超高压输电线路状态检修模式的探索.pdf

上 海 电 力 2 0 1 1 年第 1 期 超高压输电线路状态检修模式的探索 孟夏 卿 ， 朱炜 ， 纪航 ( 上海市电力公 司 超 高压输 变电公 司 ， 上海 2 0 0 0 6 3 ) 摘要 ： 输 电线路实行状态检修是一种科学的管理方法 。对上海地区超高压输电线路实施状态检修进行了可 行性分析 ， 介绍 了超高压公司的设备状态检修管理系统 、 生产 管理系统 和移动巡检 系统在状态检修 中的具体 应 用 。 关 键 词 ： 输 电线 路 ； 状 态 检 修 ； 移 动 巡 检 中 图分 类号 ： TM7 2 3 文 献标 志码 ： B 随着 电网规 模 不 断扩 大 ， 电 网设 备数 量 不 断 增 加 。定期检 修 的 工作 量 相 应 增加 ， 检 修 人 员 紧 缺 日益 突 出。状态 检修是 解决 当前 检修工 作 面临 问题 的重要手 段 ， 根 据设 备 运 行 状况 来 决 定 是 否 进行 检修 ， 能够 有效 、 实时 地保 障设备 的安全 n 。 l 状态检修 状 态检 修 ( C B M， c o n d i t i o n b a s e d m a i n t e n a n c e ) 是通过评价设 备 的状 态 ， 合 理 的制 定 检修计 划 I 2 。 状 态检修是 以设备 的当前实际 的工作 状况 为依据 ， 通过先进 的状态监测 手段 、 可靠性评价 手段 以及 寿 命预测手段 来判 断设 备 的状态 。它基 于 综合 各 种 设备的状态信息 ， 判断设备的状态， 识别故障早期 征兆 ， 对故障 部位及 其严 重程 度 、 故 障发展 趋 势做 出判断 ， 并根据分析诊 断的结果 在设 备性能下 降到 一 定程度或故 障将要 发生前 进行检 修口 ， 从 而达 到 最高 的效率和最大 的可靠性。 开展 状态 检修 的主要 目的是提 高检修 的针对 性 和有效 性 ， 从 而提 高设备 可靠 性 ， 降低设 备维修 成本 。传 统的定 期 检 修 存 在试 验 周 期 长 、 强度 大 和有 效性差 等 缺 点 ， 难 以满 足 电力 系统 对 可 靠 性 的要 求 ， 以状 态检 修 逐 步代 替 定 期 检 修 已成 为 电力 系统设 备检修 的必 然趋势 c 。 2 超 高压输 电线路状态检修可行性分析 随着 上海 超 高压 电 网规模 的不 断 壮 大 ， 上 海 市 电力公 司超高 压输 变 电公 司所 辖 2 2 0 5 0 0 k V 线路 超 过 2 6 0条 ， 全 长超 过 3 3 0 0 k m， 如果 还 是 按照传统检修方式 ， 势必造成检修工作量增加 与 检修 人员不 足 两 者 之 间 的矛 盾 。在 这种 形 势 下 ， 依靠 推广有 效 的监 测手 段和 长期 以来积 累 的运 行 一 2 8一 检 修经 验 ， 认 真细 致地 开展设 备评 估 ， 逐 步推行 并 开展 状态 检修 工作 是大势 所趋 _ 7 。 超高 压公 司 所 管 辖 的输 电线 路 分 布 非 常 分 散 、 检测 参 数众 多 、 存 储 数 据量 巨大 ， 以往 对 输 电 线路 的管理 和 控 制 多 采用 人 工 记 录 管理 。 目前 ， 超 高压 公 司输 电线路 运行 部 门开 始采 用现 场移动 巡 视作 业 与 公 司 生 产 管 理 系 统 ( P MS ) 相 结 合 的 工 作模式 ， 检 修 部 门也 采用 停 电检 修 与 带 电检 修 作业 并行 的模 式 ， 这 些技 术 的运用 ， 为状 态检修 在 超 高压输 电线 路上 的实施 提供 了技 术支 持 。 超 高压 公 司实行 输 电线路 实行 状态 检修是 上 海 电网迅速 发展 的需 要 ， 是 超 高 压公 司实 现 现代 化 、 科 学 化 管理 的要求 ， 是新 技 术 、 新装 置应 用及 发 展 的必然 。 