淺談變電站電氣設備運行狀態檢修

（眉山多能電力建設有限責任公司,四川 眉山 620010）

電氣設備運行狀態檢修是高層次的檢修體制，它是從預防性檢修發展而來的,能夠在設備性能降低到極限之前或設備故障發生前有計劃地進行檢修。與傳統的計劃檢修相比較，電氣設備運行狀態檢修具有檢修費用低、設備可用率高、保障設備可靠、安全運行等優點。狀態評估包括有檢修工藝流程、檢修周期、檢修內容以及預試數據值等。為了確保設備在正常健康的狀態下運行就必須對其進行狀態監測。

1 檢修電氣設備狀態的必要性

隨著我國市場經濟的快速發展，為創造更好的經濟效率，電力供應體制也從當初的國家統一管理逐步轉變為電力企業自主經營體制，這就使電力企業對電氣設備的維護高效性與變電站的供電穩定性方面提出更高的要求。電氣設備狀態的檢修在診斷設備的基礎上，采用準確的檢測和方法，創建了相應的設備故障監測模式，對變電站電氣設備的各方面運行指標和情況進行測量和檢查。它為了避免設備損壞給社會和人們的生活帶來損失，保障電氣設備的穩定、安全運行,使電氣設備的效率得以提高，保障設備的正常運行，必須要發揮理想的維修效果、掌握具體設備運行的情況、避免受到干擾，并結合實際情況對電氣設備進行檢查和測量。長期以來，變電站電氣設備產生故障的原因與設備的運行環境、負荷狀況以及所受承載力的關系密不可分。供電企業為保障人們生活、生產用電安全，制定了預防性試驗和定期的維護管理策略，這些措施雖然在某種程度上確保了操作人員生命安全以及財產安全，但傳統電氣設備系統的維護和檢修需要停電、離線維護，且消耗時間長，所以，不但妨礙了許多企業工作生產的進行，還給人們的生活工作帶來很多不便，最終導致嚴重的損失。定期進行電氣設備檢修不但會造成財力、物力、人力的大量浪費，導致了檢修過剩，而且還忽略了變電站設備的個體特征，這種到期必修的設備運行狀態檢修策略既不合理也不科學。而且，經過停電檢修合格的設備也有可能在運行的過程中發生缺陷和故障，最終帶來事故，由此說明這種定期預防性檢修從本質上并不能完全、及時地發現電氣設備內部存在的病源和隱患。要想改善這種狀態，并解決這些設備檢修所帶來的問題，就需要運用科學、有效的檢測手段，開創一種以檢驗電氣設備運行狀態為基礎的檢修方法。它可以針對所需要檢測的運行設備的使用情況進行檢測、檢修，既節省了人力、物力、財力，又體現了安全性與高效性。

2 檢修電氣設備的注意事項

2.1 詳細了解和掌握變電所產生故障的規律

企業應統計出長期使用、且大量的電氣設備的故障模式、故障產生幾率以及設備的使用歷史等數據，研究、分析電氣設備所產生故障的模式，并針對其模式采集有關數據，進行分析處理，改善檢測手段。通過對電氣設備運行狀態的檢修，掌握屬于本變電所的故障出現規律，就能夠做到有預見性的預防故障發生。

2.2 設備運行狀態的檢修內容

一般情況下，檢修設備運行狀態包括了設備正在運行的數據、維修情況、設備歷史的運行狀況等。其中，設備正在運行的參數如預防性試驗的數據（以表為例）、設備在線檢測的特征量等。應依據在線監測的結果，結合以上電氣設備的考察量，來對電氣設備產生的故障進行客觀、全面的評估。

狀態檢修不僅僅是對電氣設備環節的單純檢修，其環節包括了施工、訂貨、設計等一些列的具體過程。一方面，在運行電氣設備前，應盡可能清晰、大量地掌握和了解電氣設備的信息，例如包括了施工記錄、交接試驗數據、各部件的出廠試驗數據、特殊或型式試驗數據、銘牌數據等等。另一方面，在電氣設備投入運行前，要避免其先天性不足，要確保最初的健康狀態。狀態檢修的工作目的是對檢修的時機進行確定，它是一種對電氣設備進行檢修的決策性技術。重視統計分析電氣設備在運行時的具體狀態，要充分考慮到新設備的運行、應用等情況、并及時在內容上對其進行準確、完整的修訂工作，達到健全電氣設備缺陷類別匯編所建立的目的。在執行的過程中，各專業部門要每年進行必要的總結，每月分析一次部門中存在的缺陷管理工作。盡量采用新的技術，在熟練、準確掌握電氣設備狀態的基礎上，監測和試驗電氣設備，對于現代化的設備狀態檢修而言，新技術的應用已成為更有效的監測手段與方法。在對相應的技術改造項目進行批準時，必須上報，以便更好執行。在測試電氣設備時，為了確保系統和電氣設備的安全，更好地分析電氣設備當前的狀態，應使用如變壓器油色譜測試、紅外熱成像技術等，充分地利用離線、在線監測技術和裝置。電氣設備資產作為生產管理的核心，它涉及到電氣設備缺陷管理、電氣設備的絕緣試驗管理等的計算機綜合管理以及電氣設備檢修管理計劃、變電運行管理定級管理、送電設備檢修及運行管理等系統。例如：電氣設備檢修時間、變壓器受短路沖擊次數、斷路器切斷短路電流的次數等等。

