電力輸配電線路的運(yùn)行維護(hù)與故障排除技術(shù)

高 明

（國網(wǎng)黑龍江哈爾濱市雙城供電有限公司，黑龍江 哈爾濱 150100）

在電力系統(tǒng)中，電力輸送線路主要是用來傳送電能，這就意味著如果輸電線路發(fā)生故障問題，那么就無法正常開展電力傳輸工作，并且會讓電力系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，進(jìn)而嚴(yán)重影響到人們的用電。此外由于輸電線路是以遠(yuǎn)程傳輸為主，線路眾多并且十分繁瑣，同時還要經(jīng)常交叉運(yùn)作，所以若其中某個線路出現(xiàn)故障，那么就會導(dǎo)致剩下的線路全部受到影響。為此相關(guān)工作者要掌握故障排除技術(shù)，并做好對電力輸配電線路的運(yùn)行維護(hù)工作，以此保證電力輸配電線路的施工達(dá)到理想的要求。

1 對電力輸電線路運(yùn)行維護(hù)的方法

1.1 對運(yùn)行之后的路線進(jìn)行定期檢查

想要讓電力系統(tǒng)保持平穩(wěn)運(yùn)行，那么就要定期對線路進(jìn)行檢查，而且在此期間要采用最為合理的方法對所檢查出來的問題進(jìn)行及時解決。參與輸電線路檢查的工作人員要保證受到過嚴(yán)格的培訓(xùn)，并還要具有較強(qiáng)的檢查能力，能夠?qū)Ω骶€路部分進(jìn)行準(zhǔn)確地檢查。定期、不定期檢查、登上塔桿檢測以及特殊情況檢測等是經(jīng)常采用的檢查方式。特別是在惡劣的施工環(huán)境當(dāng)中，檢查力度要進(jìn)一步加強(qiáng)，原因是在于自然環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境會給線路造成極大的影響，若不做好檢查，那么就很有可能發(fā)生短路、斷路以及線路腐蝕的情況。此外還要對輸配電線路中所配備的絕緣子、金屬和有關(guān)輔助裝備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，若發(fā)現(xiàn)存在故障，那就要立刻進(jìn)行備案，然后通報給管理部門，并在通過審批后馬上進(jìn)行維修，以避免出現(xiàn)安全隱患給輸配電線路運(yùn)行造成影響[1]。

1.2 做好在特殊天氣條件下的運(yùn)行維護(hù)工作

1.2.1 在低溫大雪環(huán)境下的運(yùn)行維護(hù)

輸電線路很容易受到自然環(huán)境的影響，其中影響最大的就是冰雪、暴雪等這些極端天氣。一旦遇到這種天氣，那么輸電線路就會在極低的溫度下發(fā)生線路斷裂的現(xiàn)象，為此要事先制定解決方案。一是在設(shè)計輸電線路的過程中，要對附近的地質(zhì)、天氣狀況以及氣候規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查，然后根據(jù)結(jié)果來判斷是不是有必要進(jìn)行線路施工，這樣就能夠在施工期間免受天氣的影響。二是要加大對于輸電線路的維護(hù)力度，委派專業(yè)工作者對輸電線路進(jìn)行檢驗，確保線路始終都能夠在可控的范圍之內(nèi)，從而減小出現(xiàn)隱患的可能性，保證輸電線路得到平穩(wěn)運(yùn)行。

1.2.2 在風(fēng)雨天氣下的運(yùn)行維護(hù)

在風(fēng)雨天氣下，山區(qū)、林區(qū)很容易發(fā)生自然災(zāi)害。如果發(fā)生這些情況，那就會嚴(yán)重破壞輸電塔桿以及輸電線路。為避免以上問題，相關(guān)工作者就要加大對于施工環(huán)境的勘測力度。而且還要和氣象局進(jìn)行合作，以保證能夠在第一時間掌握天氣情況，然后事先制定出預(yù)防方案。相關(guān)工作人員要采取完善的措施，經(jīng)常對輸電線路進(jìn)行運(yùn)維，以保證輸電線路能夠穩(wěn)定地運(yùn)行[2]。

1.3 電力輸配電線路的防雷保護(hù)

