試論電力輸配電線路的運行維護與故障排除技術

徐 航

(信陽華祥電力建設集團有限責任公司，河南信陽 464000)

0.引言

隨著國家對電力網進行了更新，大部分的城鎮的配網都采用了運營維修與故障排除系統，它已成為配網中的一個主要組件，也是提高電力供應的一個主要途徑。由于配網結構的特殊性，使得其在實際應用過程中，對其進行安全、可靠、穩定的操作及檢修，尤其是對其進行安全、高效、快速、安全、高效的綜合管理顯得尤為關鍵。很多地區的運行維護與故障排除系統已經經過多次升級，但是仍然存在整體功率低的問題，因此還需要加強運行維護與故障排除可靠性的研究，滿足運行維護與故障排除的需求。

1.配電運行維護與故障排除

1.1.配電運行維護系統

配電網的運營與維修是指采用現代化的電氣自動化技術，將電網結構、設備和用戶三者有機地結合在一起，對配網的實時運營與管理；通過地圖等信息，構建出完善的運行維護系統，可以實現對配電網絡的運行維護、信息化管理，可以自動完成系統內各種配電設備的協同工作，對配電系統運行進行監督，確保配電質量和配電系統運行效率[1]。配電網的運營與維修系統主要由數據采集、 GIS 和需求管理三部分組成；由四個主要的模塊組成，它可以在普通條件下，對客戶的電力使用狀況展開監控，對饋電線路的缺陷進行位置定位，并對系統的運轉狀況進行調節，從而對設備的缺陷進行診斷處置。在發生意外情況時，可對故障進行探測，并可協助操作人員對該設備進行調節，使其重新啟動。在配電網發生了故障之后，運營維修與故障消除系統也可以大大地加快了故障修復的速度。在存在不確定的故障點等因素的情況下，它可以嘗試常規的處理方法，僅僅依靠人工操作來分離故障點，從而導致供電恢復的時間比較短。應用該方法，能夠在數個微秒級的時間里，對故障進行有效的分離，確保對非故障負載區域的電力供應，從而達到對故障范圍和停電時間的有效調控，從而達到對電力供應的可靠要求。最終，在運行維修與故障解決過程中，可以進行對饋線設備的實時監控，還可以獲得線路電壓、諧波含量等信息，這還可以幫助工作人員可以快速地找到電氣產品中存在的問題，并可以及時使用無功補償等方法，從而確保電能質量的控制。

1.2 配網運行維護與故障排除功能

在通常情況下，運營維修與故障排除系統屬于整體配電運營維修系統的一個子系統，不過它的獨立性相對較高，許多配網運營維修系統也是一個與調度系統相分離的運營維修與故障排除系統。利用運營維修與問題解決系統，可以對系統的工作狀況進行實時的監測，具體內容有兩種，一種是對工作動力學的正常狀況的監測，另一種是對故障狀況進行監測，比如，可以獲取在線路正常狀況下，饋線的電壓值、電流、功率等數據。當配電網發生了意外事件時，還可以利用該操作維修及排險體系對意外事件的發生情況進行監控，從而達到對意外事件進行診斷的目的。

2.輸配電及用電工程線路安全運行的問題

2.1 材料質量引起的安全問題

由于線路的不合格，導致了用電項目中的線路安全運營問題，若在輸送時出現了一些問題，則整個用電項目的安全性就難以保證；這將使電力供應的品質有所下降。但是，在這一項目的實施和組織中，最常被忽略的就是線路的安全性。在采購電線時，會選用沒有資格的廠家，或者是用劣質電線來取代預先設定好的電線型號。

2.2 自然因素

輸配電及用電工程多處于露天自然環境內，客觀因素對其形成的影響偏大，電線的絕緣部分以橡膠產品為主，長期受光照、風吹、霜凍等因素的影響，局部容易出現老化情況，長期不做修復處理就很可能帶來漏電問題。強降雨也可能導致線桿或線塔的地基局部失穩，發生傾斜，以致線路被拉斷。雷電作用可能會損壞電力線路內的部分元件且可能會出現連鎖反應，造成電力部件大范圍受損，短期內很難恢復。大風刮起樹枝、碎石塊等硬物可能會砸中輸配電及用電工程，導致部分設備受損、電線局部破損或者開裂等。

3.輸配電及用電工程線路安全運行技術

3.1 配電系統防風技術

本文首先從防風力的觀點，研究了配電網的風力防護技術。電力項目中，電力項目的路線布設要綜合考慮多種情況，如運營、施工、交通等，以及路線的長短等，來確定。電力工程建設中，既要避免受強風侵襲的地區，又要關注周邊地形地貌，如凹陷、滑坡、塌陷等。如果不能避免，就必須進行加固。在確定了線路的具體地點之后，針對線路上的各桿塔載荷和材質展開了一系列的選擇工作。荷載需要根據風壓高度變化系數得出，其公式為：

式中：W 為用電工程線路上地線或導線的風荷載標準數值；α 為臺風影響風壓改變的不均勻系數；μs為風荷載系數，通常情況下當地線或導線的外直徑小于15mm 時，μs的取值為1.2，當地線或導線的外直徑大于17mm 時，μs的取值為1.1。d 為線路外表面直徑；L 為水平檔距；W0為基本風壓；θ 為風向與線路之間形成的夾角。

