電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設計問題

劉 煜，劉立琪

（國網(wǎng)西安供電公司電纜運檢室，陜西 西安 710000）

0 引 言

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力行業(yè)信息化已經(jīng)成為不可阻擋的發(fā)展趨勢。尤其是隨著現(xiàn)代信息技術和市場經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷完善，必須要保障電力企業(yè)的整體運行質(zhì)量。為了保證電網(wǎng)的安全運行，提高高壓電纜輸電線路檢修的周期效果，減少設備和維護成本，必須要利用綜合化信息化管理的方式，保證對高壓電纜輸電線路設備進行計劃檢修，避免重復停電帶來的損失，從而提高檢修維護的整體水平。

1 高壓電纜輸電線路設計與管理的必要性

高壓電纜由傳統(tǒng)的線路改造而成，不僅直徑大，而且多使用金屬材質(zhì)。如果沒有對高壓電纜進行恰當設計，很容易導致高壓電纜輸電線路受到雷雨天氣和外界因素的影響而出現(xiàn)故障。通過高壓電纜能夠有效縮短輸電線路路徑，更加靈活地設計高壓電纜。另外，高壓電纜膚色非常隱蔽，往往會被道路和草叢覆蓋，因此不會對城市景觀產(chǎn)生影響，也不會對周邊環(huán)境造成干擾。但是，高壓電纜在實際應用過程中由于設計成本較高、設計難度大、無法有效維修等問題，使得電力系統(tǒng)的高壓電纜實際設計要求非常高[1]。

2 高壓電纜與電力系統(tǒng)連接的配合

2.1 連接方式

電力系統(tǒng)中，高壓電纜線路與電力系統(tǒng)的連接有三種方式。第一種方式是電纜進線段方式，通過變電站出線間隔和高壓電纜之間敷設一段電纜，然后利用架空線和端變電站連接，是一種常見的連接方式。第二種方式是將高壓電纜線路作為電力系統(tǒng)的一個部分，由于受到架空線路選擇困難的影響，所以可以采用電力電纜的方法，在電纜兩端均架空線路。第三種方法是在變電所之間全部采用高壓電纜[2]。

2.2 高壓線路與電力系統(tǒng)連接的絕緣配合

為了避免雷電對電纜產(chǎn)生影響，可以通過兩個方面針對高壓線路進行絕緣配合。一方面是通過避雷器方式減少雷電波幅值，另一方面可以通過安裝進線保護段，利用導線的高幅值入侵波產(chǎn)生的沖擊電暈降低入侵波的幅值，也可以通過導線自身的波阻限制流過避雷器的充值電流幅值。采用第一種方法時，必須要針對電纜的進線方式全面分析架空線路。如果電壓電纜連接處于66 kV以上，變電所為組合電器GIS變電所時，必須要保證架設2 km的避雷線。如果與高壓電纜連接在35 kV以上且變電所屬于敞開式配置，則應該在1 km以上設置避雷線。避雷線作為高壓電纜設計的重要構成，必須要根據(jù)相關的絕緣配合要求進行設置，尤其要滿足架空線路上的長度。在對電力系統(tǒng)改擴建的過程中，要對原有架空線路或沒有架設避雷線的線路積極架設避雷線，以減少雷電對高壓電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。采用第二種方法時，必須全面分析避雷器的配置。在電纜進線段，應該保證10～220 kV的電力電纜線路與架空線連接，通過在這一段電纜線路中安裝避雷器提高避雷效果。避雷器選擇應該根據(jù)變電所35 kV以上的電纜進線段進行判斷，如果電纜長度小于50 m，只可安裝避雷器f1或f2。電纜線路一端與架空線連接且電纜的長度小于沖擊特性長度時，應該在電纜線路兩端分別安裝避雷器。當進入波電壓等于電纜非架空線側(cè)的最大脈沖電壓時，相應的電纜長度可以稱之為沖擊特性長度，也可以稱為脈沖波長度，同時也是臨界長度。

3 高壓電纜輸電線路設計與管理的主要功能

開發(fā)高壓電纜輸電線路設計和管理系統(tǒng)，必須要具備歷史查閱功能，同時要對年度停電進行分析。這些功能的整合可以保證各單位能夠按照實際停電進行規(guī)范報修，并且不斷提升停電檢修的質(zhì)量和水平。要想開發(fā)出一套智能停電檢修綜合管理軟件，必須要有強大的數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫的搜索和支持實現(xiàn)綜合查詢功能，同時不斷提高信息化和智能化水平。高壓電纜輸電線路設計和管理系統(tǒng)設計，分為綜合查詢模塊、計劃生成及申報模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊等[3]。

3.1 綜合查詢模塊

通過綜合查詢模塊能夠全面分析歷史檢修記錄，包括歷史檢修數(shù)據(jù)查詢、典型設備周期查詢等功能。因為不同類型設備可以進行自動選擇，所以能夠幫助檢修人員快速找到符合檢修設備要求的記錄[4]。

