CN108665076A - 一种基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,属检测领域。首先确定关口表的电压线与供电线路主回路保险丝插座接线螺丝之间的固定、连接方式,设计出至少两种不同材料、不同样式的螺帽,利用层次分析法对螺帽进行对比和选型,通过选用综合使用效果最优的螺帽类型。本技术方案通过提高搭头机械连接的稳定性和电连接质量的可靠性,减少运维人员的现场消缺次数,提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,藉此来从源头上杜绝运维人员消缺过程中安全事故的发生,降低台区负线损和线损率偏低的比例,以便于杆变台区线损精益化管理工作的开展。可广泛用于供电系统的运行检测和用电管理领域。
Description
技术领域
本发明属于检测领域,尤其涉及一种用于关口表的电压线搭头选取方法。
背景技术
随着用电信息采集系统的不断建设与完善,其深化应用也逐渐成熟。利用采集系统平台的供电侧与售电侧数据,可以计算出台区的具体线损率。通过对线损率进行深入分析可进一步助推台区线损的精益化管理。
关口表(亦称关口电表或关口电度表)是采集台区供电侧数据的计量终端,其稳定性和可靠性是采集成功的关键。
然而由于终端设备质量不高、人为触碰等原因,关口表在安装后可能存在电压线搭头脱落等问题,因此需要经过不断的技术革新和硬件优化,使关口表运行更加稳定,以提高采集成功率。
传统杆变(即杆上变压器)的台区关口表需要从架空线上取电,其电压线的连接方式是在令克箱内使用鳄鱼夹形成线路的连通。
由于鳄鱼夹存在夹力偏小,长期使用易老化、不稳定等缺陷,使得电压线搭头存在着一定的脱落风险。例如,重型卡车经过产生的地面震动和运维人员在日常检修中引起的令克箱震动,都有可能造成鳄鱼夹的脱落,导致三相失电。
以上海电力公司某供电公司所辖杆变台区为例,在有历史统计数据的100个杆变台区,近5年内关口表电压线鳄鱼夹搭头脱落情况如下表所示:
表1近5年关口表电压线鳄鱼夹搭头脱落情况表
近5年年均发生240例鳄鱼夹脱落事件,按目前该供电公司管辖的5556个杆变台区计,平均每年将发生多达13000例左右的关口表电压线鳄鱼夹脱落事件,严重影响供电公司的正常工作开展。
线损综合反映了电网的规划设计、生产技术和运营管理水平,同时也是供电企业重要的考核指标之一,直接影响到企业的经济效益,而台区线损占据了总线损的较大份额,是线损管理中最基础、最重要的工作内容。
鳄鱼夹的脱落将严重影响关口表的正常测量和采集,降低用采系统的采集成功率。根据台区线损率计算公式:
线损率=(供电量-售电量)/供电量*100%
关口表电压线鳄鱼夹的脱落,使得关口表无法采集到供电侧电量,易导致理论计算的线损率偏低于实际线损率,甚至产生负线损等线损异常现象,不利于线损管理人员及时发现、分析、处理台区线损的异常,影响供电公司线损数据统计的准确性,从而影响台区的线损精益化管理。
除影响台区的正常线损统计和线损精益化管理外,电压线搭头鳄鱼夹的脱落还将会造成以下两方面影响:
一、增加运维成本。鳄鱼夹脱落需要运维人员进行关口表现场消缺作业,额外增加运维人员现场操作次数,同时增加物资、车辆等成本支出。以每年脱落13000次,每次消缺综合成本50元计算,该供电公司每年需要额外承担65万元的运维成本支出。
二、增加安全风险。电压线接线为带电操作,且三相接线端子距离较近。运维人员在进行鳄鱼夹脱落消缺处理时,可能因操作不规范发生安全事故,危害工作人员的人身安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法。其通过改变搭头的材质和机械结构,使得关口表电压线搭头不易脱落,极大提高了搭头的机械结构的稳定性和电连接质量的可靠性,减少了运维人员的现场消缺次数,从源头上杜绝了运维人员消缺过程中安全事故的发生,可为供电公司降低运维成本,能有效提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,降低台区负线损和线损率偏低的比例,有助于杆变台区线损精益化管理工作的开展。