要對潛在的風(fēng)險因素提前制定出合理性的方案。比如最有可能導(dǎo)致故障問題的雷擊情況。所謂的雷擊，其實就是往自然環(huán)境中施放的一種能量，而通常來講，對于這種自然現(xiàn)象很難進(jìn)行提前預(yù)防，如果發(fā)生的話，會極大程度地影響輸配電線路，所以在運(yùn)行維護(hù)的過程中，要按照電力輸配電線路的實際情況以及所處的環(huán)境來事先制定預(yù)防雷擊的方案，同時要提高監(jiān)測雷電天氣的能力，確保監(jiān)測的準(zhǔn)確性，這樣就能夠做好對于雷電天氣的預(yù)防。通常主要采用的維護(hù)方式如圖1所示：（1）往輸配電線路里設(shè)置避雷針，以加強(qiáng)雷擊預(yù)防效果，這種方式最為簡單，也比較省力，并且還能夠加強(qiáng)線路電阻，能抵御電流給輸配電線路所帶來的破壞。另外，避雷針還能夠把分流雷電中自帶的電流釋放出去，從而就可以避免雷擊所產(chǎn)生的電流對塔桿造成影響。（2）利用耦合的方法將導(dǎo)線進(jìn)行銜接，同樣也能夠保護(hù)輸電線路，防止雷擊給絕緣子造成破壞，并還可對導(dǎo)線形成保護(hù)。（3）還可通過中性點(diǎn)不接地的形式進(jìn)行電力輸電線路施工，作用在于能夠降低雷電所形成的電流給線路所產(chǎn)生的作用，進(jìn)而避免發(fā)生單相電接地的情況，這樣一來就可防止線路控制開關(guān)出現(xiàn)短路。

圖1 防雷圖示

2 電力輸電線路故障排除策略

2.1 合理選擇故障檢驗方法

在對電力輸電線路故障進(jìn)行排除的時候，要根據(jù)故障的實際情況采用最為合理的故障檢驗方法。其中普遍所采用的故障檢驗方法包括狀態(tài)檢驗法、電子檢驗法等。其中狀態(tài)檢驗法使用起來要比別的故障檢驗法更加簡單。相關(guān)工作者可將輸電線路分成若干個部分，然后分別進(jìn)行故障檢驗和排除。此外，相關(guān)工作者要從總體角度去研究輸電線路故障問題，然后開展分段檢驗的形式，以找到故障所在之處和故障類型。在使用電子檢測法的時候，要結(jié)合最為先進(jìn)的設(shè)備，在明確輸電線路故障所在之處之后，再研究出現(xiàn)故障的原因和故障類型[3]。

除此之外，還包括故障電壓與電流增幅法、高低頻檢驗法以及考爾曼濾波技術(shù)與模式識別法。

其中在三相電壓、電流沒有任何問題，以及掌握故障狀態(tài)下振幅的實際情況后，才可以使用故障電壓以及電流增幅法。此方法適合用到低阻故障當(dāng)中，特點(diǎn)在于操作簡便，不過不適合用來檢驗高阻故障；高低頻信息檢驗法普遍會用到對電力輸配電線路的檢驗，主要是分析低價頻譜和低次諧波在出現(xiàn)電流后的電流信號情況，觀測其變化；在檢驗高阻故障的時候普遍會使用卡爾曼濾波技術(shù)與模式識別檢驗法，此方法是通過檢驗電流在傳送電能期間出現(xiàn)的弧光高阻接地故障、電流電壓信號來分析。

2.2 采用科學(xué)化的故障排除程序

創(chuàng)建合理的故障排除流程是有效排除電力輸電線路故障，加強(qiáng)電力輸電線路運(yùn)行平穩(wěn)性的前提。相關(guān)工作者要加大對于輸電線路故障的檢驗力度，并著重研究故障類型以及產(chǎn)生故障的原因，然后按照附近地區(qū)電力輸電線路的實際狀況，有針對性地排除輸電線路故障，進(jìn)而縮減電力輸電線路故障范圍。同時還要站在理論和實踐兩個層面來研究故障應(yīng)急解決方案，以避免在進(jìn)行故障排除時，給附近的電力系統(tǒng)運(yùn)行造成干擾。

2.3 開展?fàn)顟B(tài)運(yùn)維工作

目前，電力輸出線路運(yùn)行維護(hù)普遍是以在線監(jiān)測為主，并且效果顯著。通過在線檢測技術(shù)，工作人員能夠隨時了解輸電線路設(shè)備運(yùn)行的實際情況。另外，進(jìn)行輸電線路檢驗時采取狀態(tài)運(yùn)維的方法，并結(jié)合全新的檢驗設(shè)備，能夠全面掌握電力設(shè)備運(yùn)行情況。

開展?fàn)顟B(tài)運(yùn)維，能夠及時掌握電力設(shè)備的潛在故障，進(jìn)而可在第一時間進(jìn)行故障檢修。使用全新的檢驗設(shè)備，能夠隨時對高壓線路的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測。如果出現(xiàn)問題，要立刻找到故障所在之處和出現(xiàn)故障的原因，然后進(jìn)行有效地解決。伴隨科技的進(jìn)步，電力企業(yè)要采用全新的設(shè)備和技術(shù)，確保電力輸電線路運(yùn)維和故障排除的總體效果達(dá)到理想的要求[4]。

2.4 引入新技術(shù)

