配电设备状态评价的差异化运维策略

发表时间:2020/9/8   来源:《中国电业》2020年3月9期   作者:粘凯昕 黄震希
[导读] 实施配电设备状态的差异化评价,采取差异化的运维策略,对降低配电设备运维工作量,提高配电设备运维效率有着极其重要的促进作用。
        摘  要:实施配电设备状态的差异化评价,采取差异化的运维策略,对降低配电设备运维工作量,提高配电设备运维效率有着极其重要的促进作用。本文开展配电设备状态评价的差异化运维策略研究,分析差异化运维策略的实施流程,即确定评价对象、评价健康程度、评价重要程度、制定运维计划及周期;分析配电设备状态的评价方法,具体指出如何构建评价指标体系、确定指标权重、评语集;以配电电缆为例阐述了如何实施差异化的运维策略;最后,针对某供电公司实施差异化运维策略前后情况,对比分析差异化运维策略的实施效果。
        关键词:配电设备;状态评价;差异化运维

        随着我国电力行业的迅速发展,配电网改扩建力度也不断加大,配电设备数量迅速增加。然而配电运维人员数量难以应对配电设备规模的扩大,以致配电运维人员工作量不断加重。因此,为了降低配电设备运维工作强度,提升配电设备运维效率,确保配电网的供电可靠性,供电企业可针对配电设备开展状态差异评价,制定不同的运维策略,实现配电设备运维管理的差异化和高效化。
一、差异化运维策略实施流程
        为了保障配电设备状态评价的差异化及运维工作的顺利开展,运维人员可制定规范的工作流程启动差异化运维。通常是从配电设备重要程度、健康状态两个方面着手确定配电设备风险防控级别,然后再结合原定的配电设备运维周期实施不同的巡视、维护和消缺工作。具体来说,差异化运维的启动流程包括确定配电设备健康程度、确定设备重要程度、确定设备运维周期、制定设备运维计划。
        1.明确评价对象
        配电网中的配电设备种类、数量繁多。在启动差异化运维计划后,要筛选出评价对象,正式开展差异化运维。结合实际来看,其评价对象应当包括所有配电电气设备、架空线路、电缆及附属设施。考虑实际工作量,可针对配电关键设备开展评价,如配电变压器、环网柜、柱上开关等。
        2.健康程度评价
        选定评价对象后,运维人员可依据配电设备运行状态,正确评估配电设备健康程度,并将评估结果划分到不同的健康等级中。如可将配电设备健康状态划分为良好、正常、注意、异常、严重五个等级。运维人员在综合分析设备运行资料、故障缺陷资料、检测试验报告等资料后进行配电设备健康等级划分。
        3.重要程度评估
        确定配电设备重要程度的主要方法是从生产、营销管理两个方面入手,评价配电设备对供电可靠性的影响程度及故障所影响的范围,可将配电设备健康程度划分为关键、重要、一般三个等级。如将停电故障影响范围广、涉及居民多,且处于关键网络联络点位置的设备划分为关键设备;将停电故障影响比较广、涉及居民比较多,且处于主干线带多级分支及无法转电节点的故障划分为重要设备;将除上述以外的设备划分为一般设备。
        4.制定运维周期
        在未实施差异化运维策略前,通常按照三个月一次开展配电变压器、架空线路、开关设备类巡视。在实施差异化运维策略时,运维人员则需依据设备实际情况进行配电设备、线路巡视周期的调整和优化,从而形成完善、详细的差异化运维计划。运维人员可针对配电设备采取不同的管控策略,划定配电设备管控级别,根据设备管控系数、定期巡视周期计划,确定具体的差异化运维巡视周期。设备管控系数可应用专家评估、设备风险矩阵分析的方法确定。
二、配电设备状态评价方法
        由于配电设备种类繁多、状态量也较多,因此运维人员需根据配电设备特征、运行状态选择合适的状态评价方法。本文以配电电缆为例分析如何建立配电设备状态评估模型,选择状态评估方法。
        1.构建评估体系
        保证配电设备健康状态评估结果准确性的关键是全面掌握配电设备状态量,对指标进行分级,构建信息集合,建立评估指标体系。针对配电电缆可选择以下评估指标作为一级指标:电缆本体、电缆终端、电缆中间接头、接地系统、电缆通道及辅助设备。一级指标确定后可进一步细化,明确二级评估指标。针对电缆本体一级指标,可将其细化为线路负荷、绝缘电阻、电缆形变、埋深、阻火阻燃等二级指标;针对电缆终端一级指标,可将其细化为污秽、破损、温度、局放、防火阻燃等二级指标;针对电缆中间接头一级指标可将其细化为防火阻燃、破损、温度、局放、运行环境等二级指标;针对接地系统,可将其细化为接地引下线、接地电阻等二级指标;针对电缆通道一级指标可将其细化为电缆井、电缆管沟环境等二级指标;针对辅助设施一级指标可将其细化为标识、紧固程度、锈蚀程度等二级指标。
2.确定指标权重
        在确定评价指标后还应科学划分指标权重。针对文本提及的电缆状态评价指标,可采用层次分析法进行指标权重状态的确定和赋予。