本发明的技术方案是:提供一种基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,包括对搭头的材质、机械结构进行选择,其特征是:
1)确定关口表的电压线与供电线路主回路保险丝插座接线螺丝之间的固定、连接方式;
2)基于电压线搭头的大小和所处关口表内位置,设计出至少两种不同材料、不同样式的螺帽,以便于后期做进一步挑选和改进;
3)利用层次分析法对所述的至少两种螺帽进行对比和选型,以确定综合使用效果最优的螺帽类型;
4)通过选用综合使用效果最优的螺帽类型,改善和提高关口表电压线搭头的电连接性能;
5)通过改善和提高关口表电压线搭头的电连接性能,提高搭头机械连接的稳定性和电连接质量的可靠性,减少运维人员的现场消缺次数,提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,藉此来从源头上杜绝运维人员消缺过程中安全事故的发生,降低台区负线损和线损率偏低的比例,以便于杆变台区线损精益化管理工作的开展。
具体的,所述利用层次分析法对所述的至少两种螺帽进行对比和选型,至少包括构建层次结构模型、构建判断矩阵、权重计算及一致性检查、加权计算总分和选取综合得分最高的那种螺帽作为选定的关口表电压线搭头,作为综合使用效果最优的螺帽类型加以确定。
进一步的,所述的构建层次结构模型,包括将螺帽的稳定性、经济性、耐用性及简便性共四个影响因素纳入指标体系,从四个维度对螺帽的综合实用效果进行全面深入分析。
进一步的,所述螺帽的稳定性是指螺帽所能承受的外界拉力大小;所述螺帽的经济性指标是指螺帽的成本;所述螺帽的耐用性指标是指螺帽的有效使用寿命和耐腐蚀能力;所述螺帽的简便性指标是指一线操作员工安装一个螺帽所需的时间
具体的,在构建所述的判断矩阵时,首先将n个因素对某一目标的影响程度排序,用aij表示第i个因素相对与第j个因素的比较结果,则对n个因素进行两两比较,可得判断矩阵A:
其中,aij=1/aji;aij为比较尺度参数,可根据相比较的两个因素的重要程度取值。
具体的,所述的权重计算是指求解判断矩阵得出模型各指标的权重系数;所述的一致性检查是指利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率做一致性检验。
具体的,所述通过加权求和计算某螺帽的综合得分S,采用如下公式进行计算:
S=S1+S2+S3+S4=ΣBi*βi,
i=1,2,3,4
其中S为某种螺帽的综合得分,Bi为该种螺帽的各指标得分,βi为该种螺帽的指标权重系数。
其所述螺帽的不同材料,是指螺帽的制作材料,至少包括铁螺帽、黄铜螺帽和不锈钢螺帽。
其所述螺帽的不同样式,是指螺帽的机械结构形式,至少包括方形螺帽、正六角形螺帽和带有插线孔和侧面紧定螺丝孔的圆柱—正六角形组合式六角形螺帽。
本技术方案所述的关口表电压线搭头选取方法,通过选取合适连接结构的电压线搭头螺帽,来有效提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,降低台区负线损和线损率偏低的比例,有助于杆变台区线损精益化管理工作的开展。
与现有技术比较,本发明的优点是:
1.通过将原有的使用鳄鱼夹形成测量线路连通的模式,改进为采用组合式螺帽压接的测量线路连通模式,可以有效提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,降低台区负线损和线损率偏低的比例,有助于杆变台区线损精益化管理工作的开展;
2.采用层次分析法对关口表电压线搭头进行连接方式进行选型,可根据相比较的两个因素的重要程度进行取值,将关口表电压线搭头连接方式的选择,由定性分析,转向定量分析,更加科学化和合理化;