3 设备状态检修管理 系统 输 变 电设 备状 态检 修就是 根据 设备 状态 及安 全风险， 决定何时开展设备检修 、 如何开展设备检 修 。设备状 态 检修管 理 系统可 以实 现 以下功能 ： 1 )设备状 态 评估 规 则库 管 理 ， 实 现 对设 备 状 态 量的定义及状态 量与其他业务 模块信息 的关联 ； 2 )设 备状 态 打分 评 估 。以规 则 库 状 态 量 为 基 础 ， 参 照状 态量 扣分 原则 ， 实现 自动 和手 动对设 备 进行 打分评 估 ； 3 )检修 策略 管理 。根 据设 备 打分 结果 ， 参 照 标 准检修 策 略 ， 自动 给 出建 议 的 检修 策 略 。在 此 基 础 上 ， 结 合设 备实 际状态 、 相 关设备 的检 修计 划 进 行人 工交 互 ， 制定 初步检 修计 划 ， 提 交 到综合 生 产 计划 管理 模块 ； 4 )家 族缺 陷管理 。通 过 与状 态 量进 行关 联 ， 为 设备 自动 打分提 供基 础信 息 。 2 0 1 1 年第1 期 上 海 电力 3 1 系统 边界 和 外部 业 务关联 设 备状 态 检修 管 理 系 统 的 主要 功 能 为 ： 获 取 并 处理 输 变 电设备 相关 基 础资 料 、 设备 实 时 历史 数 据 等反 映设 备 健康 状 态 的 特 征 参数 ； 评 估 设 备 当前健 康状 况 ， 并 通 过 综 合 优 化 检 修 策 略 模 型 分 析 ； 提 出检 修决 策建 议 ， 并将 决 策建 议传 送 到安 全 生 产管 理 系统 ， 指 导状 态检 修工 作 具体 实 施 。 在 本 系统 中 ， 实 行 以设 备 状 态 评 估 为 基 础 的 状 态检 修 。既 把设 备按 照 功能 相对 独立 的原则 分 为 几个 部位 ( 单 元 ) ， 然 后 通 过 计 算 设 备 部 位 对 应 状 态量 的扣 分 值 ， 实现 对设 备部 位 的状 态 评价 ， 最 后 得 到设备 的整 体 评 估 结 果 。在 此 基 础 上 ， 制 定 出设 备 的检 修计 划 。 与本 系 统相 关 的模 块 主要 包 括 缺 陷管 理 、 运 行 管理 、 台账管 理 、 修 试 管理 以及综 合生 产 计划 管 理 模块 。其 中前 面 4个 模块 作 为设 备状 态 检修 的 基础 信 息来 源 ， 为设 备状 态量 提 供基 础信 息 ； 最 后 一 个 综合 生 产计 划 管 理 模 块 是 本 系统 的输 出 ， 本 系 统 的最 终 输 出结 果 将 提 交 到 综 合 生 产 计 划 中 去 。示 意框 图如 图 1 所 示 。 图 l 设 备 状 态 检 修 系 统 运 作 流 程 3 2 系统 功能 结构 概 述 设 备状 态评 估 的基 本思 想 是按 照功 能 相对 独 立 的原 则 ，把 线 路 设 备 分 为 8个 部 位 ， 两 个 状 态 量 分类 即一 般 状态 量 和 重要 状 态 量 ， 通 过 这 些 状 态 量 的扣分 值 来 实 现对 设 备 部位 的评 估 ， 之 后 按 照 一定 的规 则 ， 对 设 备 整 体 状 态 评 估 。为 了实 现 对设 备 部位 的 自动 打 分 ， 需 要 与 P MS系 统 其 它 业 务模 块进 行关 联 ， 来 获取设 备 状 态量 的扣 分值 。 在通过打分得到设备 的整体状态后 ， 给 出设 备 的建议 检 修策 略 ， 之后 通 过人 工 干预 的方 式 ， 给 出设 备 的具 体 检修 策 略和检 修 周期 。在 此 分析 基 础 上 ， 功能 结 构 图如 图 2所 示 。 