所谓层次分析法就是进行复杂问题的分解,分解出若干个组成要求,然后将这些要素按照关联度、隶属关系进行分类、关联,从而形成阶梯式的层次结构。最后进行两两比较,确定层次中不同要素的重要性,并结合实际情况划分不同的指标权重。所以指标权重的划分较为依赖专家的主观认知。
        与该方法配套的权重计算方法包括几何平均法、算数平均法、特征向量法等。针对电缆评价指标,在其权重确定的过程中可先确定判断矩阵等级标度原则,而后进行统一层次上两要素之间的比较,从而得到判断矩阵。
3.建立评语集
        结合本文所提出的将配电设备健康状态划分为良好、正常、注意、异常、严重五个等级,可确定模糊的评语集内容为良好、正常、注意、异常、严重。其中良好评语代表电缆运行稳定,与其相对应的状态量符合标准,发生故障的概率非常低,能够长期稳定运行;正常评语代表的是电缆状态量正常,或者是其中存在个别参数能够反映出设备可靠性有所下降,但并未达到异常值;注意评语代表的是电缆状态量包含几个不符合标准的值,但并未影响到电缆的正常运行;异常评语代表的是电缆状态量接近或达到标准异常值,设备在运行过程中可能会出现故障。严重评语代表电缆已经出现超过标准异常值的情况,需要立即采取消缺行动。需要注意的是电缆线路状态量指标并不相同,需统一衡量尺度从而对状态量指标开展统一评估,比如采取打分方式进行状态量化。
三、差异化运维策略
        在实施配电设备状态评价的差异化运维时,要充分结合实际情况制定差异的运维策略,从而有效落实差异化运维工作,保证配电设备的正常运行。
        制定差异化运维策略时需要注意以下原则:第一,同一馈线上的配电站、环网柜、箱式变等应尽量安排在同一运维周期中,从而简化运维流程,提升运维效率。第二,相邻地域内的设备、线路尽量在同一运维周期内,避免来回运维,保证运维效率。第三,要充分考虑保供电、防洪防汛、迎峰度夏等特定阶段的工作安排,进一步优化配电设备运维线路,保障配电设备运维质量。
        在制定具体的配电设备差异化运维策略时需充分考虑配电设备运行状态和配电网运行实际。以配电电缆的差异化运维为例,在电缆护层缺陷的检修处理中,应先评估分析停电检修和继续运行可能产生的损失,以此确定是停电检修还是继续运行。若确定继续运行则应给出检测时间建议,以免运行引发故障带来难以估量的损失。
        若要开展停电检修,则需针对电缆故障类型采取相应的运维策略。以电缆护层损伤为例,可采取以下运维策略:①在停电前要先拆除缺陷处的支架,断开护套的过流通道,以免故障范围扩大。②进行缺陷处保护套的防水、绝缘处理。可用沥青填充故障点,以免绝缘击穿,并在沥青带上缠绕防水带、PVC带,以免进水受潮。③通过观察外观无法确定电缆受损情况时要进行停电处理。先要进行缺陷位置的解剖,检查半导体层是否存在受损。若无损伤,则可用铅皮、波纹铝护套、铜编织带等材料进行半导电层的修复、完善。若存在损伤则要用刀片去除破损的半导电层,检查电缆主绝缘层。若电缆主绝缘层存在损坏,则应在缺陷处将电缆断开,并用刨刀去除损坏部位,采用蛇形敷设方法重新制作直通接头。
四、实例分析差异化运维策略应用效果
        以某供电公司配电电缆线路运维工作量为例,该供电公司共有三个运维班组,共27人,负责162回电缆线路运维工作。在未实施差异化运维策略之前,该供电公司的电缆巡视周期为每月一巡,每年巡视运维总时间为4644个小时,人均年巡检运维时间为172小时。依据线路重要程度、健康程度,该供电公司对电缆运维周期进行了差异性优化。先是对所承担的运维电缆线路进行了重要程度划分,并评估了其健康程度;而后依据电缆所在地区用户性质、停电范围、网络节点重要性确定不同电缆线路的运维周期;最后进行运维工作量计算、比对,发现每年巡视运维总时间降低了26.7%,人均年巡视运维时间降低了43.8%。即运用差异化运维策略后,电缆运维效率得到了大幅度提升,运维人员工作强度也得以降低。
        综上所述,实施配电设备状态评价的差异化运维策略的前提是对配电设备状态进行科学评估,规范差异化运维流程,保障差异化运维工作有序开展。同时,针对不同配电设备特征制定、实施不同的运维策略,保障配电设备的高效运行。
        
        参考文献
        [1]吴天杰,赵凤德,黄雄,黄日瑞,全春蕾,吉承龙.配电设备风险评估与差异化运维管理系统设计[J].自动化与仪器仪表,2019(12):212-215.
        [2]李珊,欧世锋,李克文,俞小勇.基于配电设备状态评价的差异化运维策略[J].广西电力, 2017, 40(05): 21-27.
        [3]朱新.配电设备的关键状态监测与评价技术研究[D].华北电力大学(北京),2017.
        [4]林冬阳.融合多源信息的配网设备状态评价及状态检修技术研究[D].浙江大学,2016.
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