高壓電網(wǎng)自動(dòng)管理技術(shù)分析

周曉明

摘要：傳統(tǒng)的輸電設(shè)備維修工作是以定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)和按一定的周期進(jìn)行維修的套制度，互相制約性很強(qiáng)。按一定運(yùn)行周期安排進(jìn)行維修，而對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不加判斷，因而這種維修管理模式造成了運(yùn)行維護(hù)方面不必要的人力、物力及財(cái)力的浪費(fèi)。而輸電線路逐步實(shí)行狀態(tài)維修則是先進(jìn)的科學(xué)的管理方法。但線路狀態(tài)維修技術(shù)目前仍是電力科技前沿科研項(xiàng)目，應(yīng)該開展綜合的、系統(tǒng)地研究工作。

關(guān)鍵詞：輸電線路狀態(tài)維修技術(shù)

1輸電線路狀態(tài)維修技術(shù)的內(nèi)容

電力網(wǎng)的可靠性取決于發(fā)、輸、變?cè)O(shè)備的運(yùn)行可靠性，而對(duì)這些設(shè)備可靠性的監(jiān)測(cè)及評(píng)估是狀態(tài)維修的重要內(nèi)容。一般而言，狀態(tài)維修技術(shù)，包涵可靠性評(píng)估和預(yù)測(cè)維修技術(shù)二個(gè)分支，而這兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域是互相緊密聯(lián)系又有一定區(qū)別的。狀態(tài)維修將涉及系統(tǒng)的先進(jìn)的傳感傳輸技術(shù)，信息采集處理技術(shù)、干擾抑制技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、故障嚴(yán)重性分析、壽命估計(jì)、可靠性評(píng)價(jià)等領(lǐng)域。要開展全方位意義上的狀態(tài)維修將需建立多系統(tǒng)組成的一整套實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)信號(hào)分析系統(tǒng)，研究完善各類監(jiān)測(cè)技術(shù)。開發(fā)研究各種監(jiān)測(cè)技術(shù)和儀器的同時(shí)分析、完善各類的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這需要投入大量的科研經(jīng)費(fèi)，組織一批研究人員，進(jìn)行系統(tǒng)地、深入地研究。

2如何實(shí)施狀態(tài)維修

狀態(tài)維修技術(shù)，就目前來(lái)看，它涉及到多學(xué)科、多領(lǐng)域的系統(tǒng)工程技術(shù)問(wèn)題。一般包括電力系統(tǒng)各部門正在研究的電力前沿科技領(lǐng)域，主要包括先進(jìn)傳感器技術(shù)；信息采集處理技術(shù)；信息及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及故障信號(hào)分類及判別技術(shù)等。

2.1先進(jìn)傳感器技術(shù)先進(jìn)的傳感器是實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維修的重要手段，是一個(gè)長(zhǎng)盛不衰的研究熱點(diǎn)。這是因?yàn)楣收显\斷技術(shù)的基點(diǎn)是首先取決于能否獲取到盡可能多的有用信息，而有用信息的排頭兵則是傳感器，只有性能先進(jìn)的傳感器，才能獲取清晰的高質(zhì)量的有用信息。這是數(shù)據(jù)處理和診斷決策的基礎(chǔ)。為了提高故障診斷水平，研究各種新型傳感器便成為電力系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。輸電線路絕緣泄漏電流測(cè)量裝置，其掛在橫擔(dān)側(cè)第一片絕緣子上的電流互感器，則是典型的傳感裝置，經(jīng)過(guò)武高所、解放軍、通訊工程學(xué)院、西安一家公司、澳大利亞一個(gè)公司的實(shí)際測(cè)量及應(yīng)用中的改進(jìn)已經(jīng)有了很大提高，但這一傳感器是否屬于先進(jìn)，有待于進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。雷電定位裝置測(cè)量云對(duì)地的閃絡(luò)是捕獲空間電磁場(chǎng)的變化。目前通過(guò)傳感器捕捉到的信號(hào)，已能將定位距離誤差控制在700m左右，而現(xiàn)在看來(lái)這一誤差精度還有待提高。而這一誤差精度的提高盡管是一個(gè)系統(tǒng)工程，但傳感的改進(jìn)也是一個(gè)重要的領(lǐng)域。

2.2信息處理技術(shù)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行加工處理，去掉現(xiàn)場(chǎng)大量的背景干擾信號(hào)，從而提取有用的信號(hào)，這是信息處理技術(shù)的關(guān)鍵。然而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，有用的信號(hào)能級(jí)往往很低，這淹沒(méi)在大量的背景噪聲海洋中，當(dāng)然信息處理技術(shù)的主流是應(yīng)用硬件濾波器和數(shù)字濾波技術(shù)，并采用水波變換技術(shù)。這不僅可以有效地濾除穩(wěn)態(tài)信號(hào)，即濾掉經(jīng)常遇到的載波信號(hào)干擾和噪雜聲干擾，同時(shí)還可以抑制其他現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中不可避免的干擾。這樣一些技術(shù)的應(yīng)用，可以把有用的信號(hào)從此信號(hào)強(qiáng)幾個(gè)數(shù)量級(jí)的干擾電平中提取出來(lái)。

我國(guó)進(jìn)行了幾十年的地面檢測(cè)絕緣子故障的裝置之所以未見(jiàn)結(jié)果，也主要是信息處理技術(shù)還未獲得突破。原來(lái)的研究曾走過(guò)捕捉、局部放電的脈沖電流、超聲波法等等。國(guó)內(nèi)同行還有不少人正在進(jìn)行研究，例如：電暈指紋波法地面檢測(cè)不良絕緣子串，脈沖電流法檢測(cè)不良絕緣子，以及單個(gè)絕緣子電暈特性等。

