劉昊實(shí)

國網(wǎng)河北省電力有限公司超高壓分公司，河北石家莊，050000

0 引言

在人們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)中，輸配電線路是非常重要的，也是人們安全用電的保障。換言之，輸配電線路是人與電網(wǎng)間的紐帶，其安全性直接關(guān)系到用電的效率，同時(shí)其也在整個(gè)供電系統(tǒng)中發(fā)揮了非常重要的作用。為了能夠保證各行各業(yè)高效率使用電氣，電網(wǎng)企業(yè)就需要強(qiáng)化輸配電線路的運(yùn)行與管理，通過科學(xué)合理的技術(shù)手段做好輸配電線路維護(hù)工作，將線路損耗最大限度降低，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率大幅度提升?；诖?，本文通過對(duì)電氣輸配電線路運(yùn)行管理進(jìn)行分析，探討故障形成的原因，在此基礎(chǔ)之上提出切實(shí)可行的建議。

1 電氣輸配電線路運(yùn)行管理的重要性

輸配電線路安全運(yùn)行、日常維護(hù)、故障排除等和人們安全用電密切相連[1]?，F(xiàn)代化電氣網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)以及規(guī)劃輸配電線路是基礎(chǔ)，當(dāng)此環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時(shí)，會(huì)造成整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行中斷。在電氣運(yùn)行管理環(huán)節(jié)，應(yīng)該高度重視輸配電線路運(yùn)維工作，強(qiáng)化管理，采用新技術(shù)，大幅度提高運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)，因?yàn)檩斉潆娋€路多建設(shè)在外部環(huán)境，極易受到環(huán)境因素影響，造成線路穩(wěn)定性較差，穩(wěn)定運(yùn)行難以保障。特別是隨著社會(huì)的發(fā)展，生產(chǎn)、生活對(duì)于電氣穩(wěn)定性提出較高要求，此時(shí)更應(yīng)該提升電網(wǎng)整體安全性能。通過強(qiáng)化輸配電線路運(yùn)行管理工作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，進(jìn)而采取有效措施防范與處理，促進(jìn)電力穩(wěn)定運(yùn)行，全面提高電網(wǎng)運(yùn)輸質(zhì)量。

2 電氣輸配電線路運(yùn)行管理案例分析

2.1 案例概述

此次針對(duì)某地供電公司電氣輸配電線路運(yùn)行管理情況進(jìn)行了分析，案例中涉及的管轄范圍內(nèi)包含了110kV及以下電壓等級(jí)架空線路、35kV及以下電壓等級(jí)電纜線路。在不同類型10kV配電公用變壓器臺(tái)區(qū)的后端主要采用的是0.4kV配電線路，發(fā)揮的作用是將電能自臺(tái)區(qū)配送到每一戶人家。0.4kV電網(wǎng)與10kV及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)對(duì)比，前者故障影響范圍小，所以此次重點(diǎn)針對(duì)10kV及以上電壓等級(jí)線路運(yùn)行管理進(jìn)行分析。

2.2 電網(wǎng)規(guī)模

此案例中電網(wǎng)規(guī)模具體如下：在2020年12月份，110kV架空線路總長度達(dá)到了124.75千米，均為裸導(dǎo)線；35kV架空線路總長為335.24千米，同樣也是裸導(dǎo)線；10kV架空線路長是2073.08千米，絕緣化率達(dá)到了85.19%；35kV電纜線路總長660.75千米，10kV電纜線路總長3045.71千米，以下重點(diǎn)針對(duì)2018年12月、2019年12月、2020年12月三年間電網(wǎng)規(guī)模進(jìn)行了縱向?qū)Ρ?，具體見表1所示。

通過表1數(shù)據(jù)可以看出，案例中架空導(dǎo)線110kV總長度增長明顯，35kV有下降的趨勢，主要是因?yàn)榘咐须娋W(wǎng)企業(yè)站在長遠(yuǎn)發(fā)展視角下，高壓配電網(wǎng)不再針對(duì)35kV變電站新建，重點(diǎn)放在110kV變電站新建方向。10kV總長度有所上升，絕緣化率處于穩(wěn)定提升狀態(tài)，2020年高達(dá)85.19%，主要是由于電網(wǎng)可靠性要求提高，所以要提升線路絕緣化率。電纜層面，35kV、10kV總長呈現(xiàn)逐漸遞增趨勢，輸配電線路電纜化率有所提升。線路電纜化率計(jì)算公式如下：

