CN104599057A - 一种确定输电线路防闪污策略的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种确定输电线路防污闪策略的方法，应用于管理包含玻璃绝缘子的输电架空线路，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、采集输电架空线路的配置信息及相应的运行管理信息；S2、根据所述配置信息及运行管理信息，并结合LCC模型分别计算出各个策略的每年投入成本；S3、根据所述每年投入成本，计算出所述各个策略在预设的生命周期内的总投入成本；S4、根据所述总投入成本，确定各个策略中成本最低的策略为防污闪策略。本发明还提供了对应的系统。本发明可以达到投入成本最低并能保证电网安全运行防污闪策略方案，可以有效地提高电网可靠性、合理延长设备资产使用寿命、降低投入防污闪工作的成本费用、提升管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统设备管理与维护技术领域，更具体地说，涉及一种确定输电线路防闪污策略的方法及系统。
背景技术
污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电场作用下出现的强烈放电现象。为确保输电架空线路绝缘子不发生污闪跳闸责任事故，确保电网安全、可靠运行，根据污区分布图的划分，对已运行输电线路开展绝缘子防污工作。
为达到防污闪目的，早期采用清扫电瓷外绝缘表面的污秽，使其恢复原有的绝缘水平，其中，清扫属于周期性工作，例如对A、B、C和D级污区线路进行每三年清扫一次，E污区或者局部污染严重地区进行每年清扫一次。该方法防污效果一般，每次清扫通常需要停电1～2天，给电网稳定运行带来一定的风险。
后来发展开展调爬工作，通过增加绝缘子片数的抗污能力，且该抗污能力根据绝缘子爬距而定。绝缘子片数或型号一般由线路饱和盐密确定，但受到塔型限制，绝缘子片数不能无限制地增加。因此，建议在A、B、C和D级污区线路采用该办法以延长清扫周期，实现长时间(一般5年)免清扫；而在E级污区或者局部污染严重地区，在增加绝缘子片数后，受外部因素影响较大，难以达到饱和盐密，此时必须根据气候及现场情况开展不定期清扫工作。该方法防污效果较好，投资成本较低。
随着技术的进步，出现了一种PRTV防污闪涂料，在雾、露、毛毛雨等潮湿气象条件下，若在绝缘子表面上喷涂该PRTV防污闪涂料，污秽层很难湿润，即使吸附了水分，也仅以不连续的小水珠的形式存在，不会形成连接的水膜，从而能抑制泄漏电流及局部电弧的产生和发展，并且能提高绝缘子的耐污闪电压。该方法能够较好地改善处于易积污、气象条件恶劣的重污区内绝缘子的绝缘水平，防污效果非常明显，可实现在涂料寿命期内(一般为15年)免清扫，但投资成本较高。
目前为确保架空线路绝缘子不发生污闪跳闸责任事故，由于在“逢停必扫”的清扫原则下，绝缘子如何清扫，如何制定合理的清扫周期，绝缘子积污与时间的关系，积污到什么程度会发生污闪跳闸等，这一系列的问题一直处于盲区。在单纯追求电网运行安全性和可靠性的情况下，存在较早地更换或过度检修设备，增加了输电线路的运行维护成本，缺乏对绝缘子整个寿命周期中的效益和成本的统一考虑，降低了设备投资回报率。因此，如何使绝缘子可靠性与经济性之间协调达到最大效益是有效实施电力资产全寿命周期管理中迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，本发明提供了一种确定输电线路防污闪策略的方法及系统。
本发明解决上述问题的技术方案是提供了一种确定输电线路防污闪策略的方法，应用于管理包含玻璃绝缘子的输电架空线路，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、采集输电架空线路的配置信息及相应的运行管理信息；
S2、根据所述配置信息及运行管理信息，并结合LCC模型，分别计算出各个策略的每年投入成本，其中，所述各个策略包括第一防污闪策略、第二防污闪策略及第三防污闪策略，且第一防污闪策略为定期清扫，第二防污闪策略为增加绝缘子片数；第三防污闪策略为喷涂PRTV涂料；