2.3信息及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)輸電線路的信息與數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題相對(duì)于變電設(shè)備而言，傳輸問(wèn)題則顯得較為突出。這里有三個(gè)問(wèn)題，一是傳輸通道，二是傳輸距離，三是傳輸功率問(wèn)題。

目前已有的傳輸方式是通過(guò)OPGW或ADSS光纜作為傳輸媒體?；蛘呱暾?qǐng)某一頻率的無(wú)線發(fā)射，但由于受到發(fā)射功率的限制而在傳輸距離上受到限制。最近又有人在研究科研移動(dòng)通訊的通道，GMS或CDMA系統(tǒng)或GPS全球定位系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字傳輸，但這里有傳輸容量及數(shù)據(jù)還原等一系列問(wèn)題，尚待研究，何時(shí)能商業(yè)化運(yùn)作進(jìn)入工程實(shí)用尚待時(shí)日。

2.4故障信號(hào)分類及判斷技術(shù)故障信號(hào)的分類是當(dāng)前信息技術(shù)的前沿課題，過(guò)去傳統(tǒng)一般采用頻譜來(lái)區(qū)分故障類型，這一方法具有較大的局限性，容易造成誤判，因?yàn)樵S多不同類型的故障信號(hào)頻譜有較大部分是重疊的在某一頻域內(nèi)很難加以區(qū)分。而還有些故障信號(hào)則在多個(gè)頻域內(nèi)均有信號(hào)，只不過(guò)在幅值上有區(qū)別，因而采用傳統(tǒng)頻譜的辦法進(jìn)行故障信號(hào)的分類，則使故障信號(hào)的分類的研究工作在某種程度上陷入了僵局。而近年研究故障的“指紋特征”以及提取和識(shí)別指紋特征的方法成為故障信號(hào)分類研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。

故障信號(hào)分類確定后，故障危險(xiǎn)程度或者閾值的確定又是一個(gè)花大氣力研究的問(wèn)題。

輸電線路的試驗(yàn)及測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)是大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)而要做好送電線路電氣的、機(jī)械的、環(huán)境方面的測(cè)試工作，則必需在大量實(shí)踐的基礎(chǔ)上，在理論上總結(jié)出確定相關(guān)數(shù)據(jù)及閾值。例如，我國(guó)河南超高壓運(yùn)檢公司、平頂山供電局及珠海電力局、湖北省超高壓局等單位正在開展的“動(dòng)態(tài)的絕緣子表面泄漏電流測(cè)量值”來(lái)表征絕緣臨閃狀態(tài)的研究及監(jiān)測(cè)工作還是這一方面工作的例證。

到底是點(diǎn)狀的，還是帶狀的?是窄帶的還是寬帶?很大程度要因地制宜，要以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行判斷。前已述及這主要是測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，不能脫離運(yùn)行實(shí)踐。

2.5可靠性評(píng)估及壽命估計(jì)可靠性評(píng)估(也即可靠性工程)包含的內(nèi)容很廣泛，大致可分為可靠性理論基礎(chǔ)、可靠性應(yīng)用技術(shù)和可靠性管理三個(gè)方面?？煽啃岳碚摶A(chǔ)包括可靠性數(shù)學(xué)和可靠性物理等。前者主要是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等，用于研究失效的規(guī)律及設(shè)備元件的可靠性評(píng)估；后者主要研究失效機(jī)理，探索失效的原因?？煽啃詰?yīng)用技術(shù)包括可靠性指標(biāo)的確定、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)、失效分析、系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的收集與分析、可靠性評(píng)價(jià)與驗(yàn)證等?？煽啃怨芾碇饕菓?yīng)用系統(tǒng)工程的方法，將設(shè)備元件在使用過(guò)程中的整個(gè)壽命周期中的各個(gè)階段的可靠性技術(shù)工程有效地組織并管理起來(lái)，調(diào)動(dòng)各方面的人員開展可靠性活動(dòng)?？煽啃栽u(píng)估全程可分為管理、設(shè)計(jì)、分析、理論、數(shù)據(jù)、試驗(yàn)和評(píng)估七個(gè)分支。設(shè)備元件的可靠性究竟要多高，這實(shí)質(zhì)是一個(gè)價(jià)值判斷問(wèn)題，需要對(duì)諸如功能目的、時(shí)間、維修、壽命等進(jìn)行綜合平衡分析。

3結(jié)論

3.1狀態(tài)維修技術(shù)包涵預(yù)測(cè)性維修技術(shù)和可靠性評(píng)估兩個(gè)方面，這兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域是互相緊密相聯(lián)，但又是各不相同的兩個(gè)單元。

3.2輸電線路的絕緣監(jiān)測(cè)、污情監(jiān)測(cè)、雷電監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等可實(shí)行在線監(jiān)測(cè)；而其余的電氣的機(jī)械的量可進(jìn)行巡邏離線監(jiān)測(cè)。

3.3要實(shí)施狀態(tài)維修應(yīng)全面地有計(jì)劃、有針對(duì)性地開展先進(jìn)傳感器技術(shù)、信息處理技術(shù)，信息及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)及故障信號(hào)分類及判斷技術(shù)的綜合研究。

3.4目前我國(guó)的輸電線路狀態(tài)維修技術(shù)尚處于起步的初級(jí)狀態(tài)，因此要做好前期工作、基礎(chǔ)工作，創(chuàng)造條件，逐步過(guò)渡實(shí)施狀態(tài)維修。