3.采用螺帽的形式进行电压线搭头的连接和固定,使得关口表电压线搭头不易脱落,极大提高了搭头的稳定性和可靠性,减少了运维人员的现场消缺次数,可为供电公司降低运维成本,从源头上杜绝了运维人员消缺过程中安全事故的发生,能有效提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,降低台区负线损和线损率偏低的比例,有助于杆变台区线损精益化管理工作的开展。
附图说明
图1是本发明层次分析法的流程方框图;
图2是本发明的层次结构模型示意图;
图3是本发明组合式六角形螺帽的外形结构示意图;
图4是本发明组合式六角形螺帽的剖视结构示意图;
图5是试点杆变台区某一年1-8月负线损占比图。
图中1为六角形螺帽,2为圆柱体,3为侧面紧定螺丝孔,4为插线孔,5-1、5-2为螺纹。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
本发明的技术方案,给出了一种基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,包括对搭头的材质、机械结构进行选择,其发明点在于:
1)确定关口表的电压线与供电线路主回路保险丝插座接线螺丝之间的固定、连接方式;
2)基于电压线搭头的大小和所处关口表内位置,设计出至少两种不同材料、不同样式的螺帽,以便于后期做进一步挑选和改进;
3)利用层次分析法对所述的至少两种螺帽进行对比和选型,以确定综合使用效果最优的螺帽类型;
4)通过选用综合使用效果最优的螺帽类型,改善和提高关口表电压线搭头的电连接性能;
5)通过改善和提高关口表电压线搭头的电连接性能,提高搭头机械连接的稳定性和电连接质量的可靠性,减少运维人员的现场消缺次数,提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,藉此来从源头上杜绝运维人员消缺过程中安全事故的发生,降低台区负线损和线损率偏低的比例,以便于杆变台区线损精益化管理工作的开展。
本技术方案完全打破原有的用鳄鱼夹进行电压线连接的思路,采用螺帽(亦称螺丝帽)的形式进行电压线搭头的连接和固定,提高了电压线搭头的稳定性和可靠性,进一步保障了安装和后续运维人员的安全,也降低了供电公司的物资和人力成本,能有效提高杆变台区关口表采集的成功率,保证了台区线损统计的准确性。
基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头螺帽选型:
本技术方案实施时,首先选取螺帽将关口表电压线固定在供电主回路的接线螺丝或熔断器插座的接线螺丝上的连接方案。
本技术方案采用螺帽的连接方式,利用螺帽的紧固性进行电压线搭头的连接和固定。该搭头螺帽,可以配合带有螺栓的普通搭头扳手使用,即可组成螺栓连接体,起到紧固电压线的作用,解决了传统搭头中鳄鱼夹易脱落的问题,能显著增强搭头的稳定性和安全性。
本技术方案首先参考了行业专家的不同设计意见,并设计了三种不同材料、不同样式的螺帽,以便于后期做进一步挑选和改进。
实际实施时,基于电压线搭头的大小和所处关口表内位置,首先设计了三种不同材料、不同样式的螺帽,以便于后期做进一步挑选和改进。
将螺帽样品设计图交由专业生产厂家进行制作后,得到了三种螺帽的成品,其制作材料分别为铁、黄铜和不锈钢,所对应的三种螺帽的结构分别是铁:方形螺帽、黄铜:常规的正六角形螺帽和不锈钢:带有插线孔和侧面紧定螺丝孔的圆柱—正六角形组合式六角形螺帽(为了便于叙述,以下按材质来称呼对应结构的螺帽)。
三种螺帽均通过了严格的安全性能检查,满足电压线搭头的安全性要求。
在成功加工得到螺帽的样品后,利用层次分析法对三类螺帽进行对比和选型,以确定综合使用效果最优的螺帽类型。
层次分析法是对方案的多指标系统进行分析的一种层次化、结构化决策方法,它可将决策者对复杂系统的决策思维过程模型化、数量化。
层次分析法在本文中的具体应用流程如图1所示。
一、构建层次结构模型:
本技术方案所构建的AHP层次结构模型如图2所示。