表1 變壓器高壓絕緣試驗數據統計

2.3 正確認識變電站電氣設備的在線監測

對于設備檢修難題要堅持不懈地尋找新技術，要利用任何有助于設備運行狀態檢測的手段。應有效結合變電站自身的具體情況，研究和推廣例如色譜分析法、紅外檢測法等先進的檢測設備。另外，也不要忽略用于定期檢修的監測設備和有效實驗項目對檢測和檢修作用的良好發揮。在線監測是在設備運行的過程中，對設備的相關參量，利用固定安裝的測試裝置進行連續在線測量，通過在線監測，能夠及時掌握設備各種狀態變化情況。一般情況下，通過在線監測，可以獲取如下信息①設備運行過程中的響聲、振動、異常等人們感官所能了解到的信息；②如運行溫度、電壓、電流、功率、頻率、壓力等電氣設備運行參數；③如監測斷路器操作回路的機械特性、開斷能力、完整性等，在線監測氣體絕緣組合電器和斷路器，成為狀態評估的關鍵；④變壓器的在線監測項目包括：鐵芯泄漏電流測量、油中氣體測量與分析等，監測變壓器的運行狀態，提醒用戶可能導致事故或絕緣老化的狀態信息。

3 電氣設備檢修技術

3.1 狀態檢修技術

狀態檢修并非傳統的經驗性規定，其特點為依靠技術經濟分析并進行決策。狀態檢修能夠預測電氣設備可能會出現的故障，它根據電氣設備在出現故障前存在的使用壽命判斷設備的異常狀態，它通過計算分析和先進的狀態監測設備進而診斷出設備的狀態，再根據設備運行狀態進行不定期檢修、設備確定項目的檢修并安排適時的檢修計劃。電器設備運行狀態的檢修主要由判斷電氣設備的故障、預測電氣設備的狀態以及檢測電氣設備的狀態等項目構成的，它是一個系統工程。為了能夠提高設備的可用性和安全性，由定期檢修所導致的設備失修或過修的問題可以通過電氣設備狀態檢修來克服。電力變壓器是變電系統運行中最容易發生事故的設備，也是最重要的設備。如果變壓器發生了故障，變壓器與周圍電氣設備的聯系被突然切斷的話，其損害程度對電力系統來說是致命的。所以，可以以此作為反映設備異常的特征量，因為，變壓器中油溶解氣體含量和組分在某種程度上可以反映出變壓器出現故障的可能性和變壓器絕緣老化的程度。通常僅僅簡單維護必要的部件，而不對SF6開關設備和GIS組合電器等進行停電維修。

電氣設備狀態評估由整體評價和部件評價兩部分構成。部件的評價例如：將變壓器分為非電量保護、分接開關、冷卻系統、套管、本體。對其部件的評估要對部件惡化的程度進行分級，狀態評估要結合部件合計扣分和單項狀態量的扣分情況來綜合考慮。設備的狀態通常分為嚴重狀態、異常狀態、注意狀態、正常狀態。正常狀態是設備的各個狀態的運行工況穩定，技術性能完好，沒有嚴重缺陷。注意狀態是設備單相的狀態量有劣化的趨勢，但是不會對設備的穩定安全運營造成影響。異常狀態是單向的狀態量存在會影響安全運行的缺陷，其明顯變化已經超過標準限值。嚴重狀態為重要的狀態量已經出現最少一項超標，且運行工況已經不能達到設備運行條件。運行組的初評、車間的評價、工作組的評價、專家組的評價、領導組的評價，以及按照國家標準來對設備的狀態進行整體評估。