3.2 輸配電及用電工程的防鳥擊技術

首先，要加大科研力度研制出具有高可靠性的鳥害監測報警裝置。通過對鳥類在輸電線路上裝設的各種傳感器、探測器進行實時監控和預警。第二是加強與相關單位之間合作交流協作，建設智能化設備來減少桿塔鳥身災害事故發生概率。第三是對故障地區人民群眾提供安全防護裝備以及對保護線路工作人員人身財產安全等方面提供保障，讓人們能夠更加安心地工作并放心地為電力系統服務。

3.3 雷擊維護措施

在暴雨、暴雪等惡劣環境下，電力系統的安全穩定工作將受到極大的威脅。要想合理避免這種現象，就必須要通過行之有效的方法來減小輸配電和用電工程桿塔的接地阻力。其具體做法是：對接地網進行科學的設計，并結合地方土地電阻率、設施接地參數等因素，以此為依據，對桿塔接地方法進行適當的選取，所采用的接地裝置應具備優良的應用性能，并盡量減少接地阻力；保證了輸電等電力設備的防雷品質，實現了預想的目標。并且，桿塔的接地模式盡量選擇豎向深孔型，使其雜散電流的利用率大大提高，防雷作用更為明顯。

4.可靠性提升方案

與國內對配網試點單位的配電運營維修模塊的穩定性進行了對比，在配網運營維修系統的數據訪問量非常大的條件下，這些數據的品質比較高，可以對其進行全面的研究。操作維修和故障處理中經常出現的故障有：子站故障，程序故障，終端故障；EMS 界面失效，并根據操作維修和故障排除的工作過程，分析了造成操作失效的主要因素有四個：

配電網絡中的線路在傳輸過程中發生了過載數據的傳遞失誤，造成了操作維修和問題處理過程中的故障查找失誤；主要網絡中的信息傳輸出現了問題，沒有將故障信息傳輸到操作維修和解決問題的軟件中，使得該軟件無法對問題作出響應；有些運營維修與問題解決系統的軟件還不夠完備，不能對所出現的問題做出辨識，因此出現了分析和指示的失誤；由于一次裝置或二次裝置的硬件有問題，使得運營維修與故障解決功能模塊不能進行遠程執行控制。

4.1 可靠性指標監測技術

在基本指標中，系統的對外界面狀況是從對外部系統傳輸到配電系統的數據通信狀況的統計結果中得出的，其中包含了開關跳閘、保護動作等數據。當電力系統在運轉的時候，主網絡可以將信息傳送到配網系統，如果配網系統的界面出現了異常，這樣就不能對配網系統的故障信息進行有效的傳輸，導致了運營維修與問題解決過程中，無法對系統的問題進行有效的解決[2]。因此，當系統在正常運轉的時候，就必須要監控外部界面的工作情況，一旦出現界面的工作情況出現了問題，就要立即展開相應的工作，這樣才能保證系統總是能夠高效地接收相關的消息；當遇到問題的時候，也可以做出相應的應對來化解危險。

4.2 實用化軟件校驗技術

4.2.1 模型化校驗工具

模型化校驗工具可以對 EMS 主網圖模、地理信息系統配網圖模進行校驗，主配網模型的界限是變電站的出線開關，要對配網線路的出線開關進行號碼校驗，并將出線饋線段與配網開關進行拼接。在配電網進行操作的時候，可能會發生配電網沒有進行過改造，而在變電站內部已經進行過改造的現象，因此，校驗工作人員要對變電站的圖模進行及時的更新，以確保校驗的精度[3]。由于在進行模式的更新時，開關結點數發生改變，導致主要配電網的拓撲結構會產生斷點，還會產生連接錯誤；在出線開關跳閘時，會對其操作與維修與問題處理的效率產生一定的影響，在出現問題的時候，可以采取切斷電源的方式來進行處理。在輸入配網圖表時，很容易出現無法檢驗導線型號的情況，這時就必須手動進行核實。為能夠有效地應對以上的危險，提高工作的效率，就必須要有一個圖形化的模式改變的檢測和驗證工具，以便工作人員能夠更快地進行正確的驗證。

4.2.2 運行維護功能自檢校驗工具

若操作維修和故障處理中出現了一些功能性的問題，那么就很難以被及時的察覺，根據實踐的經歷，通常都是從真實的事例中找到的。若在線路投用前即對其進行檢修，則需對其進行逐一檢測，且隨著配電網的不斷擴大，這種方式將會耗費更多的精力和財力。造成大量的配電網未做完整的檢測就被使用，這將給整個體系帶來更大的風險。所以，有必要研制一個操作維修函數檢查軟件，使其能夠在操作時對設備進行檢查。在逐點法中，對一些簡易的電路進行逐點法的檢查，可以通過手動的方式進行，而當遇到規模較大的電路故障時，則需要設計相應的測試軟件來進行判斷。因為在一條復雜的線路上進行操作維修和檢修時，必須進行大量的測試，因此，要想得到檢修問題，就必須給出一個模擬的工作條件，并對模擬的工作條件進行檢驗；對本公司的軟體進行程式分析和改善。

5.結語

綜上所述，要考慮電力系統的運行要求及輸配電及用電工程線路的運行情況，做好平時的運維工作，特別是對于線路的維護，更是要遵守規程去進行，避免盲目開展而引起的故障。如果方法合理，并且能夠定期維護操作，可以降低故障率。