供电系统的运行与维护管理探析

2023-03-10李晨

科海故事博览 2023年3期

李晨

（山东新阳能源有限公司，山东济南 251400）

供电系统具体是指经电源系统与输配电系统组成而产生电能，并经输配电线路供应、输送给用电设备的系统[1]。供电系统包括大、中、小型供电系统，大型承担着区域内的生产、生活供电，影响着区域内的经济运行，由国家电力部门管控。中、小型供电系统规模较小，是对特殊基地、楼栋、单元按实际需求配置供电。供电系统可根据供电来源分为城市供电系统、电力牵引供电系统、矿山工业供电系统等，其运行遵循操作方便、运行安全灵活、供电可靠、经济合理的原则[2]。对供电系统的运行管理中，应实时了解其运行状况，全天候监测变压站、输配电线路、传输功率情况，并定期检查供电设备及机电设备，掌握运行情况，避免因设备故障、人为因素等导致电力不足或供电安全事故，以确保安全稳定的持续供电。

1 供电系统的运行特点

1.1 供电设备老化

我国大型供电系统多是经老旧输电线路实现电力运输，尤其是经济较落后的农村地区，线路运行时间长，电力电缆及设备老化，功率损耗大，电网运输能力差，易发生漏电事故，不利于供电系统安全有效运行。

1.2 输配电线路受自然环境影响

输配电线路为保证人身财产安全，架设位置一般为人口密度小或远离城市中心[3]。其涉及区域较广，多有山丘荒地，经人工形式架设。线路管理维护为高空作业，机械帮助少，工作难度较大。复杂多变的自然气候条件影响着线路的安全稳定运行。如雷击情况下，线路会释放电荷产生感应电压，影响线路绝缘层；雷电、冰雹等也会破坏输电线路，影响供电系统安全。

1.3 继电保护问题

1.3.1 断路器失灵

断路器保护装置是供电系统安全运行的保护装置，能检测出供电系统中的故障，第一时间知晓问题，便于及早排除故障，确保系统正常运行[4]。但实际中，断路器常失灵，如因供电系统长时间运行产生保护据动，难以及时发现故障，影响供电系统运行。

1.3.2 母线差动保护

我国供电系统的安全运行中，母线差动保护正确率仅有95%，大部分原因是运行方式中有地方不符合规定[5]。且设备安装质量要求未达国家标准，操作人员技术欠缺，后期维护未受到重视，无法完全满足供电系统安全稳定运行要求。

1.3.3 继电设备故障

故障原因多是因机电型、电磁型保护装置质量未达标，运行中性能出现偏差，使供电系统出现不稳定现象。且继电保护装置中的晶体管质量也不佳，使供电系统运行不协调，出现供电异常。

2 供电系统的维护管理

2.1 供电设备的维护管理

变压器对稳定电压起着决定性作用，应加强供电系统中对变压器的维护。可每季度一次，于断电状态下，仔细检查外壳、油封垫圈、接地水平、绝缘电阻数据，仔细清洁设备周边，避免触电事故发生。同时，注重配电柜的保护，可分段维护，在断电状态下进行检查，包括母线接口的放电情况、接头锈蚀情况、设备元件固定情况。并检查配电柜开关是否失灵、是否有损坏，分合闸状态是否稳定，明确电流互感设备连接正常、熔断设备无损坏现象。

其次，完善变电设备缺陷记录体系。为提升供电系统安全运行的维护管理工作质量，需健全及完善变电设备的相关记录体系。客观、理性地检查供电系统，对变电运行系统中发现的缺陷、损坏现象应如实记录，包括设备的位置、型号、功能、损坏程度、缺失数量，并做好现场勘测、安全检查巡视中对变电设备的统计分析，上报给上级管理单位，以做好及时完善补充或更换，及早排除安全隐患。

2.2 输配电线路的维护管理

因供电系统运行环境较复杂，为最大限度降低输配电线路故障带来的损失，首先应做好防雷防护，进行故障预防措施，从根源消除隐患。如恶劣天气到来前做好防雷措施，提升输配电线路整体防雷性能。可架设避雷线，以减少杆塔内流进雷电流，起到分流作用，降低塔顶电压，有效避免输配电线路遭受雷击破坏。也可架设耦合地线，增加避雷线与导线耦合用处，提升分流效果。还可做好接地防雷管理，以减少设备损伤、提高供电系统安全防护效果，确保运行。接地防雷时要融入地线，注意与大地建立有形连接，把雷电产生的电流引入大地。同时要加强屏蔽及接地措施，避免供电设备产生雷电电磁干扰，加强电路内部电位参考点日常测量，确定其他电位数值。并对避雷系统中避雷器实时监测，确保雷击情况下能及时反应，以保证供电系统安全运行。

其次，做好电源防雷管理。在设备终端安装隔离变压器，避免雷电影响设备。电站外安装避雷针，按照电力系统运行要求确定接地位置，避雷针架空地线长度不大于800m。安装后做好测试，分析防雷效果。

最后，加强信息采集，设置预警系统。输配电线路的维护管理需要大量的人力、物力、财力等资源配合。在维护管理中，要准确采集输配电线路运行状况信息，加强管理监控力度，使维护管理更系统化，以有效跟踪输配电线路运行情况。同时设置自动预警系统，预知天气情况，做好预报，有效加强供电系统的安全运行。

2.3 继电保护的维护管理

继电器保护是维系供电系统安全稳定运行的核心。首先，应提高安装质量。因继电保护装置多且复杂，安装中易出现失误，这种失误会导致装置据动或误动，导致电力事故。所以，应加大对操作人员的培训，使其能按图纸施工，确保设备、标示牌与图纸一致，避免因人工操作带来的失误。安装完成后要严格验收，避免继电保护装置运行中的性能出现差异，确保供电系统稳定运行。

