特高壓輸電線路維護(hù)的難點(diǎn)與對(duì)策分析

朱海波 楊力

【摘 要】特高壓輸電線路在實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源配置優(yōu)化功能的同時(shí)，其自身較大的電力系統(tǒng)規(guī)模也使得電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)面臨更多的難點(diǎn)和問(wèn)題。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)特高壓輸電線路的運(yùn)行情況，在重點(diǎn)分析了運(yùn)行維護(hù)的難點(diǎn)與問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】特高壓；線路維護(hù)；對(duì)策

特高壓輸電線路是指±800千伏及以上的直流電和1000千伏及以上交流電的電壓等級(jí)要求下，用以實(shí)現(xiàn)電能傳輸?shù)碾娏W(wǎng)構(gòu)系統(tǒng)。用以提高電網(wǎng)輸送能力，實(shí)現(xiàn)功率較大的長(zhǎng)距離傳輸。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展步伐的逐步加快，特高壓輸電線路在國(guó)家發(fā)展規(guī)劃中占據(jù)越來(lái)越重要的角色。尤其是特高壓輸電線路的電損耗小，運(yùn)行成本低于超高壓和高壓輸電線路，使得其應(yīng)用更加廣泛。但是，在特高壓輸電線路運(yùn)行過(guò)程中，呈現(xiàn)出形態(tài)較為復(fù)雜、區(qū)域電網(wǎng)間相互影響與依賴愈加明顯、電網(wǎng)中不確定因素逐漸增加等特點(diǎn)，使電網(wǎng)運(yùn)行面臨更多、更復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)因素。加強(qiáng)特高壓輸電線路的運(yùn)行維護(hù)也成為了特高壓建設(shè)的一項(xiàng)后續(xù)重點(diǎn)工作。因此，我們必須著力研究特高壓輸電線路運(yùn)行維護(hù)的各項(xiàng)難點(diǎn)及問(wèn)題，制定出相應(yīng)的防范和處置措施，才能進(jìn)一步確保線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

一、特高壓輸電線路運(yùn)行維護(hù)的難點(diǎn)與問(wèn)題

（一）現(xiàn)有運(yùn)行維護(hù)器具不能滿足特高壓輸電線路運(yùn)行檢修要求

從現(xiàn)已運(yùn)行的1000 kV 交流特高壓線路和±800千伏特高壓直流線路來(lái)看，雖然大多數(shù)原有檢修工器具能夠滿足檢修的實(shí)際需求，但是其重量和尺寸和差異性對(duì)檢修作業(yè)效率造成了一定的影響。尤其是導(dǎo)線荷載較高壓與超高壓線路顯著增強(qiáng)，特高壓線路絕緣子串長(zhǎng)達(dá)十幾米，且線路路徑長(zhǎng)，途經(jīng)不同污區(qū)，使得特高壓線路的防污問(wèn)題更加突出，按冬季情況考慮10mm覆冰后，線路荷載達(dá)到了175 kN。同時(shí)，特高壓輸電線路使用的絕緣子串型號(hào)規(guī)格較大，單穿個(gè)數(shù)較多，絕緣子串（片）的更換的難度較之一般電壓等級(jí)線路要困難許多。此外，為了提高電能輸送效率， 減小過(guò)程損耗，特高壓線路采用了八分裂的導(dǎo)線架設(shè)形式。這種對(duì)導(dǎo)線布置方式的改變，就使得在檢修運(yùn)維過(guò)程中對(duì)相應(yīng)的導(dǎo)線提線工器具進(jìn)行更正，導(dǎo)線提線器的設(shè)計(jì)、制作必須按照八分裂導(dǎo)線的布置結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)進(jìn)行考慮。

（二）特高壓輸電線路的安全穩(wěn)定性較難控制

在電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性控制當(dāng)中，常規(guī)電壓等級(jí)的區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路重點(diǎn)把握供應(yīng)電可靠性，而對(duì)于采用特高壓等級(jí)的跨區(qū)域電網(wǎng)而言，更加關(guān)注其安全穩(wěn)定性。系統(tǒng)在發(fā)生短路和失穩(wěn)故障后能否做到快速響應(yīng)，防止事故大范圍擴(kuò)散是運(yùn)行穩(wěn)定性控制的重點(diǎn)內(nèi)容。

特高壓線路的傳送功率大于送受端的負(fù)荷，特高壓輸電通道因此發(fā)生故障引起了系統(tǒng)功率的不平衡以及線路過(guò)載，這些是影響特高壓輸電線路安全穩(wěn)定的主要因素。導(dǎo)致傳送功率大于送受端的負(fù)荷的原因很多，主要表現(xiàn)為線路與變電站設(shè)備老化問(wèn)題產(chǎn)生的故障。

