罗邦维、杨昊彦、蔡楚宇、肖玲
国网湖南省电力有限公司输电检修分公司 湖南 衡阳 421000
摘要:随着我国电力系统的不断发展,特高压输电线路的应用也越来越广泛。其主要目的是为了提高输电能力,实现大功率的中、远距离输电,从而建立起联合的电力系统。由于特高压输电线路具有良好的经济效益,因此,加强线路运行维护也必然成为了一项不可或缺的工作。
关键词:特高压;输电线路;运行维护
0、引言
特高压输电线路指的是传输的交流电压在1000kV,以及直流电压在±800kV以上标准的线路种类。此类输电线路的功用一方面为了利用特高压输送方式降低输电进程中的能量消耗,另一方面也是为了相应减少输电杆塔的架设数量,在降低杆塔占地面积的同时有效节省输电企业的运行维护成本。目前特高压输电线路是我国电力工程中的重要建设项目之一,是今后维护、促进我国经济发展与企业建设的关键的能源保证手段。但随着特高压直流输电线路建设规模与路程的增加,相应的运行维护也受到巨大的问题挑战,需要维护人员针对当前特高压输电线路的运行维护特征,进行针对性的维护技术改进与应用。
1、特高压输电线路的运行特征
1.1高压等级
超特高压电网的等级在330kV到1000kV之间。起初,我国从我国引进一些先进的电气设备,并按照国外标准将电压等级为500kV的判定为超高压电网。
1.2回路选择
特高压输电线路在选择回路时,需要根据实际的负荷增长情况与装机进度,进行多回路规划,将降低成本为基础,科学选择回路形式。通常情况下,初期所架设的电网相对比较薄弱,为降低回路故障的发生率,增强超高压电网运行系统的安全性能,主要运用单回路设计方案。因电网铺设范围及其广阔,线路回路众多,在开展线路回路设计工作时需要充分利用现有的回路资源,运用双回路规划策略,有效降低成本开销额度。
1.3线路特征
我国海拔1000m以下地区架设特高压输电线路是一项庞大的工程,输电线路塔之间的距离相对比较远,且塔杆铺设困难。若高压输电线路的等级为330kV,可运用双分裂形式的300mm2的钢芯铝线;若高压输电线路的等级为500kV,可运用每相回裂形式的400mm2的钢芯铝线。
1.4架空地线
架空地线所运用到的地线为镀锌钢绞线。但是电力部门为提升输电线路的通信性能,降低电能的消耗量,降低电力线对通信线的负面影响,特将钢芯铝合金线或者是钢芯铝线作为地线。随着社会的不断发展,研究学者在现有地线的基础上,相续研制出耐腐蚀性能强,具有较长使用寿命的稀土铝镀层钢绞线、铝锌合金镀层钢绞线,这些新型地线不仅能够降低电能的消耗量,还能够降低雷电效应的产生率。
2、特高压线路运维技术的模式探讨
2.1直升机巡线技术
为解决特高压线路覆盖面积大,沿线地形复杂,输电线路杆塔高的特点,常规线路巡视方法难以满足其巡视要求的问题,有关科研单位进行了直升机巡视技术的研究与实践,通过在直升机上使用可见光及红外等巡视设备,可完成红外测温、紫外探测及可见光检查等工作,并能够判断通道、铁塔、金具、导地线、绝缘子等缺陷;判断接头过热、异常电晕、导地线内部损伤和低零值绝缘子等缺陷等。当目测、仪器观察和仪器自动检测相结合时(以目测为主),采用计算机处理数据,还可以生成设备缺陷清单和缺陷处理意见。
直升机巡线技术具有迅速、快捷、效率高(每天可以完成大约80~100基塔的双侧检查任务)、质量好、不受地域影响、能快速发现线路缺陷并且安全性好等优点,目前已成功应用于特高压输电线路运行维护,其在特高压线路运行维护中具有广阔的应用前景。
2.2在线监测技术
