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智能电网输电线路在线监测技术较新进展(二)

作者:admin 发布日期:2017/12/6 关注次数: 二维码分享

4 施工安装

目前,输电线路在线监测产品现场安装时尚无专业安装队伍,大部分情况下现场上塔人员缺乏对产品使用方面的知识和安装经验,而厂家技术人员不能上塔只能在塔下临时指导塔上工人安装;部分厂家所编写的设备安装和使用手册等文档和培训资料不够完善,对安装前的培训重视程度不够。上述现象极易造成设备安装现场出现一些不必要的问题,如接插件插错导致设备损坏、太阳能板未正确安装、设备信号线未能按要求妥善地沿塔材敷设并固定等,甚至装置吊装时会与杆塔碰撞造成设备损坏。

安装后需要对状态监测装置进行系统测试方能验证安装是否正确,但按照较新国网标准,状态监测装置(CMD)必须通过输电线路状态监测代理(CMA)方能与监测中心(CAG)进行测试。但目前所有CAG和大部分CMA均由南瑞集团公司提供,供货和调试时间大多滞后于输电线路监测装置的安装时间,无法利用CAG判断CMD装置数据准确性。CMA装置的相关17位ID在项目实施过程中无法确定,导致在设备安装完毕后期调试时要重新通过后台设置去做相关联调,由于17位ID设置的相关责任不明确,很多运行单位不愿意参与联调。CMA装置需要提供CMD和CMA的故障自判断功能,当由于网络或设备问题无法PING通CMA设备时(例如青藏线),对于CMA 装置的好坏也是无法判断,导致在线监测设备出现故障无法分清楚原因,致使无关的厂家产生大量的维护费用。由于引入中间环节CMA,取消了CMD生产厂家的监测中心后台(监测数据大多数都是内网进CAG),使得厂家无法了解设备运行情况,影响了厂家的数据准确性分析和验收报告编写。现场安装CMD时只有中心后台可以查看数据的运行情况,如遇到周末或假期安装设备,可能无法通过中心获知装置的安装运行情况。在目前输电线路在线监测技术招标中,有可能出现CMD、CMA和中心后台的厂家分别中标的情况,这样在线路安装过程中存在沟通效率低、责任推托等问题,需要落实厂家的相关责任与配合机制。

有些输电线路在线监测产品必须停电方能安装,但电力部门的停电时间经常更改,厂家无法做到按照合同要求时间完成项目实施和项目验收。站内CMA需要在变电站进行相关的安装调试和维护,人员进入相关变电站需要每次办理相关工作票,市外郊区的变电站大多是无人值守站,工作票难开,对于测试、调试和维护带来很大的难度。有时从招标到供货周期短,厂家没有时间做深入的调研工作,对用户需求分析不够深刻,对现场运行环境的恶劣性了解不够,往往造成装置性能指标不能满足现场使用要求。

5 运行维护

1. 招标管理

尽管国网已经出台相关的技术标准,但目前国内的输电线路在线监测装置的招投标管理上还存在许多问题,如各生产厂家、各个网省公司、超高压局对产品标准的理解不一致,常常会在产品的技术要求上根据自己的理解或喜好掺入一些主观要求,造成产品缺乏一致性,而厂家在中标后会因为这些不同的要求去临时更改自己的设计,很多时候会对产品的质量和可靠性产生影响;招投标后合同签订时间与供货时间之间的周期太短,留给厂家进行元器件采购、生产、测试的时间非常紧张,造成很多情况下产品未经测试或草草测试就出厂,这严重地影响了产品的质量和可靠性;对一些严重影响产品可靠性的部件,国网应作出统一规定,比如铅酸蓄电池,既然它根本不符合输电线路现场运行环境的要求,就应该强制各厂家选择其它高性能电池,通过制度上的完善来提升整个行业的产品质量。目前,电力系统已经认识到上述问题并已起草相关招标规范,将从厂家产品质量监控、规范统一招标、设备测试完整甚至产能分析等方面进行研究与部署。

2. 运行管理

实行状态检修,必须要有能描述状态的准确数据,即要有大量的有效信息用于分析与决策,这就涉及到状态数据管理。然而输电线路在线监测系统涉及到大量的数据,且数据关系复杂、类别繁多,这主要分为三大部分:一是大量输电线路的属性数据,如线路设计条件、运行年限、设备健康情况、地质、地貌、设备危险点、施工图和施工录像等;二是运行管理的各种申请、审批报表等;三是在线监测设备提供线路状态数据,如导线覆冰、导线温度、导线舞动频率、杆塔现场图片以及环境温度、湿度、风速、风向、雨量和大气压力等。如何将众多数据进行有效地存储、管理和利用是输电线路状态运行管理系统首要考虑的问题,同时也是很难解决的问题。作者前期参加了输电线路在线监测数字化系统的建设,尽管状态监测数据相对完备,但在进行其它相关数据整理和收集时发现,许多设备的静态数据,比如台帐、出厂试验、技术规范等由于设备老旧无法查找,而且一些准动态数据,比如定期试验、缺陷情况及处理过程的情况,由于重视程度不够也有所丢失。如果要开展输电线路运行的状态评价,就必须按照图1-5的要求,逐步完善输电线路的静态、动态、离线等相关数据,通过建立各种诊断模块进行输电线路的状态评价。