表1 10kV 及以上線路規(guī)模（2018 年-2020 年）

2.3 故障動(dòng)作情況分布

通過對(duì)案例中2018-2020年某區(qū)輸配電線路故障進(jìn)行分析，得出重合成功故障發(fā)生的次數(shù)最多，達(dá)到了310次，其次是接地信號(hào)故障為130次，重合失敗故障為110次，而直接跳閘故障發(fā)生次數(shù)是30次（具體見表2所示），結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)數(shù)據(jù)，只要有架空線路設(shè)備混合架設(shè)形式線路出現(xiàn)故障，將近50%是瞬時(shí)性故障，出站開關(guān)動(dòng)作分閘時(shí)便可自動(dòng)消除或者隔離故障，所以線路出站開關(guān)重合以后便能夠正常運(yùn)行。電纜設(shè)備出現(xiàn)故障多是永久性的，所以重合閘便失去了價(jià)值。當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)采用的保護(hù)裝置僅對(duì)純電纜線路重合閘保護(hù)退出考慮，運(yùn)用中性點(diǎn)直接接地的形式，此類型的線路較少，長度有限，所以故障發(fā)生概率較低。

表2 不同動(dòng)作情況線路故障發(fā)生次數(shù)

2.4 故障原因分類分布

針對(duì)案例區(qū)域輸配電線路故障發(fā)生的原因進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，重點(diǎn)集中于2018-2020年，具體數(shù)據(jù)見圖1所示。

圖1 故障主要原因占比

由圖1數(shù)據(jù)可以看出，選取的案例故障主要原因占比分布中，自然因素占比達(dá)到了38.35%，其次是其他原因（包括制度、技術(shù)水平等）占比為20.97%，然后是人為原因，占比為13.72%，建設(shè)施工占比9.50%，設(shè)備老化占比9.06%，巡視無異常占比8.40%，由此可以看出，在輸配電線路運(yùn)行管理中，常見的故障以自然因素、人為因素為主。

3 影響電氣輸配電線路運(yùn)行管理的原因

3.1 配電線路施工不規(guī)范

在以上案例分析中可以看出，輸配電線路故障發(fā)生的原因是多方面的，而且發(fā)生的頻率很高，導(dǎo)致故障發(fā)生的重要原因是施工準(zhǔn)備工作未提前規(guī)劃好，施工操作不規(guī)范，整個(gè)過程缺乏相應(yīng)的質(zhì)量管理、有效監(jiān)控，施工工藝存在問題，進(jìn)而造成諸多環(huán)節(jié)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不相符，小問題慢慢積累，在時(shí)間的推移下進(jìn)而形成大問題，引發(fā)了配電線路中斷故障[2]。若配電線路由于負(fù)荷或者折舊而處于長期使用狀態(tài)，便會(huì)導(dǎo)致維護(hù)不到位發(fā)生線路故障。

3.2 天氣變化引起配電線路故障

由于電氣輸配電線路較長，極易受到天氣變化的影響，例如雷電、風(fēng)雨等都會(huì)導(dǎo)致輸配電線路運(yùn)行中出現(xiàn)故障。在案例分析中可以明顯看出，自然因素故障原因的占比是最高的。在輸配電線路故障中，雷電因素是影響最大的，輸配電線路極易受到雷擊進(jìn)而造成較大的破壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)線路癱瘓，并且較短時(shí)間內(nèi)很難恢復(fù)正常使用，輸配電線路出現(xiàn)短路現(xiàn)象以后，雷擊會(huì)帶來過載干擾。而風(fēng)雨會(huì)借助強(qiáng)大的沖擊力使輸配電線路穩(wěn)定性遭受破壞，引發(fā)電壓分布不均衡問題，輸配電線路具有較大的牽引力，而且桿塔坡度也較大，這也在很大程度上會(huì)對(duì)正常供電帶來直接影響。特別是最近幾年，人們對(duì)于電力需求量越來越大，輸電線路運(yùn)行壓力也隨之增加，而當(dāng)前輸配電線路耐熱性、壓縮力無法滿足線路運(yùn)行需求，老線路更換不及時(shí)。雖然在防雷擊方面使用了避雷器，但是如果避雷器電壓超出承載力，同樣也會(huì)引發(fā)線路避雷器故障，在避雷器無法正常工作時(shí)便會(huì)引發(fā)線路故障。以上提及這些都會(huì)對(duì)電氣輸配電線路運(yùn)行帶來影響，管理的難度會(huì)越來越大[3]。

3.3 人為因素引起故障

電氣輸配電線路運(yùn)行管理過程中，人為因素也影響到運(yùn)行的平穩(wěn)性，主要從以下兩個(gè)層面進(jìn)行分析。第一，人為給予線路破壞，有些非法分子為了謀取個(gè)人利益會(huì)偷盜、損壞輸配電線路以及設(shè)備，在線路遭受人為破壞以后，必然也會(huì)引起不必要的故障發(fā)生。而且如果人為違規(guī)使用一些大功率電器同樣也會(huì)造成電路過載或者短路故障的發(fā)生。第二，輸配電線路運(yùn)行管理人員操作失誤導(dǎo)致故障的發(fā)生。輸配電線路處于長時(shí)間使用狀態(tài)下，極易出現(xiàn)設(shè)備故障、絕緣層破損、導(dǎo)線斷股等現(xiàn)象，如果管理人員專業(yè)水平有限，或者缺乏責(zé)任心，這些問題極易被忽視，導(dǎo)致線路故障惡化，電力系統(tǒng)運(yùn)行異常。另外，運(yùn)行管理人員不熟悉線路運(yùn)行情況，難以高效完成運(yùn)行管理工作，無法將所有隱患一一排查，進(jìn)而增加了故障發(fā)生的概率[4]。