3.2 計劃生成及申報

計劃生成及申報模塊能夠自動生成申報表，包括年度計劃、月度計劃和周計劃。通過停電檢修方式能夠?qū)崿F(xiàn)綜合管理和信息智能化的應用，保證對設備狀態(tài)進行固定月份的判斷和評價。通過自動生成評價表，能夠定期開展檢查功能。在計劃申報過程中，必須要填寫設備所需的各項信息，并及時向上級部門進行申請，從而減少計劃的流程。

3.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能能夠直接將歷史檢修記錄文檔轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的表格模板，并且將相應的表格數(shù)據(jù)自動存儲。

4 高壓電纜輸電線路設計與管理系統(tǒng)設計

4.1 系統(tǒng)架構設計

首先，在管理系統(tǒng)設計過程中，業(yè)務層位于數(shù)據(jù)持久層和表示層的中間。通過業(yè)務層能夠?qū)⒈硎緦雍蜆I(yè)務邏輯層進行不同程度的耦合，減弱高層對低層的依賴。即使低層對上層一無所知，通過接口依然能夠保證上層和下層之間的合作[5]。同時，在業(yè)務邏輯層設計中，可刪除或替換不需要的組件，以保證系統(tǒng)的正常運行，增加系統(tǒng)的延展性。在設計業(yè)務邏輯層的過程中，要對領域業(yè)務進行分析。無論是傳統(tǒng)的程序開發(fā)還是現(xiàn)代的程序開發(fā)，都必須注重和領域?qū)＜业暮献鳌７諏邮侵匾慕M成部分，通過服務層能夠有效實現(xiàn)網(wǎng)絡的異步通信。在服務層中，系統(tǒng)可以分為分布式和互動式的應用程序，能夠為客戶端提供異步通信服務。表示層能夠為用戶提供視圖，實現(xiàn)人機交互功能。所以，表示層在設計過程中必須注重用戶體驗，提高信息交互的水平。

4.2 系統(tǒng)設計的需求

高壓電纜輸電線路設計和管理系統(tǒng)最主要的功能是檢測數(shù)據(jù)，所以可以利用傳感器通過信息子站將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)管平臺，預先設置警報值，如果數(shù)據(jù)超過警報值，立即通知輸電線路的運維人員。同時，高壓電纜輸電線路設計和管理系統(tǒng)必須要保證系統(tǒng)界面友好，符合人性化。針對輸電線路運維的管理內(nèi)容進行恰當分析，要保證高壓電纜輸電線路設計和管理系統(tǒng)能夠進行實時監(jiān)測，還要兼容不同的客戶端，提高系統(tǒng)升級的便捷性。

4.3 監(jiān)控平臺的設計

登錄系統(tǒng)后是個人工作頁面。針對不同的用戶權限，系統(tǒng)將提供不同的管理功能，以有效促進各個用戶能夠針對性地選擇自己的工作內(nèi)容。工作桌面右上角可以查詢個人信息、系統(tǒng)幫助和退出。因為系統(tǒng)為專業(yè)工作系統(tǒng)，所以為了保證信息安全，必須要安全退出。

在用戶管理系統(tǒng)中，必須針對用戶的角色權限進行有效管理，通過不同的權限，可以賦予不同的用戶功能。這樣能夠利用用戶權限有效關聯(lián)不同角色，最終保證每一個用戶都能夠獲得相應的權限。在用戶登錄后臺系統(tǒng)中，要根據(jù)用戶權限建立動態(tài)顯示樹節(jié)點，添加相應的功能[6]。

5 高壓電纜輸電線路設計與管理系統(tǒng)管理

要嚴格根據(jù)檢修文件的要求進行檢查，如果在檢查過程中出現(xiàn)不合理問題，應該按照相關程序及時進行處理。在高壓電纜輸電線路檢修時，要簽署符合文件包的工藝要求和質(zhì)量標準，并召開會議進行檢修驗收工作，保證檢修的程序全部完成。在冷態(tài)驗收完成后，必須進行整體的試驗運行，針對啟動情況進行判斷，保證高壓電纜輸電線路能夠正常運行，避免在檢修過程中出現(xiàn)問題。每一次檢修完成后，必須根據(jù)此次檢修的相關材料進行合理歸納和總結，并且要加強對質(zhì)量項目公示材料、配件、技術、運行情況等內(nèi)容的詳細記錄，為后續(xù)檢修提供一定的參考，也便于判斷高壓電纜輸電線路的實際運行情況[7]。

6 結 論

通過分析電力營銷的新特點，明確高壓電纜輸電線路設計和管理建設自動運維的主要方案，強化供電系統(tǒng)的自我提升，促進供電系統(tǒng)一體化，促進電力企業(yè)規(guī)范化管理和專業(yè)化發(fā)展，從而保證整個電力系統(tǒng)平穩(wěn)有效運行。