研机构、大专院校合作,在大量采集现场运行维护数据的基础上进一步开展特高压线路运行维护技术的理论研究和试验,改进和完善现有运行维护方法,为我国特高压线路的安全可靠运行提供保障。
参考文献:
[1]芦浩.1000kV特高压变电站一次设计及继电保护[D].河北科技大学,2019.
[2]谢钢.广东地区直升机巡视输电线路方法研究[D].华南理工大学,2016.
[3]王志勇.皖电东送1000KV特高压输变电工程项目综合评价研究[D].华北电力大学,2013.
[4]金磊.内蒙古输电线路状态监测系统方案设计与实现[D].华北电力大学,2018.