S3、根据计算出的所述每年投入成本，计算出所述各个策略在预设的生命周期内的总投入成本；
S4、根据所述总投入成本，确定各个策略中成本最低的策略为防污闪策略。
在上述的确定输电线路防污闪策略的方法，在所述步骤S1中，所述配置信息包括玻璃绝缘子数量及玻璃绝缘子的故障率；所述运行管理信息包括输电架空线路的各级污区的巡视周期。
本发明还提供了一种确定输电线路防污闪策略的系统，应用于管理包含玻璃绝缘子的输电架空线路，其特征在于，该系统包括采集模块、计算模块以及比较模块，其中：
所述采集模块用于采集输电架空线路的配置信息及相应的运行管理信息，其输出端连接所述计算模块的输入端；
所述计算模块根据所述配置信息及运行管理信息，并结合LCC模型，分别计算出各个策略的每年投入成本，并根据所述每年投入成本，计算出所述各个策略在预设的生命周期内的总投入成本，其输出端连接所述比较模块的输入端；
所述比较模块根据所述总投入成本，确定成本最低的策略为防污闪策略。
在上述的确定输电线路防污闪策略的系统中，所述配置信息包括玻璃绝缘子数量及玻璃绝缘子的故障率；所述运行管理信息包括输电架空线路的各级污区的巡视周期。
在上述的确定输电线路防污闪策略的系统中，所述策略包括第一防污闪策略、第二防污闪策略及第三防污闪策略，其中，第一防污闪策略为定期清扫，第二防污闪策略为增加绝缘子片数；第三防污闪策略为喷涂PRTV涂料。。
本发明的有益效果有：为了既能满足电网可靠性要求确保绝缘子不发生污闪跳闸责任事故，又能保证总投入成本最小，本发明利用设备资产全寿命周期管理理念和方法，分析输电线路具体线路的防污闪的三种策略，确认以达到投入成本最低并能保证电网安全运行防污闪策略方案，可以有效地提高电网可靠性、合理延长设备资产使用寿命、降低投入防污闪工作的成本费用、提升管理水平。
附图说明
图1是本发明的确定输电线路防闪污策略的方法的流程图。
图2是本发明的确定输电线路防闪污策略的系统的结构框图。
图3是实施本发明的每年投入成本的曲线图。
图4是实施本发明的总投入成本的曲线图。
具体实施方式
本发明利用设备资产全生命周期管理理念和方法，分析输电线路具体线路的防污闪的三种策略，确认以达到投入成本最低并能保证电网安全运行防污闪策略方案，可以有效地提高电网可靠性、合理延长设备资产使用寿命、降低投入防污闪工作的成本费用、提升管理水平。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明的确定输电线路防闪污策略的方法的流程图，在本发明中，该方法包括以下步骤：
S11、采集输电架空线路的配置信息及相应的运行管理信息；
在此步骤中，配置信息包括杆塔数量、绝缘子数量及玻璃绝缘子的故障率，其中，绝缘子数量为玻璃绝缘子数量与合成绝缘子数量之和，玻璃绝缘子数量由串数和每串片数决定；运行管理信息包括输电架空线路的各级污区的巡视周期，还包括输电架空线路的各级污区的巡视成本以及各配置信息对应的成本信息等。
在本发明中，为确保输电架空线路绝缘子不发生污闪跳闸责任事故，且电网安全、可靠运行，根据污区分布图的划分，对已运行输电线路开展绝缘子防污工作，采用三种防污闪策略，包括第一防污闪策略、第二防污闪策略及第三防污闪策略，其中，第一防污闪策略为定期清扫，第二防污闪策略为增加绝缘子片数；第三防污闪策略为喷涂PRTV涂料。
S12、根据配置信息及运行管理信息，并结合LCC模型分别计算出各个策略的每年投入成本；
在此步骤中，LCC(Life Cycle Cost，全生命周期费用)是指从企业的长期经济效益出发，通过一系列的技术经济组织措施，对设备的规划、设计、制造、购置、安装、调试、运行、维护、改造、更新直至报废的全过程进行全面管理，在保证电网安全效能的同时，对全过程发生的费用进行控制，使生命周期费用最小的一种管理理念。