在排除電力輸電線路故障的時候，要采用最為先進(jìn)的技術(shù)，簡化電力二次回路檢修流程，保證電力輸電線路中繼電保護(hù)裝備能夠得到平穩(wěn)安全的運(yùn)行。此外，還要加大電力系統(tǒng)管理力度，并實時監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行，合理調(diào)整電力輸電線路系統(tǒng)，仔細(xì)研究故障數(shù)據(jù)和信息，確立故障點(diǎn)檢修方式。在進(jìn)行電網(wǎng)施工過程中，電力部門要采用最為先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，及時優(yōu)化電流輸電線路的機(jī)電保護(hù)裝備，合理地使用先進(jìn)技術(shù)來不斷加強(qiáng)電力輸電線路故障排除能力。

2.5 優(yōu)化輸配電線路自動化控制水平

要根據(jù)所在地輸配電線路系統(tǒng)的特點(diǎn)和實際情況來采用合適的自動化控制技術(shù)，進(jìn)而達(dá)到遠(yuǎn)程控制輸配電的效果。通過對圖2的分析能夠了解到自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)能夠進(jìn)行故障診斷定位，這樣一來相關(guān)工作者就能夠立刻找到故障所在之處，進(jìn)而全面提升系統(tǒng)運(yùn)維效率。而且相關(guān)工作者還可利用自動化控制系統(tǒng)實時監(jiān)管系統(tǒng)運(yùn)行，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，從而將故障扼殺在搖籃當(dāng)中。即使故障已經(jīng)發(fā)生，相關(guān)工作者也能利用自動化控制系統(tǒng)把有關(guān)的線路移入進(jìn)備用線路當(dāng)中，從而確保用電的安全性，并且還能夠精準(zhǔn)地排查故障，避免工作人員遭受電擊[5]。

圖2 輸配電自動化控制系統(tǒng)故障診斷定位示意圖

2.6 路徑優(yōu)化

路徑優(yōu)化采用下面的公式：

式中：Fij代表的是路徑優(yōu)化對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)；D代表的是還未檢查的桿塔數(shù)量；Pi代表的是桿塔對應(yīng)的風(fēng)險概率；α和β代表目標(biāo)權(quán)系數(shù)。為了盡可能快速且準(zhǔn)確地解決故障問題，需在對巡檢路徑進(jìn)行優(yōu)化時事先給風(fēng)險事件產(chǎn)生概率較大的桿塔進(jìn)行檢查，并盡量減少檢查所需要的時間。綜合考慮上述兩個要求，可采用群智能優(yōu)化算法對兩個目標(biāo)予以優(yōu)化。

2.7 創(chuàng)建風(fēng)險模型

在規(guī)劃線路檢查路徑的時候，輸電桿塔發(fā)生風(fēng)險的概率是主要的參考依據(jù)。并且還是判斷桿塔運(yùn)行狀態(tài)的主要數(shù)據(jù)。使用數(shù)據(jù)挖掘芯片技術(shù)去采集桿塔運(yùn)行所產(chǎn)生的不確定性因素與相應(yīng)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行處理，構(gòu)建風(fēng)險模型，最后給出相關(guān)的條件概率進(jìn)行運(yùn)算。對全部潛在的風(fēng)險因素用B來代表，而決策屬性則用P來代表，則形成如表1所示的決策系數(shù)表。

表1 決策系數(shù)表

在該表當(dāng)中，B1代表的是桿塔所處區(qū)域的天氣情況；B2代表的是塔桿所處區(qū)域的地質(zhì)情況；B3代表的是桿塔溫度；B4代表的是桿塔檢查周期；B9代表的是桿塔電壓等級；P代表的是桿塔運(yùn)行狀態(tài)。

對表1中各影響因子相關(guān)的風(fēng)險系數(shù)進(jìn)行量化處理，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)運(yùn)算，可構(gòu)建風(fēng)險概率模型。通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算桿塔風(fēng)險運(yùn)行影響因素間的信息，生成以（Ip（Bi；Bj|B）（i，j=1，2，...，n））為弧的權(quán)重加權(quán)無向圖的網(wǎng)絡(luò)模型。

使用這個模型可以運(yùn)算各種屬性相應(yīng)的條件概率，而且還可根據(jù)概率運(yùn)算，明確風(fēng)險運(yùn)行概率大小[5]。

3 結(jié)束語

電力輸電線路對于電力系統(tǒng)來講至關(guān)重要。其能否安全平穩(wěn)運(yùn)行，直接關(guān)乎電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以相關(guān)工作者一定要做好對于電力輸電線路的運(yùn)維工作，對整個運(yùn)行工作進(jìn)行實時監(jiān)管，獲取到最新的信息，一旦出現(xiàn)故障，要在第一時間采用合適的故障排除技術(shù)來解決故障問題，這樣一來就能夠保證電力輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而使整個電力系統(tǒng)得到良好的發(fā)展。