其中,上层的新型搭头螺帽评价指标体系为目标层A。
将螺帽的稳定性、经济性、耐用性及简便性共四个影响因素纳入指标体系,构成AHP层次结构模型的准则层B,从四个维度对螺帽的综合实用效果进行全面深入分析。
指标体系中稳定性指标主要指螺帽所能承受的外界拉力大小;经济性指标主要指螺帽的成本;耐用性指标主要指螺帽的有效使用寿命和耐腐蚀能力;简便性指标主要指一线员工安装螺帽所需的时间,时间越短,简便性越高。
二、构建判断矩阵:
在构建层次结构模型之后,需构建判断矩阵。
设某层有n个因素,以X={x1,x2,…,xn}表示。
首先将n个因素对某一目标的影响程度排序,用aij表示第i个因素相对与第j个因素的比较结果,则对n个因素进行两两比较,可得判断矩阵A:
其中,aij=1/aji;aij为比较尺度参数,可根据相比较的两个因素的重要程度取值,如表2所示:
表2因素重要程度比较对照表
对各指标重要程度进行两两比较评估后,构建如下的判断矩阵。
三、权重计算及一致性检查:
求解判断矩阵得出模型各指标的权重系数,如表3所示:
表3模型各指标权重计算结果表
利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率做一致性检验,计算CR=CI/RI=0.03392<0.10,可认为判断矩阵通过一致性判断。
四、加权计算总分:
在确定各指标权重后,对三类螺帽的稳定性、经济性、耐用性和简便性进行对比并评分。
单个指标的总分均为10分,三类螺帽中最优者得10分,其余两者以最优为参照,对应评分。
为叙述方便,将不锈钢螺帽以A替代,铁螺帽以B替代,黄铜螺帽以C替代,具体评定过程如下:
稳定性评定:对应用三类螺帽后的新型关口表电压线搭头进行外界拉力测试。
测试结果显示不锈钢螺帽能承受的拉力最大,为200N;黄铜螺帽和铁螺帽能承受的拉力均为180N;均远远高于鳄鱼夹所能承受的30N拉力。三种螺帽所能承受的最大拉力比(同时为得分比)为A:B:C=10:9:9。
经济性评定:三种螺帽原料各不相同,制造工艺也有差异。
经过工艺专家评估,三类螺帽批量生产后的综合成本比为A:B:C=4:2:5,由于成本越低,得分越高,因此以铁螺帽的10分为基准,该比例转化成经济性得分的比例为A:B:C=5:10:4。
耐用性评定:在耐用性上,经过专业实验室测试和专家经验判定,不锈钢螺帽最耐腐蚀,安全使用寿命约为50月,黄铜螺帽的耐用性处于中等水平,安全使用寿命约为40月,铁螺帽的耐用性远逊于不锈钢螺帽,安全使用寿命约为25月。三类螺帽的使用寿命之比(同时为得分比)为A:B:C=10:5:8。
简便性评定:不锈钢螺帽主体为六棱柱和圆柱的结合,符合人体操作偏好,经过对多名现场操作员工的多次操作时间进行计时、记录后得知,安装时间平均约为20秒,黄铜螺帽为六棱柱结构,平均安装时间约为22秒,铁螺帽为截面为正方形的方体结构,相对操作繁琐,平均安装时间约为26秒。
上述三种螺母的安装时间之比为A:B:C=10:13:11,由于安装时间越少,得分越高,因此以不锈钢螺帽的10分为基准,将用时比转化成简便性得分的比例约为A:B:C=10:7.7:9.1。
三类螺帽的关键属性得分比例如表4所示:
表4三类螺帽关键属性得分比例表
明确了指标权重和指标得分比例后,可知具体的指标分数,随后即可加权求和计算新型搭头螺帽综合得分S,计算公式如下:
S=S1+S2+S3+S4=ΣBi*βi,i=1,2,3,4
其中Bi为各指标得分,βi为指标权重系数。
具体得分情况如表5所示。
表5三类螺帽加权选型评分表
由表5可知,不锈钢螺帽的综合得分最高。
因此,本技术方案中的关口表电压线搭头最终选用带有插线孔和侧面紧定螺丝孔的圆柱体—正六角形组合式六角形不锈钢螺帽。
图3中,本技术方案所选用不锈钢螺帽的本体由一个圆柱体2和一个六角形螺帽1固接组合而成,在圆柱体顶部的纵向轴线上,设置有一个插线孔4,在圆柱体的侧面,设置有一个侧面紧定螺丝孔2。
图4中,在六角形螺帽内部,设置有与接线螺丝直径对应的螺纹5-1;
