文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2018.S1.044
0 引言
建設精益運維的“世界一流”智能配電網是支撐世界一流城市建設和功能重組優化的迫切需要;是提升公司配電網投資效率和管理水平,夯實公司配電網可持續發展基礎,適應電力體制改革的需要;是提高配電網對分布式清潔發電消納和多元化負荷的保障能力和適應性,運用成熟適用的新技術、新設備和新材料,由傳統配電網向智能配電網轉型升級的必由之路。國網公司以創建“世界一流電網、國際一流企業”為導向,緊密圍繞電網安全、清潔、協調、智能發展的總體要求,以及公司“十三五”戰略部署及2017年“兩會”關于加強配電網建設改造的工作要求,借鑒國際先進經驗,從提高配網經濟可靠運行水平、提升配網設備狀態監測水平、創新配網運維管理模式和提升不停電作業能力方面開展研究,引領公司配電網建設發展,提升配網精益運維水平,高起點、高標準加快推進世界一流智能配電網建設。
1 配電網運維現狀
配電運維方面,公司10個城市一般以分設備類型的專業化運維班組模式開展配電運維工作,以人工周期性巡檢為主,度夏、度冬等重點時段輔以紅外、超聲波、地電波等帶電檢測手段,及時發現配電設備缺陷、隱患。考慮到配網設備規模不斷擴大,一線班組人員老化嚴重、年齡斷層,現有方式已越來越難以有效支撐配網安全穩定運維,與世界一流城市配電網建設目標存在較大差距。
為解決配電運維力量與設備增長和部分單位近些年已開始推廣實施網格化運維。配電網格化運維是配電運維管理模式的突破和創新,其中主要內容是按照科學合理的原則將各單位的營業區域劃分為若干連續網格區域,以網格為單元開展配電運維工作。其基本內涵是整合現有配電網運維資源,以配電網大數據分析應用為基礎,優化運維策略,根據設備狀態開展差異化運維,精準發現和及時消除配電網缺陷和隱患,提升運維效率,實現配電網運維精益化管理,以承載世界一流城市配電網運維管理工作落地。
探索運維網格化、一體化配電管理模式,不發生管理責任造成的設備故障停運,不斷加強設備基礎管理和狀態管控,強化新設備投入驗收管控,深化項目儲備精準度,提升配電運維精益管理水平和工作質量,有效降低搶修工作量。整合運維巡視資源、提高巡檢針對性、強化巡視深度、提升運維效率,做到運維模式綜合化,整合架空、電纜、站房、變壓器專業資源,實現配電各專業間從獨立到協同、從協同到統一的管理模式轉變,在網格區域內開展全類型配電設備運維,消除專業管理界面,運維責任落實到人,構建綜合化運維模式,實現一次巡視,設備全面覆蓋;運維手段多元化,綜合利用帶電檢測、在線監測等多元化手段,提高巡視運維作業深度,強化現場信息收集及問題處置;運維策略精益化,按照運維規程要求,在兩個維度上構建差異化運維模式:一是對特別重要及重要線路、防汛線路、保電線路、重要負荷所在線路、故障頻發線路、運行工況惡劣線路等縮短巡視周期。二是度夏、度冬等大負荷時段,加強居民負荷線路特巡,實現配電網格化狀態巡視,量化巡視周期管控因素及標準,從而實現配電網運維管理工作精益化目標。
(1)夯實專業管理基礎,推動工作重點轉移。在差異化巡視的主導思想下,強化運維工作在配電網專業管理中的基礎作用,綜合考慮配電網狀態檢修、隱患排查、季節性工作、帶電檢測等專業工作要求,提高配電設備運行巡視、狀態監測、缺陷隱患處理等專業工作質量和效率,進一步推動配電網運維工作從應急處置型向風險預控型轉化。
(2)量化線路評價標準,明確運維資源落腳點。綜合考慮重要用戶、設備體量及水平、運行工況、線路負載率等關鍵因素,量化線路運維管控標準,實現配電網運維資源的差異化配置、精準化管控,為運維業務外包、成本費用測算等工作提供指導。
