毕业设计10kV配电网设备差异化运维探索与实践

昆明理工大学成人高等教育毕 业 设 计（论文）10kV 配电网设备差异化运维探索与实践姓 名： 者光兴 学 号： 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 学习形式： 函授 夜大 脱产 学习层次：高起本 专升本 高起专 函 授 站： 目 录摘 要 .4绪论 .61.1 引言 .61.2 配电网运行管理现状 .61.2.1 现行配电网设备巡视维护要求 .61.2.2 巡维工作模式滞后于电网发展 .61.2.3 巡维工作受人力资源制约 .71.2.4“过巡维”和“欠巡维”现象并存 .71.2.5 巡维工作量偏重使风险增大 .71.3 选题意义 .81.4 主要研究内容 .8第二章.确定设备的健康度 .92.1 设备健康度评估 .92.1.1 状态量构成 .92.1.2 状态量权重 .92.1.3 状态量劣化程度 .92.1.4 状态量扣分值 .92.2 配电设备状态（健康度）评价方法 .102.2.1 10kV 配电变压器状态评价方法 .102.2.2 10kV 配电开关设备状态评价方法 .112.2.3 10kV 电缆配电线路状态评价方法 .132.2.4 10kV 架空配电线路状态评价方法 .152.3 本章小结 .17第三章.确定设备的重要度 .183.1 基本概念 .183.2 判别方法 .18第四章.确定设备的管控级别 .194.1 建立设备风险评估模型 .194.2 设备健康度、重要度量化取值 .194.3 设备风险矩阵及风险定级 .20第五章.制定差异化维护策略 .215.1 巡视类别差异化 .215.1.1 日常巡视 .215.1.2 夜间巡视 .215.1.3 动态巡视 .215.1.4 专业巡视 .225.2 巡视周期差异化 .225.3 巡视内容差异化 .225.4 巡视时间差异化 .225.5 差异化维护策略 .225.5.1 10kV 配电变压器运维策略 .225.5.2 10kV 配电开关柜运维策略 .255.5.3 10kV 电缆配电线路运维策略 .265.5.4 10kV 架空配电线路运维策略 .27第六章.差异化维护策略在三街供电所的应用 .316.1 设备巡视周期优化情况 .316.1.1 10kV 配电线路巡视周期优化情况 .316.1.2 10kV 配电变压器巡视周期优化情况 .336.2 设备巡视质量提升情况 .376.2.1 巡视过程中缺陷的发现情况对比 .376.2.1 线路故障跳闸次数对比 .37结 论 .39总结与体会 .40致 谢 .41参考文献 .42设计（论文）专用纸3摘 要配电网设备运行维护是供电所的核心业务之一，充分有效的巡视维护工作能够保证设备的健康稳定，提高设备的性能。近年来，随着经济的发展，电网也迅速发展，国家花大力气、投入大量资金对 10kV 及以下配电网进行升级改造，设备数量也大幅增加，但是配电运维人员的定额没有变，导致出现设备维护工作量增加，维护质量下降等现象。为解决配电运维人员数量与设备运维工作量之间的矛盾,提升设备精益化管理水平,分析了传统配电设备运维策略存在的不足,提出了一种基于配电网设备管控级别、关注设备健康和重要性的差异化运维策略,并分析研究了此差异化运维策略的制定原则、方法。通过将此策略在楚雄鹿城供电局三街供电所进行推广应用,验证了差异化运维策略适合当前配电网电网发展和设备运行维护要求,具有较高的可行性、较强的可操作性。关键词：配电网；差异化运维；健康度、重要度；探索实践。 设计（论文）专用纸4AbstractThe operation and maintenance of distribution network equipment is one of the core business of power supply, the full effective inspection and maintenance work to ensure the health and stability of equipment, improve the performance of equipment. In recent years, with the development of economy, the rapid development of power grid, the national flower big strength, invest a lot of money to upgrade the 10kV and below distribution network, also increased the number of devices, but the personnel quota has not changed, resulting in equipment maintenance workload increased, maintenance quality