智能变电站线路保护系统检修周期的优化方法研究

发表时间:2020/8/11   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:姚文勇
[导读] 摘要:近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。
        国网阳泉供电公司  山西阳泉   045000
        摘要:近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。在整个电力系统中,智能变电站线路保护占据重要位置,与我国社会经济发展及人民生活息息相关,受到社会各界人士的广泛重视。我国国土资源辽阔,地形复杂,环境气候多变,对智能变电站线路保护持续稳定运行造成严重影响,各种故障频繁发生,给居民生活生产造成极大不便。本文就智能变电站线路保护系统检修周期的优化方法展开探讨。
        关键词:智能变电站;线路保护系统;检修
        引言
        智能变电站线路保护系统的可靠性受计划检修和设备老化作用的影响,系统在不同阶段的故障率具有不同的特征,因此有必要针对稳定运行期与损耗期两个阶段采取不同的计划检修周期,以节约线路保护系统的运维成本。
        1保护设备的定周期检修模型
        智能变电站保护系统采用大量电子设备如保护设备、合并单元、智能终端、交换机等,空气对流和静电作用,造成电子设备的CPU、存储器等聚集大量灰尘,导致设备散热不均;灰尘易造成板卡的离子污染。随着运行时间的增加,板卡上堆积的灰尘与空气中水分结合,破坏板卡的绝缘性能,导致设备线路出现断路、漏电等故障,加速电子设备的老化。各保护设备的故障率呈现浴盆特性。本文采用两参数的威布尔模型来表征没有考虑计划检修的设备故障率为
 
        式中α与β分别为威布尔分布的尺度参数和形状参数。当β>1时,故障率随着时间递增,能够表征元件的老化情况。在工程实际中,为了保障智能变电站安全稳定运行,需要对保护系统进行定期检修,根据检修程度分为A、B、C、D4类检修。A类检修为通常所说的大修,对所有设备进行全面彻底的检查和修理;B级检修为故障检修,针对设备存在的问题,对其部分部件进行解体检查和修理;C级检修根据设备的老化规律进行的维护。D级检修是在设备总体运行良好的情况下进行的定期消缺检修。基于不完全检修原则,设备在检修后不会恢复到未使用时的状态,表现为一定程度的恢复、有效工龄的减少,恢复效果随着检修次数的增加逐渐降低。通常用有效工龄τ、改善因子q表征不完全检修对设备运行状态的改善效果。
        考虑计划检修设备的有效工龄τ

        式中:t为设备的实际年龄;k为计划检修次数,是整数;T为计划检修周期;qi为改善因子。

        式中li为与设备相关的常数,具体值由专家根据设备特性与历史统计数据进行整定。kq随检修次数k的增加而变小。由于大修时检修成本投入较大,其改善因子比一般性维修的改善因子大,其增量为
 
        即大修时的改善因子qK

        B类故障检修只是将设备从故障状态变成正常运行状态,暂不考虑其对设备的改善作用。即

        将式(2)(6)代入式(1),可得到考虑了计划检修的设备故障率
 
        由设备的可靠运行概率P(t)与故障率 之间的数学关系,可得到设备的可靠运行概率P(t):
 