（三）特高壓輸電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段尚未完善

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)是輸電線路系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)中用于狀態(tài)檢修的一種技術(shù)手段，它能夠快速收集被監(jiān)測(cè)設(shè)施的實(shí)時(shí)狀態(tài)，為線路的安全運(yùn)行提供有力保證。當(dāng)前使用的常規(guī)電壓等級(jí)架空線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)種類繁多，主要用于特高壓線路上的絕緣子防污閃監(jiān)測(cè)、線路覆冰監(jiān)測(cè)、氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、風(fēng)偏振動(dòng)監(jiān)測(cè)和防鳥(niǎo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。而特高壓輸電線路往往做為整個(gè)區(qū)域或跨區(qū)域主網(wǎng)架設(shè)，一旦發(fā)生非計(jì)劃停運(yùn)，將會(huì)造成巨大的事故后果，直接影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

二、特高壓輸電線路運(yùn)行維護(hù)的相關(guān)對(duì)策建議

（一）針對(duì)特高壓輸電線路特點(diǎn)對(duì)檢修工器具進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化

完善的檢修工器具是輸電線路運(yùn)行維護(hù)的前提條件，不但直接會(huì)影響到工作效率， 同時(shí)也是現(xiàn)場(chǎng)操作作業(yè)的安全保障。特高壓檢修工器具的研制及應(yīng)用是提高特高壓線路檢修水平、線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。因此，有必要針對(duì)特高壓輸電線路特點(diǎn)對(duì)檢修工器具進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。一方面，采用新型工藝材料， 減輕檢修工器具的自重。因?yàn)闄z修工器具多為承力式結(jié)構(gòu)， 要求具備相應(yīng)的承載力， 而決定重量的最主要因素就是材料性質(zhì)。在常規(guī)線路維護(hù)中較多使用的是鋁合金材質(zhì)，重量相對(duì)較大。為此，可研究采用材質(zhì)相對(duì)輕便的復(fù)合材料和有機(jī)材質(zhì)進(jìn)行加工。另一方面，在設(shè)計(jì)工器具時(shí)，在滿足安全可靠性的基礎(chǔ)上盡量?jī)?yōu)化工器具的功能結(jié)構(gòu)型式。這樣可以更加方便現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作。

（二）加強(qiáng)相應(yīng)的安全穩(wěn)定性控制措施

因?yàn)樘馗邏狠旊娋€路的傳輸容量較大，為避免上述情況造成系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞，檢修運(yùn)行單位應(yīng)當(dāng)采取必要的安全穩(wěn)定控制措施，并在特定情況下在送端和受端進(jìn)行切除處理。同時(shí)，特高壓輸電線路還應(yīng)當(dāng)完善繼電保護(hù)裝置與安全穩(wěn)定裝置之間的協(xié)調(diào)配合，用來(lái)保障系統(tǒng)在發(fā)生特大故障時(shí)能夠采取必要的控制措施及時(shí)準(zhǔn)確的控制系統(tǒng)穩(wěn)定。

（三）利用新技術(shù)完善各項(xiàng)監(jiān)測(cè)技術(shù)功能

完善各項(xiàng)監(jiān)測(cè)技術(shù)功能，首先是要加強(qiáng)對(duì)微風(fēng)舞動(dòng)、視頻、氣象和風(fēng)偏、桿塔傾斜、覆冰等在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行完善，通過(guò)海拉瓦模型，模擬出可視化的3D顯示控制平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)備狀況的實(shí)時(shí)觀察，提升特高壓輸電線路的運(yùn)維水平。此外，無(wú)人機(jī)巡航技術(shù)也可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工運(yùn)行巡視手段，其具有迅速快捷、工作效率高、安全可靠等特點(diǎn)。通常無(wú)人機(jī)的巡航速度為20—40km/h，是人員巡線速度的幾十倍，尤其是穿山越嶺.跨林區(qū)沼澤湖泊地段，無(wú)人機(jī)可以不受地域地區(qū)的限制和影響；同時(shí)，在夏季電力高峰期間，無(wú)人機(jī)可以采用無(wú)間斷起飛集中巡視重要故障源點(diǎn)，近距離的觀察輸電線路，通過(guò)配備的紅外與紫外成像儀等先進(jìn)的巡檢設(shè)備，有效地發(fā)現(xiàn)特高壓輸電線路導(dǎo)地線斷股斷線、金具松動(dòng)發(fā)熱、絕緣子損壞等缺陷，也很大的避免了人員高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

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