decline phenomenon. In order to solve the contradiction between the distribution and maintenance personnel quantity and equipment operation and maintenance work, improve equipment lean management level, analyzes the shortcomings of the traditional distribution equipment maintenance strategy, put forward a kind of differential operation control strategy of distribution network equipment and equipment level, based on the importance of health concern, and analyzed the difference of operation strategy formulation principle, method and implementation. This strategy is applied in Chuxiong Lucheng Power Supply Bureau, to verify the differential operation strategy for the operation of the distribution network of power grid development and equipment maintenance requirements, operational feasibility.KEY WORDS: distribution network; differential operation and maintenance; health degree and importance; exploration and Practice.设计（论文）专用纸5绪论1.1 引言配电网是整个电网结构中最靠近用户的电网，配电网的安全稳定运行直接关乎到广大用户的生产和生活，保证配电网的安全稳定运行意义极其重大。要保证配电网的安全问题，前提是保证组成配电网的各类设备，如监控电缆线路、杆塔、绝缘子、避雷器、金具等的健康稳定。充分有效的巡视维护工作能够提前发现和消除设备潜在隐患，保证设备的健康稳定，提高设备的性能，对配电网设备的安全稳定运行有重要的保障作用。近年来，随着经济的发展，国家花大力气、投入大量资金对 10kV 及以下配电网进行升级改造，电网迅速发展，设备数量也大幅增加，但是供电所配电运维人员的定额没有变，配电运维人员的数量没有得到相应的增长，导致设备维护工作量增加，维护质量下降等现象，危机配电网的安全稳定运行。显然，原有的运维策略已经不能适应目前设备大规模增长和运维人员零增长的现状。因此，需要引入并应用差异化的运维策略，提升变电设备的运维质量及效率。本论文是基于楚雄鹿城供电局配电网运维管理现状开展的研究，研究的成果在楚雄鹿城供电局三街供电所进行试点运用。1.2 配电网运行管理现状1.2.1 现行配电网设备巡视维护要求鹿城供电局配电网运维按照楚雄供电局设备运行维护管理业务指导书（配网运行维护管理分册） 开展配电网的运行维护。对巡视和维护的要求如下：（1）配电架空线路市区每月至少一次；郊区及农村每季至少一次；对挖掘暴露及附近有施工存在外力破坏危险的线路，每周至少一次。重负荷或污秽区 10（20）kV 线路每年至少 1 次。（2）配电电缆及电缆沟管、隧道、电缆井的巡视，每月至少一次。（3）配电站市区每月至少一次；郊区及农村每季至少一次。业务指导书中的运维策略是一种经验型、粗放式、简单周期化的策略，对不同类型、不同重要程度、不同运行工况的配电设备执行同样的运维策略，忽略了设备的重要程度和运行工况。设计（论文）专用纸61.2.2 巡维工作模式滞后于电网发展当前电网快速发展，设备数量迅速增多，楚雄鹿城供电局大部分供电所均是山区供电所，配电网架设于丛山峻林中，山路崎岖，交通极其不便，车子无法到达线路附近，每基杆塔的巡视均需要员工步行完成。以目前供电所的人力及客观因素制约，已无法满足配电网设备日常巡视维护的要求。但管理要求巡视全覆盖，且为了监督供电所是否按要求完成巡视，管理部门每月随机告知一个“字母代号” ，要求巡视人员完成巡视后，在相应电杆上留下指定“字母代号” ，以便于管理部门监督检查巡视情况，不按要求执行的进行绩效考核。部分供电所为避免考核，巡视过程中仅为了画代号，而忽视设备巡视质量，本末倒置，最终造成，设备表面上全部巡视完成，但设备隐患、缺陷频频发生。综合电网发展及各类客观因素，现在巡维工作模式不能满足电网的发展而变化，急需从抓“量”向保“质”和提“效率”转变。