在侧面紧定螺丝孔内部,设置有与紧定螺丝直径对应的螺纹5-2;
基于加工和结构方面的考虑,建议优选择下列结构参数关系:
插线孔的直径,大于关口表电压线的直径;
插线孔的直径,大于或等于紧定螺丝的直径;
插线孔的直径,小于接线螺丝的直径;紧定螺丝的直径,小于接线螺丝的直径。
进一步的,所述插线孔的内壁为光滑内壁。
实际使用时,将关口电表的电压线引线,插入插线孔4中,通过设置在侧面紧定螺丝孔2中的紧固螺丝(图中未示出)紧固后,关口电表的电压线引线与组合式六角形螺帽固接为一体。然后,将使用常规的呆头扳手、活扳手或套筒扳手,带有电压线引线的组合式六角形螺帽套装旋转固定在供电线路主回路保险丝插座下方的接线螺丝上,即可在关口电表电压线引线与供电线路主回路之间实现稳定、可靠的电连接。
本技术方案实施后,2016年5月初该供电公司将小批量生产的不锈钢螺帽应用于100个试点杆变台区的关口表,取得了良好的应用效益。
线损管理上,所有100个试点杆变台区半年内采用不锈钢螺帽紧固形式的新型搭头的脱落率为0,从而提高了关口表采集的成功率,有助于提高台区线损统计的准确性,保障后续台区线损精益管理工作的开展。
通过对试点杆变台区新型搭头应用前后的月线损率数据进行分析,可以证明采用本技术方案选出的搭头(简称为新型关口表电压线搭头)应用后能有效提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,降低台区负线损和线损率偏低的比例,有助于杆变台区线损精益化管理工作的开展。
以负线损数据为例,试点杆变台区在应用新型关口表电压线搭头前后的月负线损比例变化如图5所示。
由图可见,1-4月使用传统鳄鱼夹进行电压线搭头连接的试点台区月线损中负线损比例分别为18%,23%,19%,20%,平均负线损比例为1=20%,而在5月初应用新型螺帽搭头后,试点杆变台区的5-8月月线损数据中负线损所占比例分别为16%,17%,15%,16%,平均负线损比例为2=16%,新型搭头螺帽应用前后的平均月负线损比例相差=4%,表明新型搭头能有效降低负线损的出现,还原台区真实线损数据。
通过对试点杆变台区新型搭头应用前后的月线损率数据进行分析,可以证明新型搭头应用后能有效提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,降低台区负线损和线损率偏低的比例,有助于杆变台区线损精益化管理工作的开展。
经济效益上,新型关口表电压线搭头不易脱落的特点减少了运维人员的现场消缺次数,可为供电公司降低运维成本。如前文所述,在所有杆变台区推广新型电压线搭头后,供电公司每年将减少约65万元的搭头脱落运维成本。
安全效益上,由于采用螺帽紧固的形式使得新型关口表电压线搭头不易脱落,减少了运维人员消缺次数,从源头上杜绝了运维人员消缺过程中安全事故的发生。
采用本技术方案进行设计、选型并应用的新型关口表电压线搭头完全打破原有的用鳄鱼夹进行电压线连接的思路,采用螺帽的形式进行电压线搭头的连接和固定,极大提高了搭头的稳定性和可靠性,同时进一步保障了安装和后续运维人员的安全,也降低了供电公司的物资和人力成本。
由于本发明技术方案中新型关口表电压线搭头的应用结合了电力系统内营销与运检两个部门的技术,能有效提高杆变台区关口表采集的成功率,保证台区线损统计的准确性。
本发明可广泛用于供电系统的运行检测和用电管理领域。
Claims (10)
1.一种基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,包括对搭头的材质、机械结构进行选择,其特征是:
1)确定关口表的电压线与供电线路主回路保险丝插座接线螺丝之间的固定、连接方式;
2)基于电压线搭头的大小和所处关口表内位置,设计出至少两种不同材料、不同样式的螺帽,以便于后期做进一步挑选和改进;
3)利用层次分析法对所述的至少两种螺帽进行对比和选型,以确定综合使用效果最优的螺帽类型;
