電氣設備狀態檢修技術探討

劉齊貴，任正清

（武漢天河機場，湖北 武漢430302）

1 引言

隨著社會的發展和人們生活水平的提高，電能對生產與生活越來越重要，因此電力設備一旦發生故障就會給生產和人們的生活帶來極大影響，這就給供電可靠性提出了更高的要求。既要提高電力設備正常使用率，降低故障發生率，又要提高檢修效率。而目前的電力設備檢修方式已經不能滿足這些要求，必須采用新的檢修技術取代和完善目前的被動檢修和預防性檢修方式。

2 電氣設備檢修分析

2.1 被動檢修

被動檢修也稱為事后檢修，是一種最初始的檢修方式，這種檢修方式以設備出現非正常工作狀態或損壞為依據，在設備發生故障且無法繼續運行的時候才進行檢修，這種檢修方式往往需要較長時間修復或更換損壞的電氣元件和電路。因為故障發生后，往往會造成設備設施的不可修復的損壞，同時檢修人員還要根據故障現象分析故障原因及查找故障點，再進行排除故障，這種檢修方式的突出缺點就是停電時間較長，供電可靠率低。

2.2 預防性檢修

由于被動檢修已經不能適應發展對供電可靠性的要求，為了提高供電可靠性，逐漸出現了針對電氣設備運行環境及負荷波動情況，設定設備的檢修周期的檢修方式，這種檢修方式就是每隔一段時間或季節交替引起負荷較大變化時，按照預定檢修工作內容與程序對設備進行檢修，做到“到期必修”，這樣就會出現設備運行狀態良好，不存在缺陷和問題，都要停下來進行維修。定期檢修確實可以在檢修過程發現設備存在的故障隱患，減少設備在運行中的故障發生率，起到預防設備帶隱患運行的作用，將故障隱患消除在萌芽狀態，這種檢修方式也稱為預防性檢修。事實證明：定期檢修制度存在維修過剩與維修不足兩大缺點，維修過剩使許多運行狀態良好，不存在缺陷的設備“主動維修”，造成資源的浪費，降低設備利用率和供電可靠性等，維修不足則會造成該修時因計劃安排不當未能及時檢修，從而嚴重威脅設備和人身安全。

2.3 狀態檢修

隨著，新技術、新設備、新檢修方法的迅速發展，設備管理水平的不斷提高，設備檢修方式逐步進入到主動維修、預測維修、預防維修三步驟的模式，其中主動維修是在設備的選型、制造、安裝工藝等環節嚴格監督，確保設備以最佳狀態投入運行。狀態維修則是利用電子技術、通信技術、計算機技術對設備運行狀態進行監測所采用的維修方法（也稱預知維修或預測維修），預防維修就是計劃維修，設備投入運行后，主要采用預防維修和狀態維修相結合的檢修方式［1］。

狀態檢修方式是在計劃檢修和結合現代監測技術的基礎上逐漸發展形成的檢修方法，以電氣設備當前的實際運行狀況為依據，通過各種監測手段獲得必要的數據及故障診斷系統，對設備運行中的異常狀態加以分析，以確定設備存在故障征兆類型，發生故障部位，故障可能損壞的程度，以及異常狀態發展趨勢作出判斷，科學地制定檢修方案。

由于狀態檢修目前還是剛興起的一種檢修技術，沒有現成的模式可以借鑒，在應用過程中，還須建立一套完善的管理及技術保障體系，讓狀態檢修技術更加具有普及性和實用性。

3 設備監測技術方案

（1）電力設備的狀態檢修需要掌握設備性能、技術參數、運行環境、檢修試驗數據等，才能根據監測數據作出正確的判斷，所以平時就要做好當前設備技術檔案的整理及管理工作。

（2）根據設備運行狀態及運行環境，結合設備主要參數和設備的歷史檔案，制定恰當的監測方案，對投入運行時間長，運行環境較差的設備適當增加監測頻率，對于運行狀態良好的設備則適當減少監測次數。

（3）開展在線監測與帶電測試，隨著傳感技術，通信技術及計算機技術的發展，電力設備的智能化，電氣設備的在線監測，已在電力系統得到廣泛應用。通過帶電測試獲得的數據更加真實可靠，對設備的運行情況進行分析更加準確，為實施狀態檢修提供可靠的數據基礎。

（4）開展設備的狀態檢修，設備監測是狀態檢修的基礎，故障診斷技術則是狀態檢修的核心，沒有設備監測提供的實時數據，就無法通過診斷技術得到準確的判斷。所以說狀態監測的范圍及層次在一定程度上反映狀態檢修的深度，由于設備故障是由多種因素決定的，但是各種故障發生的頻率不同，所以故障診斷技術應從多方面多層次針對重點進行分析，才能做到設備檢修有的放矢。

4 變電站狀態檢修的應用

電力系統中，變電站是變壓、輸電、配電的集結點，而變電站是由多個電氣設備組合構成的供配電設備集合體，因而變電站電氣設備的安全穩定運行對供電可靠性至關重要，狀態檢修則是保障電氣設備安全穩定運行的技術手段，而監測技術是實現設備狀態檢修的基礎。隨著變電站電氣設備的智能化，變電站綜合自動化系統應用，逐步為設備狀態監測，故障診斷及狀態檢修提供了硬件與軟件支持。