(3)中低壓分層分級管理,差異化配置運維策略。10 kV線路及設備運維側重狀態監測和工況巡查,0.4 kV低壓線路運維側重設備負荷管理和供電質量,原則上一個網格內宜配置兩組人員分別開展10 kV、0.4 kV配電網設備運維工作。結合網格內配電設備裝備水平和運行環境情況,差異化配置運維策略,提高設備運維管理的針對性、及時性、有效性,減低故障率。
(4)開展配電運維一體化,實現一般消缺內循環。為提升消缺響應效率,縮短缺陷處理周期,網格內運維班組應兼顧部分一般性維修處缺工作,對搶修班組臨時處理后流轉的故障小票、巡視后發現的簡單缺陷、上級部門臨時委派的一般性維修工作進行處理。
2 配電檢修現狀
配電檢修方面,公司10個城市均已開展狀態化檢修。依托單環網、雙環網、多分段三聯路等標準化網架結構,結合帶電作業、電纜不停電作業等不停電作業技術,配電檢修由停電向不停電快速轉變。
2016年國網公司啟動了配電網標準化建設改造創建活動。配電網標準化建設改造創建活動的核心內容為“四個一”,即項目儲備“一圖一表”、設備選型“一步到位”、建設工藝“一模一樣”、管控信息“一清二楚”。創建活動以配網規劃、建設、驗收、運維的全過程管控為主線,“一圖一表”為引領,“一步到位”、“一模一樣”為規范,“一清二楚”為印證,全面提升配網全過程閉環管理水平。配電網標準化建設改造創建活動緊密圍繞“四個一”的工作要求,以目標為導向,以標準化為主線,以精益管理為手段,以信息化為支撐,以項目為依托,摸清配網底數(網架、設備、隱患),夯實管理基礎,將資產全壽命周期管理理念以及公司配電網技術導則、典型設計、標準物料等標準化建設成果落實到配電網建設改造全過程,全面提升配電網建設改造安全、質量、效率、效益水平。通過該項活動的全面深入開展,各單位配電項目儲備、工程實施、配電運維等全過程閉環管理水平得以有效提升,配電檢修專業思路更加明確、科學。
3 配電搶修現狀
2015年,國家電網公司提出了實施網格化、一體化搶修,持續提升供電搶修服務水平的工作要求。網格化搶修是公司“五個一”配網標準化故障搶修工作的深化,開展網格化搶修,要求以客戶需求為導向,以供電搶修優質服務為目標,按照差異化原則,將供電轄區按照一定標準劃分成若干供電搶修網格單元,強化對單元供電搶修網格中故障搶修工作的管控,建立配網標準化供電搶修服務管理機制。通過近兩年的逐步推廣實施,“五個一”配網標準化故障搶修取得了良好效果。
公司10個單位深化開展“五個一”配網標準化搶修,按照資產全壽命周期管理的理念,繼續開展規劃網格、運維網格、搶修網格的細化和融合,一是在網格化搶修成熟開展的基礎上,進一步優化網格,按照設備體量和報修情況優化駐點位置及資源配置,深化APP應用,縮短搶修半徑及到場時間;二是建立搶修各網格間評價對標體系;三是扎實開展故障分析,為項目儲備提供數據支撐,做到項目資金精準投入;四是試點開展運營一體化業務。
4 配電網不停電作業
4.1 管理體系
從世界典型發達城市來看,配電網在設計建設之初就以不停電作業檢修為目標;其中美國在上世紀50年代即實現了配網線路的完全不停電作業,日本東京上世紀80年代開始提出不停電作業到90年代,短短的10多年即全面實現配電線路不停電作業,戶均停電時間縮短至2-3分鐘/戶(區別于國內供電可靠性的統計到中壓用戶,國外供電可靠性一般統計到低壓表計用戶),在保證安全的組織措施上,美國、日本等先進國家通過嚴格的培養方式和考級制度,促使作業人員對自身作業安全形成“我要安全”的思想意識,廣泛使用更為安全和經濟的機械化設備,避免或杜絕對安全最大威脅的人海戰術式的作業方法。我國在配電網帶電作業自上世紀50年代起步,目前在管理、人員、裝備、技術等方面都取得了長足的進步,但現場作業審批制度鏈條冗長、作業現場人員多,距國際先進的配電帶電作業的管理水平、人員素質與現場安全管控能力還存在不小的差距。