在线监测技术是特高压线路实施状态检修的前提条件,其不仅能及时获取被监测设备的实时状态,为线路的安全运行提供保障,还可为状态检修提供依据。目前研究开发的架空线路在线监测技术和在线监测系统众多,可有效应用于特高压线路上的主要有气象参数监测、微风振动监测、温度监测、覆冰监测、绝缘子污秽监测、杆塔倾斜监测及防盗、防鸟监测系统等。针对当前国内主要在线监测设备厂家采用的数据格式、通信协议不统一的问题,目前有关研究单位已经开发了应用于1000kV晋南荆特高压交流试验示范线路的特高压输电线路在线监测管理平台。该平台集成了覆冰监测、气象和导线风偏监测、杆塔倾斜监测、导线微风振动监测、导线舞动监测和绝缘子污秽监测等在线监测技术,实现了数据集中采集、处理和综合应用分析。采用浏览器/服务器的三层体系结构,实现了在线监测数据统一接收、展示、状态预测、预警和统计分析。
目前在特高压交流试验示范工程上共安装微风振动、舞动、杆塔倾斜、气象和风偏、视频、覆冰及绝缘子盐密共7类87套在线监测装置,结合特高压航测数据,可提供基于三维可视化技术的在线监测显示和控制平台,实现了关键监测点设备状况的在线查询,促进了特高压工程运行维护水平的提升。
2.3带电作业技术
特高压输电线路若发生非计划停运,将造成巨大经济损失,并对电网的稳定运行构成极大威胁。而带电作业作为特高压输电线路检修的重要手段,将有效保证特高压输电线路不间断持续供电,对确保电网的安全、可靠、稳定运行具有十分重要的意义。目前特高压线路的带电作业项目主要是带电检测、维护和修理等等。
我国在500kV及以下电压等级输电线路带电作业已有较为成熟的经验,并对750kV输电线路带电作业进行了大量研究,在带电作业方式、工具、作业人员的安全防护等方面已有成熟的研究成果的基础上,国网公司电力科学研究院结合1000kV晋南荆特高压试验示范工程进行了1:1真型试验,在国内外首次系统地开展了交流1000kV输电线路带电作业研究,针对系统过电压水平、海拔高度的不同,试验研究确定了各工况及作业位置的最小安全距离、最小组合间隙、绝缘工具最小有效绝缘长度等。自主研究生产的绝缘工具、带电作业屏蔽服等均可满足交流1000kV输电线路带电作业要求,不需从国外进口。此外,经研究试验确定的交流1000kV输电线路带电作业的安全防护措施对我国交流1000kV输电线路开展带电作业是可行的、安全的。为确保特高压线路安全、稳定、可靠运行,运行维护单位积极开展特高压带电作业技术研究,全力加强特高压线路运行维护工作的研究和实践。
3、特高压输电线路运行维护模式的展望
现如今,我国电网公司针对我国电力网运行工作提出发展战略,通过对人力资源、物力资源和财力资源进行集约化管理,创建大规划体系、大建设体系、大运行体系、大检修体系、大营销体系,转变电网公司的运行模式,改变电网的发展方向,对各项运行系统进行合理配置,使设备管理、检修管理、维护管理均能够朝着专业化、一体化、系统化、全面化的方向发展。为此,我国超特高压运维公司需要不但对集中运维模式进行改革与创新,使集中运维模式能够日益成熟,使我国各地电网公司能够朝着成熟化的方向发展。在“互联网+”理念广泛推行的背景系下,我国电网部门需要积极做好信息化建设工作,不断将先进的网络技术运用到特高压输电线路运维管理工作中,将人力资源、物力资源、财力资源集约化管理的基础上,实现对人力资源、物力资源、财力资源的动态化管理,为实现特高压输电线路的集中管理提供构建基础。现如今,我国一些在线检测设备在特高压输电线路运维管理中的应用相对比较成熟,将科技成果转化成果运用到输电线路维护工作中,为专业化集中运行提供科技力量。
4、结束语
特高压直流输电对我国经济发展有着重要的影响,保障输电正常,科学维护输电线路十分必要。我国在特高压直流输电领域研究取得一定成绩,但是仍有着许多实际难题需要解决。线路运维单位加强和相关科研机构、高校合作,提升运行维护能力将是后期特高压输电线路快速发展的关键。
参考文献:
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