其次，要加强巡检工作。对继电保护装置定期巡检，及时发现隐患。需强化相关值班人员的责任意识及工作态度，使检查不仅局限于交接班上，还应加大班中检查，详细记录并分析检查结果，做好重点事项的交接。如：自动装置接点是否完好，指示灯、监视灯是否正常亮起，警铃、事故音响是否有声响，表上参数是否在正常范围。

最后，提高操作准确性。因继电保护装置故障多有人为因素，所以要加强人员的操作实践能力。在理论基础上，加强实践培养。可通过老带新的方式，使人员尽快适应实际的工作环境，接受师傅的经验，避免因理论与实际不符出现操作差异。并加强人员的动手能力，使其熟练掌握图纸与保护装置原理，多次熟悉继电器和二次回路端子。严格操作规章制度，避免操作失误及差错，以确保供电系统的可靠运行。

3 供电系统运行的具体维护策略

3.1 做好供电系统设备日常保养

确定好供电系统主要保养措施，以确保供电系统后续稳定运行。应从宏观角度精准分析供电系统运行模式和周边环境，结合动态化理念，科学制定日常保养策略，以减少供电系统中的不良影响因素。在实际保养中，要进行巡视及维护，使系统处于安全稳定状态。并选择标准化设计模式，选择安全可靠的高质量材料，避免前期中所选材料的质量缺陷，以有效减小后续保养难度。同时，要制定科学的保养周期，定期对设备运行状态进行全面检查，了解外部环境，分析干扰因素及风险，制定出针对性的解决方案及措施，避免对供电系统运行产生影响。检查中，要了解电气回路的烧伤及绝缘子磁体放电情况，分析零部件是否有松动、损伤，技术进行维护更换，避免因此带来影响。其次，供电系统设备零部件均有自身的标识号码，但时间较长就会出现老化现象，在保养工作中，要持有责任心，做好全面检查，定期更换。

3.2 做好供电系统设备检修

设备检修是保障供电系统安全运行的重要项目，应根据实际供电情况制定好检修计划，尽量避免反复停电，上下级电网检修时可保持一致[6]。于电力低估区域进行检修时要最大限度地减少停电次数，确保持续性供电。对检修线路要经过科学合理的设计，做好顺序安排，尽量降低停电带来的影响。检修时要考虑到检修资源的限制，分析设备问题，预先做好合理部署。常见的供电设备检修方式包括两种，即故障检修和预防检修[7]。故障检修是针对异常情况进行的针对性检修。预防检修是做好定期试验预防和保护性校验，以及时发现供电系统中的设备的安全隐患，对其进行及早的弥补完善，有效避免供电事故风险。

首先，对供电设备做交工时，要保证符合电气设备的预防性试验交接标准，确保设备试验的可行性。同时，在对供电系统及电气设备进行试验时，要根据具体标准执行，以发现试验过程中设备的隐患。可采用红外线激光测温仪对电气设备链接处进行检测，以及时发现松动过热现象，及早解决处理，确保供电系统的可靠运行。

其次，对继电保护要进行定期的标准校验，若系统参数有变化，应根据系统整定值重整参数。还可借助先进的试验仪器更新电气设备，如回路电阻测试仪、变压器直流电阻测试仪、真空度检测仪等，不仅能减少人员工作量，还能提升电气设备测试精度。

最后，可通过监测绝缘技术实时监控供电设备绝缘性，以及时排除安全隐患。并详细、完整、正确地记录电气设备的各项数据，做好整理及归档，以便后期有依据可循。

此外，随着经济发展和社会进步，电力规模变大，出现了符合未来发展趋势的状态检修，可通过分析供电设备状态，以确定检修项目及措施。

3.3 改善供电系统运行环境

首先，加强配电室维护管理。配电室内的设备元件数量较多、线路复杂，配电室的管理工作质量对供电系统的运行有很大影响[8]。应加大日常巡视检查，尤其是用电高峰期及灾害期间，应增大巡视检查次数和力度。包括：室内环境、温度、湿度，高频绝缘陶瓷裂纹、掉瓷，放电、电晕，电容器超负荷、膨胀等情况。其次，优化供电设备环境。可使用空气净化器，以有效减少灰尘对供电设备的损害。改善室内通风环境，根据实际情况加装适当的加热设备，提升供电设备运行室内温度。也可使用除湿机降低运行环境湿度，以改善供电设备运行环境，确保供电系统安全稳定运行。还可把供电系统配电室或变电站改为弹簧门，使用防火泥封堵管线口，设置“五防”开关柜，以避免动物进入开关柜。并定期投放灭鼠药。在配电室或变电站四周种植草坪、树木、麦冬，以消除蛇鼠生存环境。在供电设备的高压开关柜中加隔板，缩热处理母线，避免动物原因引起短路风险。

3.4 利用科技保证供电系统运行

为了保证供电系统的安全稳定运行，首先要确保有一定的维修资金支持，以合理地分配到供电系统设备日常维护及设备更新中。其次要合理应用现代化科技技术。如优化变频调速、水泵、风机等辅助设备，以有效降低设备电能损耗。供电系统电力电缆使用热缩技术，制成热缩终端头，如油浸电力电缆热缩终端头，以便于后期的日常检修维护，节约工作时间成本。使用RTV-1 绝缘防污涂层，以提升供电系统配电站及变电站绝缘性能。使用计算机监控、保护、故障检测功能，对供电系统进行实时监测，对易出现损坏的线路应用自动管理模式。使用节能型电动机、聚乙烯交联电力电缆、氧化锌避雷器、真空电路器等提升供电系统设备技术能力。改用镉镍蓄电池或酸性蓄电池为免维护蓄电池，以降低维护费用。