1500kV罗百一线紧凑型线路状态检修的应用探讨.docx
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1500kV罗百一线紧凑型线路状态检修的应用探讨
500kV罗百一线紧凑型线路状态检修的应用探讨
黄金领梁靖
(超高压输电公司百色局,百色533000)
摘要:
本文先通过对500kV罗百一线设计和运行状况的跟踪、分析,发现了该线路在防雷、防风偏及防污性能等方面优于常规线路,对比之下具有较高的可靠性;随后,根据三年来对设备的巡视检查、检修测试、在线监测等,分析设备状况,确定监测周期,进而确定设备状态监测方案和消缺方式;最终,探讨状态检修在500kV罗百一线紧凑型线路上的应用。
关键词:
状态检修、紧凑型、可靠性、方案
ThediscussionabouttheCondition-basedMaintenanceappliedin500kVLuo-BaiICompactline
Abdtract:
Thispaperfirstlyanalysesthedesignandtheoperationalstateofthe500kVLuo-bailine,findingitbetterthanconventionallinesinanti-Lightning,anti-windageyawandanti-pollution,withhighreliability.Thenaccordingtotheinspectionvisits,maintenancetesting,on-linemonitoringofthreeyears,itanalysestheconditionoftheequipmentandthedeterminationofthemonitoringcycle,andthendeterminestheconditionmonitoringprogramsandthemethodsoftheconsumerlack.Finally,itintroducestheapplicationofthecondition-basedmaintenanceinthe500kVLuo-Baicompactline.
Keyword:
condition-basedmaintenance,compactline,reliability,program
一、状态检修的意义和定义
目前,为了保证设备处于良好状态,超高压公司输电线路一般一年安排一次停电检修。
500kV线路作为电网的主网架,其重要性非常显著,如何减少停电次数和停电时间,如何提高线路的可用系数,同时降低企业的经营成本,提高企业竞争力,成为了电力企业永恒的主题。
随着科技的进步,设备的可靠性越来越高,加上设备检测仪器越来越先进,检测手段越来越多,开展状态检修的条件日益成熟,可以改变一年安排一次停电检修的做法。
因此,探索状态检修的可行性和状态监测方案及设备消缺方式,对于提高设备管理水平具有重要的意义。
状态检修,简言之,就是根据设备本身的健康状况来决定是否需要安排检修和消缺,如果设备状态良好,就不需要安排消缺,更不需要安排一年一次的检修。
状态检修的目的就在于减少停电时间和次数。
所以,状态检修的关键点是如何在不停电或少停电的情况下监测设备的健康状况,在发现缺陷后又如何通过不停电或少停电的方式进行消缺。
状态检修必须尽量以不停电的方式开展检测项目和消缺项目。
当然对于无法通过带电作业消除的缺陷,允许通过短时间的停电作业进行消缺。
500kV罗百一线(云南罗平-广西百色)是南方电网公司的第一条紧凑型线路,是我国第一次在高海拔地区采用500kV紧凑型输电线路,也是国内第一次在长距离输电中采用紧凑型技术的线路。
因此,在500kV罗百一线上探索状态检修具有更加深远的意义。
本文力图通过对罗百一线设计和运行状况的跟踪、分析,掌握设备的可靠性,根据三年来的设备状况确定监测周期,进而确定设备状态监测方案和消缺方式,探讨状态检修在500kV罗百一线紧凑型线路上的应用。