4 電氣輸配電線路運(yùn)行管理策略

4.1 合理采用排障技術(shù)

第一，針對(duì)風(fēng)雨故障排除時(shí)，要特別關(guān)注雨淋對(duì)線路帶來的較大干擾性。輸配電線路長時(shí)間處于外界環(huán)境中，風(fēng)雨故障是難以避免的，此時(shí)就需要引進(jìn)先進(jìn)的雨淋除塵技術(shù)，強(qiáng)化檢查，仔細(xì)勘查各個(gè)塔的具體情況，將風(fēng)雨天氣帶來的線路干擾降到最低。第二，針對(duì)雷擊故障排除時(shí)，除了可以安裝避雷針以外，還可以在輸配電線路上架設(shè)耦合地線，使導(dǎo)線和閃導(dǎo)體連接得到有效改善，減少了相間短路以及絆倒等帶來的較大干擾，三相或者兩相閃光引發(fā)的閃光電流第一相電壓有效降低。第三，針對(duì)冰雪故障排除時(shí)，可通過定期清理線路走廊，排除后續(xù)安全隱患，強(qiáng)化施工質(zhì)量，延長線路使用壽命。

4.2 合理選擇故障檢測方式

在電氣輸配電線路故障糾正過程中，檢測方式的選擇非常關(guān)鍵，所以在檢測故障之前，工作人員要充分了解輸配電線路具體情況，進(jìn)而從中選擇最適合的檢測方法，確保故障診斷更加科學(xué)，能夠及時(shí)將故障排除，盡快恢復(fù)正常運(yùn)行[5]。比如輸配電線路常見檢測方式有狀態(tài)、電子兩種形式，檢測人員要在檢測之前將故障類型、位置、原因明確，然后采用先進(jìn)的儀器設(shè)備分析傳輸線誤差等，錯(cuò)誤定位以后，快速排除。

4.3 開展?fàn)顟B(tài)運(yùn)維工作

第一，要不斷強(qiáng)化日常巡視工作，這也是確保高效運(yùn)行與管理的重要手段之一。日常檢查中要將監(jiān)督管理工作做到位，尤其是事故檢查、夜查、專項(xiàng)檢查方面。由于輸配電線路極易受到惡劣環(huán)境的影響，所以強(qiáng)化巡查與檢測能夠在很大程度上將事故排除，同時(shí)還要做好記錄，每一個(gè)事故都應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待、細(xì)致分析與調(diào)查，形成故障數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)故障排除提供重要的依據(jù)。第二，完善檢測環(huán)節(jié)，應(yīng)該做好預(yù)防措施，盡可能減少線路受干擾的概率，強(qiáng)化檢測與維護(hù)的同時(shí)，準(zhǔn)確識(shí)別弱電線路、桿塔傾斜等情況，檢查與維護(hù)時(shí)要將帶電操作與停電相結(jié)合，保證運(yùn)行的高效性。

4.4 提升設(shè)備性能

電氣輸配電線路覆蓋面較廣，很多都在戶外，外界環(huán)境影響是難以避免的，線路老化、損壞速度很快，這也在很大程度上會(huì)對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定性造成影響。所以，輸配電線路規(guī)劃過程中要對(duì)地理位置、氣候條件等情況充分了解，仔細(xì)分析，保證輸配電線路規(guī)劃的合理性[6]。同時(shí)，為了能夠盡可能避免惡劣天氣帶來的較大干擾，降低故障發(fā)生的概率，還要針對(duì)不同天氣制定不同的應(yīng)對(duì)方案，確保故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)，為線路更好地運(yùn)行與管理奠定良好的基礎(chǔ)。

4.5 引入新技術(shù)

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展為電氣輸配電線路運(yùn)行管理帶來了較好的機(jī)遇，特別是在故障排除方面，可以引進(jìn)新技術(shù)手段，快速查找故障以及隱患，確保運(yùn)行管理的穩(wěn)定性。比如，可以在運(yùn)行管理中融入計(jì)算機(jī)技術(shù)、5G技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)測及傳感器技術(shù)，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測輸配電線路運(yùn)行情況，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警，針對(duì)一些小問題可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化排除故障，促進(jìn)輸配電線路運(yùn)行管理自動(dòng)化、智能化發(fā)展。

5 結(jié)論

電氣輸配電線路是保證電力穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，做好運(yùn)行及管理工作，能夠在很大程度上提高運(yùn)行效率。為此，電力企業(yè)應(yīng)該充分了解故障產(chǎn)生的具體原因，針對(duì)性地采用有效的排障技術(shù)，同時(shí)還要提高故障監(jiān)測的能力，做好日常維護(hù)、監(jiān)測工作，確保線路始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，保證用電的穩(wěn)定性。