        2电力线路运行检修的控制与管理措施
        2.1完善检修制度
        智能变电站线路保护运行检修工作的开展应当明确具体的检修制度规范,对检修人员的检修工作流程、工作范围、工作内容与标准等进行详细的规范,使得智能变电站线路保护检修工作的质量与效率不断提升。制度制定过程中,要积极参考国家颁布的《电业生产安全工作规程》(智能变电站线路保护部分)《送电专业生产工作管理制度》《供电设施运行维护及设备修理管理标准》等与智能变电站线路保护运行检修相关的法律条例与政策,将各项规范条例中的内容合理地参照设计到智能变电站线路保护运行检修的制度规范中,使得智能变电站线路保护运行检修的制度规范更加具有科学性与合理性,符合国家制定的具体标准与要求。智能变电站线路保护运行检修制度的完善还需为检修工作制定明确的工作标准,针对智能变电站线路保护运行检修过程中各个流程的具体数据要求,总结归纳成各项数据,明确规范正常情况下数据的具体范围,方便检修人员及时对照相关数据,且各项工作的开展标准规范中,需要把握该项标准在各个线路材料、环境下都适应,尽可能全面性地覆盖各类检修情境,确保检修人员在实际的检修过程中都有明确的参考标准。另外,电力企业应当将检修制度打印成册,要求技术人员能够熟练掌握其中的各项参考标准,在实际的检修工作中能够熟练操作各项技术,把握检修技术应用的完善性。
        2.2合理开展带电检修
        为避免带电作业威胁电力检修人员人身安全,必须保证带电作业的检修人员接受过专业培训且持证上岗。同时供电局需定期进行检修人员的培训与考核,保证其具能够较好掌握相关操作规范、规程、方法,并能够运用有效的紧急救护方法和触电急救方法,《电业安全工作规程》《配电线路带电作业技术导则》的学习与考核也需要得到重点关注。带电作业用屏蔽服、带电作业用静电防护服均能够较好服务于带电检修,电力检修人员可结合实际合理选择相关防护用具与绝缘器具,其中绝缘器具的选择不仅需要考虑质量、防潮性。还需要关注使用的便捷性、耐磨性。在防护用具与绝缘器具使用前,电力检修人员必须开展全面检查,按照规定测试其电气性能,日常存放则需要避免在潮湿环境放置防护用具与绝缘器具。值得注意的是,夏季开展的智能变电站线路保护带电检修很容易导致汗水浸渍防护用具与绝缘器具,因此电力检修人员必须在使用后使用干毛巾进行擦拭,以此避免其绝缘性能受到影响并提高其使用寿命。
        2.3合理计算实际用电量,严格规定电线使用规格
        智能变电站线路保护超负荷是常见故障之一,如果智能变电站线路保护长时间在超负荷状态下运行,必然会产生一系列安全隐患,一旦超出智能变电站线路保护最大的允许范围值,就会发生大面积停电事故。因此,在智能变电站线路保护架设前需要对当地用电情况进行全面系统调查,预留出足够的提升空间,并选择合适的供电电线,避免留下安全隐患。如果超负荷故障已经发生,需要全面检查,确定故障发生的实际情况,并通过更换电线、电力降压等方法进行维修。对故障点反复试验,确保更换后的线路短时间内不会再次发生智能变电站线路保护超负荷故障。
        2.4提高作业人员安全能力
        为提高作业人员安全能力,首先需要开展针对性较高的智能变电站线路保护检修人员安全能力评价,综合评价电力检修人员的知识、技能、生理特性、心理特性、认知能力、安全态度,结合评价开展针对性较高得到奖惩、培训,电力检修人员的安全能力的提升便能够获得充足的动力支持。值得注意的是,在充分了解电力检修人员的安全能力短板后,各地供电局必须开展针对性较高的安全培训工作,而为了保证培训工作的有效性,虚拟现实技术(VR)等新技术的引入必须得到重视。近年来我国各领域均开展了VR技术应用的探索,而基于VR技术的电力事故体验、电力技能操作、电力安全作业、电力应急处置则能够快速提高电力检修人员的安全能力,通过模拟各类故障、事故及事件,电力检修人员的综合素质提升也将获得有力支持。
        结语
        智能变电站线路保护系统的可靠性受计划检修和设备老化作用的影响,系统在不同阶段的故障率具有不同的特征,因此有必要针对稳定运行期与损耗期两个阶段采取不同的计划检修周期,以节约线路保护系统的运维成本。
        参考文献
        [1]李紧紧.智能变电站线路保护运行故障原因与检修方案研究[J].自动化应用,2018(6):130-131.
        [2]周斌.智能变电站线路保护运行检修控制与管理措施[J].南方农机,2018,48(20):146+173.
        [3]黄兴平.智能变电站线路保护运行检修控制与管理措施探析[J].山东工业技术,2018(11):170.

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