设备 状态 检修 管 理系 统 l I家 族 缺 陷 管 理 l 1 盍 规则 I l规则库l l 家族缺l l 家族缺 l 设备状I 修策l l 结果 维 护I l 查 询 l陷 维 护 1 l陷 查 询 l态 评 估 l 1略 制 定 l l 查 询 l l l l I l I 打 分 lI l l 图 2设 备 状 态 检 修 功 能 结 构 4 移 动作业线路巡检 系统 随着计 算 机技 术 的蓬 勃 发 展 ， 为 实现 从 线 路 缺 陷数 据 的积 累 、 综 合 、 处 理 ， 到 辅 助 决 策 提供 了 高效 率 的工具 。 目前 公 司 的生产 管理 系统 已为线 路状 态 检修 的管 理 和缺 陷数 据 的积 累与综 合提 供 了成 熟 的软 件手 段 。 4 1 生 产 管理 系统 输 电线路 生 产管 理 系统 负责 输 电线路 日常管 理 ， 包 括 以下 主要 功 能 模块 ： 系 统 维 护 、 线 路 基 础 档案 、 测 试周 期 提示 、 测试 记 录 、 检修 记 录信息 、 运 行分 析 记 录 、 检 修 管 理 、 技 术 改 造 管理 、 带 电作 业 管理 、 缺 陷管 理 、 安 全 管理 、 报 表 管 理 。此 系 统 能 够实 现 输 电线路 的基 础 档 案 包 括 线 路 杆 塔 、 导 地 线 、 档距 、 绝 缘子 配 置 、 金 具 组合 形式 、 交叉 跨越 记 录 、 各 种 测试 记 录 、 在 线 监 测 系统 数 据 、 同杆 并 架 等方 面 的信 息记 录 和查 询功 能 。 此 系统 的成 功 开 发 和 运 用 ， 取 代 了 以往 人 工 纸制 记 录方 式 ， 极 大 地 方 便 了输 电 线路 日常 资料 管理 ， 为 状 态检修 在 输 电线路 中的开 展 ， 提供 了前 期信 息 资料 的准 备 。 4 2移 动巡 检 系统 移 动巡 检作 业 系统 负责 线路 运行 人 员 日常巡 检 内容 的现 场 录人 。如 图 3线路 巡视 作业 流程 所 示 ， 运行 人员 在 现场 线路 现 场巡 视时 ， 及 时地将 所 发 现 的 缺 陷 等 情 况 记 录 在 P D A 中 ， 然 后 通 过 P DA传 输 至输 电线 路 生产 管 理 系统 中 ， 进 行输 电 线路 信 息资 料 的及 时更新 收 集 。 图 3 线路巡视作业流程图 上 海 电 力 2 0 1 1 年第 1 期 优点有 ： 结 合 PMS图形 平 台将 区 域 巡 视 引 入线路 巡视 移动作 业 区域巡视 的概 念打 破 了传 统 单 线巡 视 的方式 ， 根 据 地 理信 息 平 台 将 整个 线 路 巡 视 区域依 据不可 跨越 的巡视 障碍 和合 理 的巡 视 路 径 ， 划 分为若 干 个 正 常巡 视 分 区 和环 境 巡 视 分 区 ， 并平衡 各分 区 的巡视 工作量 ； 信息 便 于维护 和 管 理 ； 巡视 工作 的每 个环 节都 可在 系统 中完成 ； 真 正做 到将标 准化 管理 理念 引 入 系 统 ， 标 准 化 的作 业 指导 书 ( 工 艺 流 程 ) 实 时 引 用 到 现 场 作 业 中 ， 同步指 导 运 行 巡 视 人 员 完 成 各 种 作 业 任 务 ； 人 员 管 理 精确 化 ， 工 作 内容 记 录 详 细 ， 工 作 量 统 计 精 确 。 5 计算机 系统在状态检修 中的应用 输 电线路 的状 态 检 修不 同于 变 压器 、 开 关 等 设备 的状 态检修 ， 线路 的状 态数 据包括 多个 方 面 ， 多数状 态数 据可 以通 过 带 电作 业 检 测 到 ， 能够 提 供一些 真实 的线路 状态 。在 线监测 系统 能够 提供 一 些实 时在线 状 态 数据 ， 现在 一 些 线路 上 已开 始 使 用 ， 随着线路 状 态 检 修工 作 的深 入 和发 展 将 来 会 得到推 广应 用 。 输 电线路状 态信 息库 的建立 是进 行状态 检修 的基 础 ， 所 有采 集 的线 路 状 态 信 息必 须 要 进 入信 息库 进行 管理 ， 输 电线 路 状 态 信息 库 包 含 的 内容 是 非常 复 杂 和详 细 的 。