4.1 一次設備狀態檢修技術

一次設備狀態檢修技術，實際就是設備狀態監測，獲取實時數據進行綜合分析，確定故障隱患產生原因及位置，實施檢修消除故障隱患的過程。由此可見設備的狀態監測是實施狀態檢修的基礎，變電站的主要設備的狀態監測就顯得至關重要，所以變電站一次設備的狀態監測主要包括變壓器、GIS（高壓組合電器）、斷路器、高壓補償裝置、避雷器監測等。如何確定以上設備各自監測的范圍與重點，這就需要分析設備故障產生原因有那些。例如：斷路器的故障有許多種，而最主要的是斷路器誤動與斷路器拒動二種故障現象，以斷路器拒動為例；斷路器拒動的原因有直流電壓過高或過低，控制回路元件接觸不良或斷路，線圈層間短路，操動機構卡滯等。監測的范圍就為與原因產生的范圍，而監測的重點則應放在控制回路和操動機構上［2］。

4.2 二次設備狀態檢修技術

變電站二次設備主要包括繼電保護裝置、測控裝置和遠動裝置等，在運行中二次設備故障時有發生，對一次設備的安全可靠運行造成潛在威脅，隨著一次設備狀態檢修技術的推廣，因設備檢修導致停電時間將越來越短，因此二次設備的狀態檢修對變電站設備的安全運行顯得尤為重要。

對變電站二次設備的監測與變電站一次設備不同，一次設備是由變壓器，斷路器等單體設備組成，變電站二次設備則由測量、控制、信號、保護等單元或系統組成，所以變電站二次設備的監測對象是一個單元或一個系統。應根據各個單元或系統特點，確定不同的監測方式，為狀態檢修提供數據支持。

變電站二次設備中多采用智能元件，變電站二次設備中的電子元件及集成電路極易受到電磁干擾，電磁波對二次設備會造成工作狀態異常，保護誤動或拒動等，同時也會對監測數據產生干擾，提供錯誤信息，因此在變電站中要做好干擾源的監測與消除抑制［3］。

4.3 一次設備的狀態檢修的實現

一次設備狀態檢修主要利用測量裝置、智能元件、數字電路對高低壓設備的溫度、電壓、電流等參數實時采集，并與數據庫中的歷史數據一起進行比較分析，進而查出設備的異常狀態，確定故障隱患產生的原因及在電路中的位置，以及故障隱患的發展趨勢，根據診斷結果制定檢修內容及步驟，對設備實施檢修。

4.4 二次設備的狀態檢修的實現

對于二次設備狀態的監測，由于二次設備大部分采用電子數字電路，則對二次設備狀態的監測就容易實現，智能裝置本身可以對采集的數據進行監測，并可通過軟件編程方式實現在線監測功能。例如：繼電保護中不再使用常規變電站連接板（壓板），保護的投退用軟壓板控制，因而實現在線監測是可行的。

變電站基本都采用微機繼電保護裝置，因為微機繼電保護裝置本身具有自檢功能與診斷功能，各繼電保護裝置的自檢信息均匯集到微機信息中心，經過處理后供運行人員能夠實時查詢，監控繼電保護的運行情況。

4.5 二次設備與一次設備狀態檢修的關系

二次設備的檢修一般應與一次設備檢修同時進行，在實際檢修時，二次設備檢修都必須在一次設備停電時才能進行，因此在制定檢修計劃時要充分考慮一、二次設備檢修時間的統籌安排，盡量減少設備停電次數，縮短檢修時間，做好狀態檢修技術經濟分析，既要減少一、二次設備停電造成的經濟損失，又要保證一、二次設備安全可靠的工作［4］。

4.6 客觀評價狀態檢修

狀態檢修實施的結果降低了檢修成本，減少了停電次數，通過狀態檢修減少了大量的停電檢修和帶電檢修的工作量，提高了人身和設備安全，同時提高了供電的可靠性。

但是，狀態檢修與事故檢修和預防性檢修一樣，檢修技術都是與技術水平相聯系的，需要技術基礎支撐，只有把這個基礎夯實，狀態檢修工作才能得到長久的發展，獲得長期效益。

實施狀態檢修，相應的技術管理需要加強，狀態檢修需要科學管理來支撐，目前技術管理仍存在一些薄弱環節。例如：技術資料不能提供完整的設備檔案記錄及運行、檢修、試驗記錄等，歷史資料沒有得到很好的利用，只能提供有限的信息供檢修工作參考。所以狀態檢修工作復雜而艱巨，需要從技術和管理方面進一步提升，狀態檢修才能得到發展。

5 結語

電力設備狀態檢修技術，強調以設備當前的實際工作狀態為依據，通過先進的監測手段，專家診斷技術，判斷設備狀態，識別故障的早期征兆，對故障部位及嚴重程度、發展趨勢做出判斷，并根據分析診斷結果，實施最佳檢修方案，狀態檢修是技術與管理綜合體，所以技術水平與管理能力有待提高，才能促進狀態檢修的健康發展。

［1］ 陳三運，譚洪恩，江志剛.輸變電設備的狀態檢修［M］.北京：中國電力出版社，2004.

［2］ 李志武.電力設備狀態檢修實施策略研究［J］.忻州師范學報，2009（6）：70～72.

［3］ 王遠璋.變電站綜合自動化現場技術與運行維護［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［4］ 郭莉鴻.電氣設備狀態維修的理論依據及其保障體系［J］.電力學報，2000（3）：131～133.