在作業人員素質和激勵保障方面,美國和日本等先進國家的建立完備的一線員工培訓上崗機制,普通員工的入職培訓年限一般為2-4年,工作負責人一般在入職后還需要3-6年的培訓考核;經過全面系統的培訓,作業人員在作業技能、安全意識、工作習慣等方面都在世界范圍內全面領先,再加上嚴格的考級制度,從根本上保證了從事帶電作業人員的整體水平。在薪酬待遇方面,世界發達國家的帶電作業從業者有較高的收入水平和社會地位,而且根據不同的技能水平給予不同的薪酬待遇,激發從業員工在技能方面自我學習動動力,保證了人才成長和隊伍穩定,為專業的發展提供了不可替代的資源。我國在配電不停電作業方面雖也建立了人員配置標準,但人員晉升通道相對匱乏,人員流動性大,不利于帶電作業行業的發展。
4.2 裝備水平
在裝備配置方面,美國、日本等帶電作業先進的國家裝備配置美國目前有絕緣斗臂車10萬余臺,帶電作業的機械化水平很高,帶電更換電桿復雜作業利用機械10分鐘一個人即可完成;在作業方法方面,日本東京電力針對每一類配電設備均有對應的不停電作業工器具,保證了間接作業法中應用的作業工器具基本與全部配電設備配套使用,全面實現了間接作業法作業,取代了絕緣手套直接作業法;大規模開展旁路作業等復雜項目,確保能在各類作業環境中均能開展不停電作業。在不停電工器具的管理方面,美國和日本無需配置專用的絕緣斗臂車和工器具庫房,只需要普通庫房即可,解決了基礎投資問題。目前國網系統內帶電作業的基礎裝置水平配置率較低,其中絕緣斗臂車只有不到1萬臺,而北京公司只有幾十臺;在作業方法方面,公司系統還以絕緣手套法為主,絕緣桿法推廣應用不足,在個人防護方面,缺少適應高溫天氣下的帶電作業防護服;在基礎設施的投資方面還需要推進庫房建設和投資成本降低的方式。
4.3 現場作業
精準性方面,東京電力目前服務人口2 700萬(和北京相當類似),擁有帶電作業絕緣斗臂車百余臺,在年工作次數5 000次左右的情況下即可實現完全不停電作業,這5 000次帶電作業中基本全部為工程性質的工作,極少有帶電處缺和搶修等類型性質作業,反觀北京公司整體年帶電作業次數6 000次以上,處缺工作占到了50%以上,特別是一些由于設備質量和安裝工藝水平產生的作業消耗了大量的帶電作業資源。如實現完全不停電作業,年作業次數需達到20 000次以上方可滿足,作業次數為東京電力的4倍,相應的人員、裝備投入勢必成倍增加,東京電力5 000次全部為絕緣桿法,北京電力達到20 000次其中70%的量需要絕緣手套法支撐,同步帶來的就是現場安全風險的倍數增長,大大增加了安全監督和管控的壓力。
便捷性方面,發達國家從不停電作業目標的提出到完全實現作業之所以周期短,成效快,一方面得益于本質安全層面的支撐,另一方面在線路設計、設備選型、包括在不影響安全運行的情況下導線可以合理的開斷等全方位的方便帶電作業的實施功不可沒。在美國,變臺、支線、避雷器等基本應用了跌落式熔斷器和導線臨時搭接掛鉤的組合使用,可以安全快捷地實現絕緣桿作業法的斷接引工作,對于美國實現完全不停電作業具有非凡的意義。日本情況和美國類似,允許在不影響線路安全運行的情況下對同一檔線路內多次開斷,這對于將復雜作業簡單化,多檔線路的大規模改造方便旁路作業法的開展起到了積極有效的作用,為實現完全不停電作業提供了可能。包括設計時考慮相間距離對帶電作業的影響,多采用大相間距離橫擔、絕緣橫擔,防雷設備的選用及安裝等,全部的出發點和落腳點都是帶電作業的便捷性。
5 總結
配網精益運維專題研究通過調研、梳理、分析和總結,對國外先進城市供電可靠性、網架結構、裝備水平、配電自動化、智能化、運維管理等方面進行了詳盡分析,同時對比公司10大城市各方面的基礎現狀,尤其是配網運維管理現狀進行了差異分析。
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作者信息:
張 嵩,劉 洋,周 潔,張 楠,趙 芃,劉 麗,運晨超
(國網冀北電力有限公司經濟技術研究院,北京 100053)