周宏濤

四川明星電力股份有限公司 四川 遂寧 629000

引言

在電網(wǎng)體系中，110kV輸電線路作為中壓電力傳輸?shù)闹匾M成部分，扮演著橋梁般的角色，因此，110kV輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。然而，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和電力負(fù)荷的快速增加，110kV輸電線路運(yùn)維管理面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。線路的日常維護(hù)、故障的及時(shí)排除、預(yù)防性檢修等工作變得異常繁重且復(fù)雜。此外，環(huán)境、天氣和人為因素等各種風(fēng)險(xiǎn)也可能對(duì)線路的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。

1 研究背景

1.1 輸電線路的重要性和作用

輸電線路是電力系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，其在電力傳輸中承擔(dān)著關(guān)鍵的角色。發(fā)電廠產(chǎn)生的大量電能需要通過輸電線路從源頭傳送至各個(gè)終端用戶，包括城市、鄉(xiāng)村和工業(yè)企業(yè)[1-2]。這些線路通過遠(yuǎn)距離的電力傳輸，實(shí)現(xiàn)了電力資源的高效分配和供應(yīng)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到電力的安全供應(yīng)，對(duì)保障國(guó)家的能源安全和社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。

1.2 110kV輸電線路的特點(diǎn)和應(yīng)用

110kV輸電線路作為電力系統(tǒng)中的中壓線路，扮演著從發(fā)電站到變電站之間的重要紐帶[3]。相比于較低電壓級(jí)別的線路，110kV輸電線路具有較大的傳輸容量和較低的傳輸損耗，能夠更遠(yuǎn)距離地傳送電能。這使得110kV輸電線路廣泛應(yīng)用于城市與城市之間、城市與農(nóng)村之間，以及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)與欠發(fā)達(dá)區(qū)之間的電力傳輸。110kV輸電線路的特點(diǎn)在于其電壓等級(jí)適中，具有較高的傳輸效率和較低的投資成本，因此在電力系統(tǒng)中占據(jù)重要地位[4]。

1.3 當(dāng)前110kV輸電線路運(yùn)維管理的挑戰(zhàn)和問題

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和電力負(fù)荷的增加，110kV輸電線路的運(yùn)維管理面臨著日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。首先，線路的年齡老化和設(shè)備磨損導(dǎo)致故障頻發(fā)，給運(yùn)維管理帶來極大的壓力。其次，復(fù)雜多變的自然環(huán)境和惡劣天氣條件，如暴風(fēng)雨、雷擊和高溫等，可能對(duì)線路造成嚴(yán)重影響。

2 110kV輸電線路運(yùn)維管理模式探討

2.1 110kV輸電線路運(yùn)維管理的現(xiàn)有模式和方法

輸電線路運(yùn)維管理是指對(duì)電力輸送線路進(jìn)行日常維護(hù)、故障排除、預(yù)防性檢修和優(yōu)化管理的一系列活動(dòng)。其目標(biāo)是確保輸電線路安全、可靠、高效地運(yùn)行，以滿足電力系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定供電的要求。當(dāng)前，110kV輸電線路的運(yùn)維管理主要采用定期巡檢和定期維護(hù)的方式，以及對(duì)故障的事后排查和修復(fù)。這種模式雖然可以保證線路的基本運(yùn)行，但面臨著工作量大、效率低和對(duì)運(yùn)維人員技術(shù)要求高的問題。為了提高運(yùn)維管理的效率和準(zhǔn)確性，近年來，逐漸引入了先進(jìn)的傳感器技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路的運(yùn)行狀態(tài)和溫度、振動(dòng)等參數(shù)。

2.2 先進(jìn)技術(shù)在輸電線路運(yùn)維管理中的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)和智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)在110kV輸電線路運(yùn)維管理中得到了廣泛應(yīng)用。智能傳感器技術(shù)的引入使得線路狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為可能，從而幫助運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況和潛在故障。無人機(jī)和機(jī)器人技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)線路的巡檢和檢修，減少人力投入，提高工作效率，同時(shí)降低工作風(fēng)險(xiǎn)。

3 110kV輸電線路運(yùn)維管理模式分析

3.1 運(yùn)維管理模式的分類和特點(diǎn)

110kV輸電線路運(yùn)維管理模式可以根據(jù)其主要特點(diǎn)和方法進(jìn)行分類。常見的分類包括基于故障檢測(cè)的模式、基于預(yù)防性維護(hù)的模式、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模式以及智能化運(yùn)維管理模式等。每種模式都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景。運(yùn)維管理模式的分類不是絕對(duì)的，不同模式之間可以相互結(jié)合和借鑒，以形成更加綜合和有效的運(yùn)維管理方案。

3.2 基于故障檢測(cè)的運(yùn)維管理模式

基于故障檢測(cè)的運(yùn)維管理模式主要側(cè)重于故障的快速檢測(cè)和定位。通過使用先進(jìn)的傳感器技術(shù)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常情況，可以迅速發(fā)出預(yù)警信號(hào)。運(yùn)維人員可以根據(jù)預(yù)警信息及時(shí)趕赴故障現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行故障排查和修復(fù)。這種模式的優(yōu)勢(shì)在于及時(shí)性強(qiáng)，能夠快速響應(yīng)故障，減少線路停運(yùn)時(shí)間。

3.3 基于預(yù)防性維護(hù)的運(yùn)維管理模式

基于預(yù)防性維護(hù)的運(yùn)維管理模式強(qiáng)調(diào)定期的線路維護(hù)和檢修。在運(yùn)維管理過程中，定期對(duì)線路設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)潛在問題并及時(shí)解決，以預(yù)防故障的發(fā)生。這種模式的優(yōu)勢(shì)在于能夠減少意外故障的概率，提高線路的可靠性和穩(wěn)定性。然而，定期維護(hù)會(huì)帶來一定的成本和工作量，且可能無法完全避免突發(fā)故障的發(fā)生。