电力设备的LCC主要包括投资成本，运行成本，维修成本，故障成本，以及报废成本等，通过对防污闪策略进行分析LCC，可以找出对电力设备生命周期费用影响较大的因素，以便提出切合实际的维修、更新措施，提高设备的可用率和运行效率。在本发明中，LCC模型采用如下公式表示：
LCC＝CI+CO+CM+CF+CD
其中，CI、CO、CM、CF、CD分别表示投资成本、运行成本、检修维护成本、故障成本、退役处置成本，其中，由于更换时直接处理进行退役，退役处置成本较小，忽略不计；投资成本包括线路投资成本，其中，线路投资成本的计算公式如下：
CI1＝(Tg*Q*C1+Tg*Cg)+(Ts*C2+Ts*Cs)
其中，CI1表示线路投资成本，Tg和Ts分别表示玻璃绝缘子串数、合成绝缘子串数，Q表示玻璃绝缘子的片数，C1和C2分别表示玻璃绝缘子的每片材料费、合成绝缘子的每串材料费，Cg和Cs分别表示玻璃绝缘子的每串安装施工费、合成绝缘子的每串安装施工费。可以理解，每年投入成本不包含投资成本。
在本发明中，每年投入成本包括每年的运行成本和故障成本，且第一防污闪策略、第二防污闪策略及第三防污闪策略的每年的运行成本和故障成本是相同的，下面对其进行详细说明：
运行成本主要包括正常人工巡视成本、预试定检成本，其中，在本发明中，预试定检成本不作考虑。正常情况下，D级污区每月巡视一次，E级污区每月巡视二次，带双回线的基塔每两个月巡视一次，根据巡视情况，每年的运行成本的计算公式如下：
C0＝(Be*12*2+Bd*12*1+Bg*12*(1/2))*Ct
其中，Be和Bd分别表示E级塔数和D级及其它级塔数，Bg表示共塔数量，Ct表示每塔巡视成本。
对于计划停电检修，由于负荷可通过其它线路全部转移，此时，每年的故障成本为零；对于非计划停电检修，每年的故障成本按如下公式计算：
CF＝L*R1*R2*T*Ca*R3*Cu
其中，L表示线路长度，R1表示玻璃绝缘子全线占比，R2表示玻璃绝缘子的故障率，T表示停电时间，Ca表示额定输出容量，R3表示负荷比例，Cu表示售电单价。
在本发明中，根据防污闪策略的内容，每年的检修维护成本是不相同的，下面对第一防污闪策略、第二防污闪策略及第三防污闪策略的检修维护成本进行详细说明：
第一防污闪策略的内容包括每年对E级污区进行一次清扫、每两年对D级污区进行一次清扫以及每三年对其它污区进行一次清扫，可以看出，第一防污闪策略的生命周期为30年，此时，第一防污闪策略的检修维护成本按如下公式计算：
CM1＝Te*Q1*Ce+(Td*Q2*Cd)/3
其中，CM1表示第一防污闪策略的检修维护成本，Te表示处于E级污区的玻璃绝缘子串数，Td表示处于E级以下污区(即DCBA级污区)的玻璃绝缘子串数，Q1表示处于E级污区的玻璃绝缘子的每串片数，Ce表示处于E级污区的玻璃绝缘子的每片施工费，Q2表示E级以下污区的玻璃绝缘子的每串片数，Cd表示E级以下污区的玻璃绝缘子每片施工费。
第二防污闪策略的内容包括增加绝缘子2片、每年对E级污区进行一次清扫以及每5年对其它污区进行一次清扫，可以看出，第二防污闪策略的生命周期为30年，此时，第二防污闪策略的每年的检修维护成本按如下公式计算：
CM2＝Tg*2*C1+Bg*C+Te*Q1*Ce+(Td*Q2*Cd)/5
其中，CM2表示第二防污闪策略的检修维护成本，Bg表示玻璃绝缘子杆塔数，C表示每个玻璃绝缘子杆塔的施工费，Te、Ce、Td、Q2及Cd与上述相似，在此不再赘述。
第三防污闪策略的内容包括每15年喷涂一次PRTV涂料，可以看出，第三防污闪策略的生命周期为15年，此时，第三防污闪策略的检修维护成本按如下公式计算：
CM3＝Tg*Q*C1+Tg*Cg
在上述的公式中，Tg*Q*C1+Tg*Cg与上述相似，在此不再赘述。可以理解，PRTV涂料每15年喷涂，则第三防污闪策略的检修维护成本在其他年份时无需投入，只需在15年后需更换绝缘子。
根据上述检修维护成本的计算以及第一防污闪策略、第二防污闪策略及第三防污闪策略可以分别计算出第一防污闪策略、第二防污闪策略及第三防污闪策略的每年的检修维护成本。
可以理解，对三种策略按照上述分析，即可计算出每年投入成本。