3. 现场维护

在线监测装置同其它设备一样需要进行维护,但目前尚无出台运行维护标准和制度,必须将在线监测装置纳入到与其它设备一样的运行维护制度中来,才能有效发挥其作用。在线监测传感器及前置放大器等辅助器件,长时间在复杂而恶劣环境中运行后,电子器件老化,相应特性及灵敏度等发生变化,如光敏、气敏等传感件敏感性降低、机构部件不灵等,都会使监测的数据发生偏差,装置厂商需要给出可靠的免维护时间或更换周期,厂商与用户可通过分析数据和通信报文及时了解和掌握装置运行状况,制定检修方案,及时供应检修中的设备部件和备用品。厂商需要建立产品运行信息管理网站和高水平的快速反映维护队伍,用户也需要配置从事在线监测装置维修与技术管理的专职工程师,定期对整体装置进行性能标定、检修。

4. 在线监测技术选择

基于在线监测的状态检修将逐步取代带有盲目性的强制性计划检修,减少因维修不足带来的强迫停运损失和事故维修损失,减少因过剩维修带来的人力物力浪费,提高了维修工作效率和增加了设备的可用率。实施在线监测和状态检修是对现行检修管理体制的改革,是一项复杂的系统工程,而我国又尚处于探索阶段,因此,实施在线监测和状态检修既要有长远目标、总体构想,又要扎实稳妥、分步实施,在试点取得一定成功经验的基础上,逐步推广。

6 未来发展

随着全球大气环境的变化,极端的风雪天气在我国出现愈加频繁,输电线路绝缘子污闪、风偏闪络、导线舞动、覆冰等现象时有发生,往往会引起线路跳闸、电弧烧伤,金具、绝缘子损坏,导线断股、断线,杆塔倒塌等事故,造成巨大的经济损失,严重威胁输电线路的安全运行。输电线路在线监测技术的应用,一方面可逐步取代传统的人工巡检,加强对输电线路的实时监测,充分掌握线路运行状态和气象条件,将污闪、覆冰、微风振动以及设备自身故障等事故消除在萌芽状态,提高线路运行的可靠性其主要发展方向如下:

(1) 实用性提高

目前逐步形成主流实用的在线监测技术,如覆冰、气象、图像/视频、微风振动等监测技术,其它技术还需要进一步完善后方能得到推广应用但也有可能会逐步退出市场。当然随着科技进步和一些关键技术突破,一些高科技手段有可能应用到输电线路在线监测领域,如线路巡线机器人、无人巡线飞机等。

(2) 标准出台和修订

尽管现在已经出台了一些标准,但有些标准内容并不科学合理,必须结合现场应用情况进行标准的修订工作,例如现行CMA标准忽略输电线路电源限制,导致塔上CMA运行效果差,就需要对这些标准进行完善,例如国网较新输电线路在线监测技术招标规范中,提出了服务器版CMA,将克服塔上CMA的种种缺点;现行通信规约仅涉及到的CMD到CMA和CMA与CAG之间的通信规约,但尚无CMD与传感器之间的通信规约,今后需要补充这方面规约;且现行规约仅涉及到前期较成熟的在线监测技术,针对一些新技术则无相关技术规范,如线路防盗、巡线机器人等,同样需要制定新的技术标准。

(3) CMD的智能化与集成化

目前,CMD主要完成信息的采集与传输,数据分析与计算功能通过后台CAG来实现,将来数据采集、分析、计算、预警等模块将会逐步嵌入到CMD中;CMA经过几次功能缩减,现仅完成数据协议转换和数据加密功能。作者认为目前CMA的这部分功能完全可嵌入到CMD,如果再出台了CMD与传感器之间的通信规约,则可实现CMD功能的智能化与集成化。

(4) 输电线路状态评价技术发展

在线监测技术要成为运行维护的有效手段就必须大力发展基于在线监测技术的状态评价技术,国家电网公司以及省电力公司大多已成立了输变电设备状态评价中心,将重点进行这方面的研究工作。同时,有些骨干企业,例如澳门太阳集团2007登录网址,也逐步建立了数据分析与状态评价中心,开展了有关状态评价方面的研究与应用工作。

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