4)通过选用综合使用效果最优的螺帽类型,改善和提高关口表电压线搭头的电连接性能。
5)通过改善和提高关口表电压线搭头的电连接性能,提高搭头机械连接的稳定性和电连接质量的可靠性,减少运维人员的现场消缺次数,提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,藉此来从源头上杜绝运维人员消缺过程中安全事故的发生,降低台区负线损和线损率偏低的比例,以便于杆变台区线损精益化管理工作的开展。
2.按照权利要求1所述的基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,其特征是所述利用层次分析法对所述的至少两种螺帽进行对比和选型,至少包括构建层次结构模型、构建判断矩阵、权重计算及一致性检查、加权计算总分和选取综合得分最高的那种螺帽作为选定的关口表电压线搭头,作为综合使用效果最优的螺帽类型加以确定。
3.按照权利要求2所述的基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,其特征是所述的构建层次结构模型,包括将螺帽的稳定性、经济性、耐用性及简便性共四个影响因素纳入指标体系,从四个维度对螺帽的综合实用效果进行全面深入分析。
4.按照权利要求3所述的基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,其特征是所述螺帽的稳定性是指螺帽所能承受的外界拉力大小;所述螺帽的经济性指标是指螺帽的成本;所述螺帽的耐用性指标是指螺帽的有效使用寿命和耐腐蚀能力;所述螺帽的简便性指标是指一线操作员工安装一个螺帽所需的时间。
5.按照权利要求2所述的基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,其特征是在构建所述的判断矩阵时,首先将n个因素对某一目标的影响程度排序,用aij表示第i个因素相对与第j个因素的比较结果,则对n个因素进行两两比较,可得判断矩阵A:
其中,aij=1/aji;aij为比较尺度参数,可根据相比较的两个因素的重要程度取值。
6.按照权利要求2所述的基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,其特征是所述的权重计算是指求解判断矩阵得出模型各指标的权重系数;所述的一致性检查是指利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率做一致性检验。
7.按照权利要求2所述的基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,其特征是所述通过加权求和计算某螺帽的综合得分S,采用如下公式进行计算:
S=S1+S2+S3+S4=ΣBi*βi,
i=1,2,3,4
其中S为某种螺帽的综合得分,Bi为该种螺帽的各指标得分,βi为该种螺帽的指标权重系数。
8.按照权利要求1所述的基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,其特征是所述螺帽的不同材料,是指螺帽的制作材料,至少包括铁螺帽、黄铜螺帽和不锈钢螺帽。
9.按照权利要求1所述的基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,其特征是所述螺帽的不同样式,是指螺帽的机械结构形式,至少包括方形螺帽、正六角形螺帽和带有插线孔和侧面紧定螺丝孔的圆柱—正六角形组合式六角形螺帽。
10.按照权利要求1所述的基于台区线损精益管理的关口表电压线搭头选取方法,其特征是所述的关口表电压线搭头选取方法,通过选取合适连接结构的电压线搭头螺帽,来有效提高杆变台区供电侧电量的采集成功率,降低台区负线损和线损率偏低的比例,有助于杆变台区线损精益化管理工作的开展。
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