S13、根据所述每年投入成本，计算出各个策略在预设的生命周期内的总投入成本；
在此步骤中，预设的生命周期是由不同的防污闪策略决定的，其中，第一防污闪策略的预设的生命周期为15年、第二防污闪策略的预设的生命周期为15年，以及第三防污闪策略的预设的生命周期为30年。
S14、根据所述总投入成本，确定成本最低的策略为输电线路的防污闪策略。
在此步骤中，通过比较各种防污闪策略所产生的总投入成本，并根据费用最少原则来确定防污闪策略。
本发明的确定输电线路防污闪策略的方法，应用于包含玻璃绝缘子的输电架空线路上，针对现有技术中输电线路上绝缘子防污闪采用防污策略时，缺乏对绝缘子整个生命周期中的效益和成本的统一考虑，本发明基于LCC模型对三种防污闪策略进行分析，其中，在每种策略下，分析在预设的生命周期内的输电线路的总投入成本，以使为能够确定在输电架空线路上玻璃绝缘子的防污策略提供分析和辅助决策。
如图2所示，为本发明的确定输电线路防闪污策略的系统的结构框图。在本发明中，该系统200包括采集模块201、计算模块202以及比较模块203。
采集模块201用于采集出输电线路的基本配置信息及相应的运行管理信息，其输出端连接计算模块202的输入端。
计算模块202用于计算出各个策略的每年投入成本，并根据每年投入成本，统计出预设的生命周期内的总投入成本，其输出端连接比较模块203的输入端。
比较模块203用于比较各个策略的总投入成本，并确定成本最低的策略为防污闪策略。
下面以220kV固象甲线为实施例，实施本发明的确定输电线路防污闪策略的方法和系统，其中，生命周期为30年。
采集模块201统计出的该220kV固象甲线的绝缘子及杆塔的基本配置信息，该基本配置信息如下表：
计算模块202计算出各个策略的每年投入成本，如图3所示，是实施本发明的每年投入成本的曲线图；统计出预设的生命周期内的总投入成本，如图4所示，是实施本发明的总投入成本的曲线图，其中，LCC模型中的投资成本(单位：万元)如下：
| 绝缘子类型 | 串数 | 片数 | 每片材料费 | 每串材料费 | 每串安装费 | 投资成本 | 总计 |
| 玻璃绝缘子 | 264 | 17 | 75元 | 1920元 | 84.348 | ||
| 合成绝缘子 | 253 | 540元 | 600元 | 28.842 | 113.19 |
LCC模型中的每年的运行成本为23.05万元。
在本实施例中，三种防污闪策略的LCC模型中的每年的检修维护成本(单位：万元)如下：
LCC模型中的每年的故障成本为0.02万元。
若预设的生命周期为15年时，比较模块203可以确定采用第二防污闪策略；若预设的生命周期为30年时，比较模块203可以确定采用第二防污闪策略。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种确定输电线路防污闪策略的方法，应用于管理包含玻璃绝缘子的输电架空线路，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、采集输电架空线路的配置信息及相应的运行管理信息；
S2、根据所述配置信息及运行管理信息，并结合LCC模型，分别计算出各个策略的每年投入成本，其中，所述各个策略包括第一防污闪策略、第二防污闪策略及第三防污闪策略，且第一防污闪策略为定期清扫，第二防污闪策略为增加绝缘子片数；第三防污闪策略为喷涂PRTV涂料；
S3、根据计算出的所述每年投入成本，计算出所述各个策略在预设的生命周期内的总投入成本；
S4、根据所述总投入成本，确定各个策略中成本最低的策略为防污闪策略。
2.根据权利要求1所述的确定输电线路防污闪策略的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述配置信息包括玻璃绝缘子数量及玻璃绝缘子的故障率；所述运行管理信息包括输电架空线路的各级污区的巡视周期。
3.一种确定输电线路防污闪策略的系统，应用于管理包含玻璃绝缘子的输电架空线路，其特征在于，该系统(200)包括采集模块(201)、计算模块(202)以及比较模块(203)，其中：