3.4 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)維管理模式

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)維管理模式利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，對(duì)大量線路運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。通過建立預(yù)測(cè)模型和故障診斷系統(tǒng)，可以對(duì)線路運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)潛在問題，提前采取相應(yīng)的維護(hù)措施。這種模式的優(yōu)勢(shì)在于能夠充分利用數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)故障和優(yōu)化運(yùn)維決策。

4 110kV輸電線路運(yùn)維管理模式的優(yōu)劣評(píng)估

4.1 不同運(yùn)維管理模式的效率和成本比較

在評(píng)估不同運(yùn)維管理模式的效率和成本時(shí)，需要考慮運(yùn)維管理所涉及的人力資源、設(shè)備投入、維護(hù)費(fèi)用等方面的因素。下面是不同運(yùn)維管理模式的效率和成本比較。

表1 效率和成本比較

4.2 可靠性和安全性的評(píng)估

對(duì)于110kV輸電線路運(yùn)維管理模式的可靠性和安全性評(píng)估，需要考慮其對(duì)線路運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性的影響。下面是不同運(yùn)維管理模式的可靠性和安全性比較。

表2 可靠性和安全性比較

4.3 環(huán)境影響評(píng)估

在評(píng)估110kV輸電線路運(yùn)維管理模式的環(huán)境影響時(shí)，需要考慮不同模式對(duì)環(huán)境資源的消耗和影響。下面是不同運(yùn)維管理模式的環(huán)境影響評(píng)估比較。

表3 環(huán)境影響評(píng)估比較

5 新型110kV輸電線路運(yùn)維管理模式設(shè)計(jì)

5.1 整合不同模式的優(yōu)勢(shì)

在設(shè)計(jì)新型110kV輸電線路運(yùn)維管理模式時(shí)，需要充分整合不同模式的優(yōu)勢(shì)，以取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高運(yùn)維管理的效率和準(zhǔn)確性。結(jié)合基于故障檢測(cè)的模式，可以保障對(duì)線路異常情況的及時(shí)響應(yīng)；同時(shí)融合基于預(yù)防性維護(hù)的模式，可以定期對(duì)線路進(jìn)行維護(hù)和檢修，減少意外故障的發(fā)生。引入基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模式，可以利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，從而提前發(fā)現(xiàn)潛在問題并進(jìn)行相應(yīng)處理。

5.2 引入新技術(shù)和方法

在新型110kV輸電線路運(yùn)維管理模式的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該積極引入先進(jìn)的技術(shù)和方法，以推動(dòng)運(yùn)維管理的現(xiàn)代化和智能化發(fā)展。例如，可以采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲得更準(zhǔn)確的運(yùn)行數(shù)據(jù)。引入無人機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)線路的全面巡檢，包括難以到達(dá)的地區(qū)，提高線路巡檢的全覆蓋率。

5.3 基于數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)的模式設(shè)計(jì)

新型110kV輸電線路運(yùn)維管理模式的設(shè)計(jì)應(yīng)該更加注重基于數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)的方法。通過建立數(shù)據(jù)模型和預(yù)測(cè)算法，可以對(duì)線路運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，發(fā)現(xiàn)潛在問題，提前采取相應(yīng)的維護(hù)措施。在設(shè)計(jì)中，可以采用監(jiān)督學(xué)習(xí)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，結(jié)合傳感器技術(shù)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，構(gòu)建線路運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過收集并分析歷史數(shù)據(jù)，建立故障預(yù)測(cè)模型，對(duì)線路的故障概率進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而指導(dǎo)運(yùn)維人員進(jìn)行優(yōu)化決策（如表4）。

表4 數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)模式設(shè)計(jì)指標(biāo)

6 運(yùn)維管理模式實(shí)施方案

6.1 實(shí)施前的準(zhǔn)備工作和方案制定

在實(shí)施新型110kV輸電線路運(yùn)維管理模式之前，需要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作和方案制定。首先，需要建立一個(gè)專門的團(tuán)隊(duì)，包括電力專家、數(shù)據(jù)科學(xué)家、運(yùn)維人員和技術(shù)工程師等，負(fù)責(zé)模式設(shè)計(jì)和實(shí)施工作。團(tuán)隊(duì)成員應(yīng)具備相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和技能。其次，要對(duì)線路進(jìn)行全面的調(diào)研和評(píng)估，了解線路的運(yùn)行狀態(tài)、歷史故障情況和特點(diǎn)。然后，根據(jù)調(diào)研結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，制定適合該線路的新型運(yùn)維管理模式，并明確實(shí)施的目標(biāo)和指標(biāo)。

6.2 實(shí)施過程中的管理和監(jiān)控

在實(shí)施過程中，管理和監(jiān)控是確保新型運(yùn)維管理模式順利推進(jìn)的關(guān)鍵。為此，首先需要建立一個(gè)嚴(yán)格的實(shí)施計(jì)劃和時(shí)間表，明確每個(gè)階段的工作內(nèi)容和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，并分配任務(wù)給相應(yīng)的團(tuán)隊(duì)成員。

7 結(jié)束語

本研究對(duì)110kV輸電線路運(yùn)維管理模式進(jìn)行了深入研究，通過綜合分析不同模式的優(yōu)缺點(diǎn)，為電力企業(yè)提供了一種可行的新型運(yùn)維管理方案。該方案以預(yù)防性維護(hù)為主導(dǎo)，注重故障快速診斷和緊急處理，同時(shí)充分利用數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和信息化管理技術(shù)，為運(yùn)維人員提供了更加科學(xué)高效的管理手段。