1.2.3 巡维工作受人力资源制约巡维工作的开展重点在于人，开展的力度、效果都受到人力资源的影响。目前，电网规模越来越大，设备越来越多，变电运行工作，尤其是巡维工作量也随之大幅度增加，而配电运维人员的增长速度还不能与之同步，人力资源出现严重短缺现象。以楚雄鹿城供电局三街供电所为例：三街供电所辖区内 10kV 主干线线路长度 35.23公里，10kV 分支线路长度 72.35 公里，0.4kV 线路长度 42.65 公里，220V 线路长度112.45 公里，配变 130 台，但配电设备运维人员仅有 4 人，其中 1 人长期借调局职能部门工作，实际人员只有 3 人，除了设备的日常巡视工作外，还需负责配网倒闸操作、抢修、现场管控等工作，人力资源缺乏，无法按照制度要求开展设备运维。在现有的巡维模式下，巡视周期和内容相对固定，人力资源需求较大，已经初步制约到巡维工作的开展。1.2.4“过巡维”和“欠巡维”现象并存现行的巡视、维护周期短而固定，巡维内容多，日常巡视与特殊巡视分别开展，一方面造成大部分运行状况优良的变电设备或区域关注偏多， “过巡维”现象较为普遍，浪费人力物力资源，降低巡维效率，也可能出现“走马观花”式巡维，降低巡维质量。另一方面，对设备危险点、特殊区域及运行状况不佳的设备关注不够， “欠巡维”现象局部存在，巡维质量较低，给电力设备的安全运行带来隐患。1.2.5 巡维工作量偏重使风险增大楚雄鹿城供电局大部分供电所属于山区供电所，不到供电所实际调查是无法体会到山区交通条件危险，山高路陡，蜿蜒崎岖，除几条主路外其余道路均是土路，设计（论文）专用纸7雨天路面极其湿滑。随着巡维工作量的不断增加，交通风险明显增大，也容易出现人员身体疲劳的情形。目前，路程消耗时间在巡维总时间中占用了很大的比例，交通风险已成为巡维作业中风险值较大的一环。在此情况下，人员身体和心理因素对倒闸操作等作业带来连环反应，作业和人身风险也随之增大。此外，山区森林茂密，蛇虫出没，配电网运维人员在巡视的过程中被蜂叮蛇咬的情况时有发生。1.3 选题意义配电网设备巡视与维护工作是供电所运行管理的一项基础性工作，也是电力设备全生命周期管理中的重要环节，是保证电网安全运行的前提。在设备全生命周期管理中，对设备的巡视与维护直接影响到安全生产。运维人员通过巡维工作掌握设备的运行工况，发现异常、缺陷并及时处理，消除事故隐患，以保证电网、设备的可靠安全运行，确保电力企业安全生产。但随着电网规模的不断扩大，现有的人力资源已无法满足旧运维模式的管理要求。本论文从优化设备巡视维护管理思路着手，创新巡维管理模式，解决现有巡维模式下的几个主要问题。（1）运维人员数量与设备运维工作量之间的矛盾（2）巡维工作量较大、巡维效率低的问题（3）巡维中“过巡维”和“欠巡维”的问题（4）巡维工作从管理上优化的问题。在人员无法增补的情况，通过本论文的研究，找到一种基于设备运行工况的差异化运维策略并应用于实际，将有限的人力资源投入关键设备上，从而保证运维人员的运维工作到位，管控设备风险，确保配电网的安全稳定。1.4 主要研究内容（1）确定设备的健康度，研究确定设备健康度的评价方法（2）确定设备的重要度，研究确定设备重要度的评价方法（3）根据设备的重要度、健康度建立风险矩阵，确定设备管控级别（4）制定不同管控级别设备的差异化巡视周期和内容（5）将研究成果在三街供电所进行试行推广，验证效果设计（论文）专用纸8第二章.确定设备的健康度2.1 设备健康度评估配电线路及设备的健康度可直接取值于设备状态评价的结果。设备状态评价是指基于运行巡视、维护、检修、预防性试验和带电测试（在线监测）等结果，对反映设备健康状态的各状态量指标进行分析评价，从而确定设备状态等级。按照中国南方电网中低压配电运行规程（试行） （附录 D：配电线路、设备状态评价方法）开展设备状态评价，评价结果分为“正常状态、注意状态、异常状态和严重状态”4个等级。（1）正常状态：表示配电设备各状态量均为产生劣化，或一般状态量产生轻微劣化，可以正常运行。（2）注意状态：表示配电设备一般状态量产生较大劣化，或关注及以上状态量产生轻微劣化，而劣化状态量总数不超过警示值，可以正常运行。（3）异常状态：配电设备一般状态量严重恶化，或关注及以上状态量较大恶化，或恶化状态量总数超过警示值，应该监视运行，采取相应的处理措施，或适时安排停电检修。（4）严重状态：关注或重要状态量严重恶化，需要尽快安排停电检修。2.1.1 状态量构成设备的状态量来源于设备的原始资料（订货技术协议、出厂试验报告） 、运行资料（设备运行工况记录信息、历年缺陷及异常记录、巡检情况） 、检修试验资料（检修报告、例行试验报告）以及其他资料等信息。2.1.2 状态量权重视状态量对设备安全运行的影响程度，从轻到重分为三个等级，对应的权重分别为权重 1、权重 2、权重 3，其系数为 1、2、3。权重 1 与一般状态量对应，权重2 与关注状态量对应，权重 3 与重要状态量对应。2.1.3 状态量劣化程度视状态量的劣化程度从轻到重分为三个等级，分别为、级，分别表示劣化程度轻微、较大和严重三