所述采集模块(201)用于采集输电架空线路的配置信息及相应的运行管理信息，其输出端连接所述计算模块(202)的输入端；
所述计算模块(202)根据所述配置信息及运行管理信息，并结合LCC模型，分别计算出各个策略的每年投入成本，并根据所述每年投入成本，计算出所述各个策略在预设的生命周期内的总投入成本，其输出端连接所述比较模块(203)的输入端；
所述比较模块(203)根据所述总投入成本，确定成本最低的策略为防污闪策略。
4.根据权利要求3所述的确定输电线路防污闪策略的系统，其特征在于，所述配置信息包括玻璃绝缘子数量及玻璃绝缘子的故障率；所述运行管理信息包括输电架空线路的各级污区的巡视周期。
5.根据权利要求3所述的确定输电线路防污闪策略的系统，其特征在于，所述策略包括第一防污闪策略、第二防污闪策略及第三防污闪策略，其中，第一防污闪策略为定期清扫，第二防污闪策略为增加绝缘子片数；第三防污闪策略为喷涂PRTV涂料。
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| CN201510003851.6A Active CN104599057B (zh) | 2015-01-04 | 2015-01-04 | 一种确定输电线路防闪污策略的方法及系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN104599057B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106099753A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-11-09 | 国网湖南省电力公司 | 重覆冰地区的无避雷线输电线路设计方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1916949A (zh) * | 2006-09-06 | 2007-02-21 | 曾德华 | 电力设备状态评估及维修策略支撑系统 |
| CN201820274U (zh) * | 2010-06-02 | 2011-05-04 | 南京航空航天大学 | 基于rfid技术的输电线路巡检管理系统 |
-
2015
- 2015-01-04 CN CN201510003851.6A patent/CN104599057B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1916949A (zh) * | 2006-09-06 | 2007-02-21 | 曾德华 | 电力设备状态评估及维修策略支撑系统 |
| CN201820274U (zh) * | 2010-06-02 | 2011-05-04 | 南京航空航天大学 | 基于rfid技术的输电线路巡检管理系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 管相忠 等: "基于全生命周期相关信息的输电线路状态检修", 《上海电力学院学报》 * |
| 谭卫成 等: "输电线路防污闪方法研究及应用", 《广东电力》 * |
| 郎斌: "输变电设备全寿命周期成本优化研究", 《万方学位论文库》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106099753A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-11-09 | 国网湖南省电力公司 | 重覆冰地区的无避雷线输电线路设计方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104599057B (zh) | 2018-03-16 |
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