通 过 运 行 人 员 利 用 P D A ( 掌上 电脑 ) 将 现场 巡视结 果 录入输 电线路 生产 管 理系统 ， 结 合输 电线路 地理 信 息平 台( GI S ) 数 据 ， 可 以完善 输 电线路 的状 态 信 息管 理 ， 使 系 统 能 够 正确 反 映线路 的状 态 ， 以便 设 备 状态 检 修 管 理 系 统进 行检修 决 策 。超 高压 公 司采 用 的“ 移 动 巡检 作业 ” 模式 ， 结合 电脑 和 P D A， 将场 内支 持 与场 外 作 业 同步 串联 起 来 ， 达 到信 息 化 作业 的要 求 。 目 前 ， 已成 为线路 员。 工 日常 工作 中不 可 缺少 的工 具 和得力 助手 。 移 动作业 巡 检 系 统 和 P MS系 统 相 配 合 ， 组 成 了输 电线路 状态检 修 流程 中的输 电线路 信息 收 集 系统 ， 为接下 来 的线 路 状 态 评 价 和制 定 检修 计 划等 工作 提供 了强 大 的 信息 基础 保 障。C B M 系 统 的开发与 运用 ， 使 输 电线路 状 态 检 修 的状 态 评 价和 检修策 略制定 实现 计算 机 自动化 。在实 际运 用 中 ， 超 高压 公 司利 用 P MS系 统 和 C B M 系 统 ， 对其 所 管辖的 2 2 0 k V及 以上输 电线 路进 行 了全 面的状态评 价 ， 从系 统评价 结果 中得 到 以下 信息 ： 一 30 5 0 0 k V 线 路 3 0条 ， 其 中正 常 状 态 3 O条 ， 注 意状 态 0条 ； 2 2 0 k V 线 路 2 3 0条 ， 其 中正 常 状 态 1 9 3 条 ， 注 意状 态 3 9条 ， 异 常 状态 0条 。正 常状 态 占 8 3 9 ， 注意 状态 占 1 6 ， 异 常状 态 占 0 ， 严 重 状 态 占 0 。系统 不仅 列 出状 态评 价 结 果 ， 还 根 据相 关检 修导 则 ， 给出相 应 的检修 策略建 议 。 6输 电线路状态检修发展趋势 上海地 区输 电线 路 设 备 大多 在 郊 区 ， 线路 很 长 ， 实 现状 态监 测 时没 有 必 要 对所 有 设 备 进行 监 测 ， 对有 些缺 陷实 现 状 态监 测 一 故 障 诊 断一 状 态 检 修实 现上 还存在 许 多技术 瓶颈 。输 电线路 状态 检 修有 它 自身 的特 点 ， 即状态 比较直 观 ， 未来 的状 态检 修可 能完 全替代 定期 检修 。 输 电线路 检修 方 式 有着 本 身 的优 势 ， 即根 据 线路状 态 分类 ， 根 据不 同设 备 缺 陷 选用 不 同 的检 修 方式 。在 考虑 运 行 可 靠性 后 ， 今 后 可 多 采 用带 电检修 消 除存 在 缺 陷 的状 态 单 元 ， 实 现 输 电 线路 状 态检修 。所 以输 电线 路故 障诊 断后 主要依 靠带 电检修实现状态检修 ， 提高可靠性。对于不 能够 带 电作业 的缺 陷 ， 就要列 入状 态检修 计划 ， 在 规定 的检修 时 间 内予 以消除 。 目前全 面推 行输 电线 路状态 检修 还存 在一 定 问题 ： 输 电线 路在 线监 测技 术还 不健 全 ， 不 能满 足 状 态信 息 的要 求 ， 且费用 昂贵 ； 对 在线监 测 的信号 加 工处 理和故 障 诊 断 只停 留在 简 单 的统 计 ， 故 障 诊 断 的模 型 尚不健 全 ， 判 断 的标准 不健 全 ， 可 信度 不高 ； 状 态检修 管理 系统 开发 功能 还未完 善 。 随着 生产 管理 系统缺 陷库 和设 备状 态检修 管 理 系统 的不断完 善 ， 输 电线 路 的状 态检 修 工 作 将 会 更加 人性 化 。通过对 计算 机 系统在 状态 检修工 作 中的进一 步应 用 和 推 广 ， 将 对整 个 输 变 电设 备 的状态检修工作具有重大的示范指导意义。 