二、罗百一线运行现状分析
500kV罗百一线属于南方电网西电东送的第四回工程,起于500kV罗平变电站,止于500kV百色变电站,总长度为286.605km,对应塔号为1#-553#,其中359#-553#由我局维护,为95.668km。
(主要的线路技术特征见附件一:
500kV罗百一线线路简介)
罗百一线紧凑型线路的主要特点是三相导线布置地同一塔窗内,按倒等边三角形排列。
相间距离有两种:
海拔小于1000m地区,相间距离6.7m;海拔大于1000m地区,相间距离7.2m。
每相导线采用6分裂LGJ-300/40钢芯铝绞线,按等六边形布置,外接圆直径750mm,分裂间距375mm。
其中280km为紧凑型,6.783km为普通线路(20mm覆冰地区)。
罗百一线紧凑型输电技术是通过减少线路电抗、增加容抗来提高自然功率,从而达到提高线路输电能力的目的。
不仅提高了自然输送功率(输送容量为1320MVA),减小线路走廊(压缩了走廊宽度17m),减少林木砍伐、青苗赔偿和房屋拆迁,降低工程造价,而且还减少了电磁污染(线路导线下超过4kV/m的宽度,仅为15至16米,比常规线路48米减少了2/3),充分提高了单位面积的利用率,有利于生态环境保护,有着明显的经济和社会效益。
通过对罗百一线设计和运行的分析,可以发现罗百一线紧凑型线路相对于常规线路有着如下几方面的明显优势:
(一)防雷性能优于常规线路:
罗百一线紧凑型的架空地线形成的保护角是负保护角,角度为-12°至-16°,通过计算其雷电绕击率基本为零。
而国内外的研究和我局多年来对雷击跳闸现象的分析表明,500kV输电线路雷击跳闸的原因主要是绕击造成的,因此,负保护角提高了罗百一线的防雷性能。
据统计,500kV罗百一线于2005年6月17日投产至今(2008年12月3日)共三年半时间,我局所辖部分(360#-553#,95.668km)未发生任何跳闸,显示了极高的可靠性。
从全线(1#-553#)来看,共发生故障7次(全部为雷击故障),其中280km的紧凑型段只发生2次紧凑型直线塔雷击跳闸,雷击跳闸率为0.7次/百公里·3.5年=0.2次/百公里·年,只有线路平均跳闸率的33.4%;与此成鲜明对比的是,500kV罗百一线普通段只有6.783公里,但发生了3次雷击,线路雷击跳闸率达到44.2次/百公里·3.5年=12.6次/百公里·年。
这些事实上证明了紧凑型线路防雷性能的优越性。
(二)防风偏优于常规线路:
罗百一线紧凑型线路的主要特点是三相导线布置地同一塔窗内,1000m及以下海拔地区导线对塔身的距离是3.7米,1000m以上海拔地区导线对塔身的距离是3.9米,空气间隙比常规线路小了很多,但是紧凑型线路的绝缘子串采用了V型串(最小V型夹角是87.6°)。
按照工频过电压、操作过电压、雷击过电压的气象条件可以知道,操作过电压、雷击过电压对应的气象条件不可能使绝缘子串产生超过87.6°/2的风偏角,即操作过电压、雷击过电压时,三相导线都是被固定在原来的位置,塔身的空气间隙是足够的,而工频过电压对应的最大风速为30-35m/s,使得某些杆塔绝缘子串可能产生超过87.6°/2的风偏角,但是通过对紧凑型塔头的分析可以发现,即使绝缘子串的风偏角达到了80°,导线对塔身的距离依然可以保持1.5m以上的净空距离。
因此,罗百一线紧凑型线路塔头空气间隙是足够安全的,不会发生绝缘子串风偏对塔身放电的现象。
同时,三相导线相间距离的大大压缩,减小了线路走廊,减少了房屋拆迁和运行维护单位最为棘手的林木砍伐、青苗赔偿问题,而倒三角的布置(上下相的垂直距离大于6.0m)更是使这一优势得以明显的加强,对于导线对边坡、树木的风偏更加容易控制,通道的维护量更加减少。
(三)防污能力优于常规线路:
罗百一线紧凑型线路的绝缘配置按照常规交流线的爬电比距来配置。