通過分析長期故障模式得出一個結論，電氣設備檢測的重點就是變壓器本身以及變壓器有載開關。在對變壓器進行在線監測時，要注意電氣回路和機械的完整性測量、油中氣體的分析與測量、局部放電測量、有載開關觸頭磨損等項目。對變壓器進行在線監測能夠監控到初始故障形成的過程。監測變壓器狀態有絕緣電阻測試、油中氣體的分析與測量等方法。運行方式不當也會導致變壓器產生故障。例如：某些運行方式導致了變壓器過熱，水分產生了能降低絕緣介質液體強度的氣泡，氣泡造成介質失效，最終導致事故產生。除了可以采用測溫儀對電氣設備的發熱狀況進行測溫以外，最好定期使用紅外熱像測溫，并提出檢修方法，對診斷出的缺陷進行綜合分析。

3.2 診斷電氣設備故障

電氣設備的故障類型多樣，可以通過直接感知和儀器檢測兩大類對其進行檢測。直接感知是人們通過用視覺觀察、用嗅覺嗅其氣味、聽其響聲、觸摸設備來確定設備故障的部位，看其是否存在變色、振動、異常的升溫等。但是，還有很多設備故障是人們無法直接感知的，必須借助各類儀表、儀器來對電氣設備進行轉速、振幅、溫度、絕緣值、阻抗、頻率、功率、電流、電壓等諸多方面的檢測后，才能有效確定故障源。例如，可以通過測量直流電阻來確定線路的接地點、短路點，要想判斷設備絕緣是否受潮，可以通過對介質損耗、吸收比、絕緣電阻等的測量來進行故障的判定。用儀器、儀表測量法對設備故障進行測量時的方法有：測量絕緣電阻法、測量電阻法、測量電流法、測量電壓法。故障模式的分析是對系統中關鍵的參數在失效時出現故障的程序進行確定，有效表現出征兆，并對征兆的原因進行分析，以便在設計產品時解決相關問題。準確診斷電氣設備故障的方法有很多種，像噪聲診斷、振動診斷、射線診斷等等。在電氣設備故障中，由絕緣性能失效或者降低、溫度上升而導致的故障所占的比例相當大。電氣設備所產生的故障中，絕大多數都是由絕緣損壞造成的。因此，要重視電氣設備中的絕緣性保措施。絕緣診斷技術主要運用局部放電法、漏電流法、矢量疊加原理作為依據，還采用了交流電壓和交流電流作為參數。電流在通過電氣設備時，會產生設備熱量，如果設備能將所產生的熱量散出，將溫度控制在安全范圍內，就能使保持設備正常運行。但是熱量如果超過極限，則會導致故障的產生。

4 提高檢修人員素質

很多企業的生產人員技術水平已經跟不上電氣設備更新改造的要求，檢修人員不能對新設備的內部故障情況進行準確的分析與判定，很多的新技術和新設備維修技術知識沒有被檢修人員了解、掌握，因此，導致設備的無法維修。企業應加強相關基礎技術培訓與教育，并引入崗位競爭機制，獎勵技術優秀人員，采用激勵的手段對理論培訓和技能兩方面進行培訓。在一個企業中，人才是發展與生產的根本。電氣設備狀態是否能及時得到維護與檢修有賴于高素質的檢修人員。與計劃性檢修不同，狀態檢修要求檢修人員在熟練掌握了專業知識后，還需要具備檢修檢測分析故障技術與獨立的判斷能力，要有很強的事故處理能力和高超的檢修技術。檢修人員真正要做到在檢修、處理設備故障中，有效確保設備整體效益和利用率，能把經濟損失降到最低。另外，應讓檢修人員和相關技術人員參與電氣設備檢修技術改造和科學研究中來，從一開始就有意識地進行技術人員全員參與、全方位、全過程的學習中，并要善于歸納與總結，互相尊重各自的建議和意見，這樣，不但能加快新設備的推廣，有效縮短了從開發到實用的時間，提高了新設備的適應性和實用性，而且還培養出了能夠勝任現場電氣設備維護、操作、檢修的骨干人員，從而真正達到了培訓的目的。

結語

伴隨變電站高電壓的發展，電氣設備產生事故后給人們工作、生活造成的損失巨大，所以確保電氣設備的安全運行也成為越來越嚴峻的課題。從本文的分析中了解到，對與電氣設備故障而言，單一的參數或單一的方法是難以對設備故障進行安全、可靠的診斷和檢修的。因此，為了保障社會中從生產到生活的質量，使人們放心、安心、穩定的用電，就必須在現有電氣設備檢測方法的基礎上，尋找更安全、更便捷、更適合的電氣設備檢測手段。

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