参 考 文 献 ： 1 许婧， 王晶， 高峰 ， 等 电力设备状态检修技术研究综 述 J 电网技术， 2 0 0 0 ， 2 4 ( 8 ) ： 4 8 5 2 2 国家 电网公 司 输变电设备状态检修管理规定 E 3 郑健超 电力前 沿技术 的现状和前 景 J 中国电力 ， 1 9 9 9 ， 3 2( 1 0 )： 9 1 4 4 关根志 ， 贺景亮 电气设 备的绝缘在线监测 与状态检修 J 中国电力 ， 2 0 0 0 ， 3 3 ( 3 ) ： 4 6 5 0 5 陈维荣 ， 宋永华 ， 孙锦 鑫 电力系统设 备状态 监测的概念 及 现状 J 电网技术， 2 0 0 0 ， 2 4 ( 1 1 ) ： 1 2 1 7 6 郭碧红 ， 杨 晓洪 我 国电力设备在线监测技术的开发应用状 2 0 1 1 年第 1 期 上 海 电力 5 0 0 k V静 安地下变 电站 辅助工业 监控 系统 的运 行策略分析 崔鹏程 ， 王和 杰 ， 袁 成 ， 赵 欣 ( 上 海 市 电力 公 司 超 高 压 输 变 电公 司 ， 上 海 2 0 0 0 6 3 ) 摘要 ： 介绍 了 5 0 0 k V静安 地下变电站 内辅助 工业系 统 的组成 和功能 ， 阐述 了辅 控系 统对 电气 系统 的影 响 及 其本身应具备 的防误操作功能 ， 还简要介绍 了系统可靠性优化措施 ， 并对辅控 系统 的告警信息实施 了分类 ， 提 出 了 建 议 。 关键词 ： 辅助 工业 控制系统 ； 关 联影响评价 ； 辅助工业 系统防误操作 中 图 分 类 号 ： TM6 3 ； TM7 6 2 文 献 标 志码 ： B 静 安 地下 变 电站 的辅 助工 业 系统 主要 包括 各 电气设 备 间和 电 缆 层 等 的 通 风 空 调 系 统 ， 变 电站 的火灾 报 警和 消 防系统 ， 主设备 ( 变 压 器 、 电抗 器 ) 冷 却水 的处 理 和循 环冷 却 系统 、 给排 水 系统 等 ， 上 述 辅助 工业 系 统既 是地 下 变 电站 主要 电气 设备 运 行 必不 可少 的部分 ， 也 是 工 作 人 员 安 全 与 作 业 环 境 的重 要保 证 。 静 安地 下变 电站 的各辅 助 工业 子 系统设 备 均 配有 就 地 的 电气 控 制 柜 ( MC C柜 ) 或 联 机群 控 系 统 ， 实现 对 其设 备 的 就 地控 制 。但 是 由于 站 内辅 助 工业 系统 繁多 ， 监 视 与控 制点 复杂 ， 各 子 系统 间 存 在一 定 的关联 关 系 ， 仅 靠 这 些 就 地 控 制 屏 柜 和 单一 系 统 的监控 来 实现 对全 站 的辅 助工 业 系统 进 行 实时 监视 与控 制难 度 较大 。而且 随着 变 电站 运 行方 式 的不 断优 化 ， 集 中控 制 和 人 员 增 效将 是 趋 势之 一 。所 以采 用集 中统 一 直观 的计算 机控 制 系 统 ， 实现 运行 人 员 对 辅 助 工 业 系 统 的 监 控 是较 优 的 方案 。 目前 国 内投 运 的户外 型 变 电站 中辅 助工 业 系 统均 比较简 单 ， 基 本 都为 分散 分 布控 制 ， 需 要 人 员 实地 查 看设 备 和环 境 状 况 ， 再 根 据情 况进 行 就 地 控制 。随着 近几 年控 制设 备 和通 信 网络 等技 术 的 进 步 ， 为 辅 助工 业 系 统 的 监 控 达 到 更 高 的 自动 化 水平 和 安全 可靠 性提 供 了可 能 。 1 静 安站辅助工业 系统及 其监控 系统 1 1辅 助 工业 系统 组成 及作 用 地下 变 电站 的辅 助 工业 系统 主要 指除 电气 一 次 、 二次 、 自动 化 及 故 障 录 波 、 通 信 、 GP S对 时 等 之外 的生 产辅 助 系统 ， 该 系统 为 电气 设 备 的安 全 运行 提供 辅 助 支 持 作 用 。 同时 ， 由于 地 下 变 的 特 殊 性 ，