但是,罗百一线紧凑型线路直线塔采用的是V型绝缘子串,在多雨的南方地区其绝缘子的自洁能力优于直线串,而且罗百一线紧凑型线路直线塔的下相及部分上相采用了合成绝缘子,合成绝缘子的串数所占的比例70%。
这些设计提高了罗百一线紧凑型线路的防污闪能力。
众所周知,污秽等级的划分决定于三个因素:
盐密、污秽成分和运行经验,而运行经验是一个很重要的因素。
我们这十多年来运行经验表明,我们所管辖的按照常规爬电比距配置绝缘水平的500kV天平一二回及其它500kV交流常规线路都没有发生过污闪现象。
因此,罗百一线紧凑型线路的耐污水平是令人放心的。
实际情况是从2005年6月罗百一线投运到2007年未对该线路进行过清扫,线路运行正常,未发生污闪或火花放电等情况。
2008年1月利用线路停电机会对546#运行绝缘子进行了盐密测量,测量值为0.020mg/cm2,对应的污秽等级为0级,积污期为31个月,接近3年。
对于雨水充沛的南方地区,该盐密值应该能够代表饱和盐密值。
546#处于百色市的工业园内,是罗百一线大气污秽程度最严重的区域,该塔跨越南百高速公路,附近有百色银海铝业、砖厂、锯木场等工厂,其污秽程度是是罗百一线最大的。
罗百一线,沿途多为高山大岭,植被良好,工业相对落后,大气污染少。
根据罗百一线设计说明所述,罗百一线罗平变电站出线段5km和百色变电站进线段14km为Ⅱ级污区,其它地段为Ⅰ级区。
各污区爬电比距λ值选取上限,Ⅰ级污区为2.0cm/kV,Ⅱ级污区为2.5cm/kV。
那么,546#的盐密测量结果来看,罗百一线的绝缘配置完全能够满足现场的要求,而且裕度很大,不用进行绝缘子清扫。
(四)塔上、线上缺陷很少。
从该线路运行至今,我们严格按照规程规范要求开展运行维护检查检测工作,如陶瓷绝缘子检测、合成绝缘子检查、走线检查、螺栓检查紧固、光纤接续盒检查、弧垂测量等,结果显示罗百一线的设备健康状况很好。
投运至今我局所辖部分(360#-553#)塔上、线上仅有过6个缺陷,其中合成绝缘子伞裙损伤1处(属于施工遗留问题),玻璃绝缘子自爆4片,绝缘子钢脚弯曲1片,且都已经消除。
500kV罗百一线(360#)553#自从2005年6月投入运行到2008年末的所有缺陷汇总见附件二。
设备评级记录表见附件三。
据统计,500kV罗百一线于2005年6月17日投产至今(2008年12月3日)共三年半时间,我局所辖部分(360#-553#,95.668km)未发生任何跳闸,显示了极高的可靠性。
从以上的分析和运行情况可以看出,罗百一线紧凑型线路相对于常规线路有着明显的优势,其本身运行的安全可靠性要高于常规线路。
这些优势是我们开展状态检修的有利条件。
通过开展状态检修取得设备安全运行和成本控制双赢的条件是比较好的。
三、罗百一线状态检修方案
状态检修的关键点是如何在不停电的情况下监测设备的健康状况,然后在尽量少停电的情况下进行消缺。
状态监测方案的总体思路是以不停电方式开展规程规范要求的检测、检查工作。
罗百一线具体的设备状态监测方案和相应周期或抽检比例如下:
1、巡视:
日常巡视是掌握设备健康状况的重要手段,因此,必须保证日常巡视的正常有效进行。
根据人员配置和设备管辖总量,多年来,我局线路的巡视周期为2个月,均能保证线路的安全运行,因此,罗百一线的定期巡视周期定为2个月。
夜间巡视每年安排两次,一次安排在迎风度夏高负荷期间,主要的巡视内容为耐张引流板和接续管,另一次安排在冬季大雾毛毛雨天气,主要对污秽较严重的百色市附近和百色工业园,对应塔号507#-553#。
特殊巡视、故障巡视、故障登检根据实际情况安排。
2、陶瓷绝缘子检测:
检测的方式可用带电火花间隙法检测。
检测周期的确定:
罗百一线我局所辖部分的陶瓷绝缘子共有47基,其中耐张塔36基,直线塔11基。
2005年11月停电检修期间对陶瓷绝缘子零值检测20基,其中CA-596EZ共6000片,未发现零值
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- 1500 kV 百一 紧凑型 线路 状态 检修 应用 探讨