淺談變電設備狀態檢修技術及應用

引言：本文介紹了變電設備實施狀態檢修的原則，闡述了變電設備狀態檢修技術，探討了變電設備狀態檢修技術的應用。

隨著電力網規模的擴大，變電站作為電能輸送及分配的樞紐，其設備故障對系統安全運行的影響越來越大，定期檢修已不能滿足供電企業生產目標、國家電網的要求和社會發展的需要。對變電設備進行狀態監測及故障診斷，改傳統的計劃周期性檢修為狀態檢修，則可大大降低電力企業的生產成本。

一、變電設備實施狀態檢修的原則

變電設備的狀態檢修應從實際出發，按照“該修的修，修必修好”的原則，并且結合變電站的具體情況進行具體分析，合理選取。在新建或改建項目中可以率先引入狀態檢修，把監測和診斷設備的安裝事先融入規劃設計之中，待取得成功的經驗后，再逐步推廣到下屬的變電站。至于那些故障率較低或非重要地區的變電站，為了預防事故發生而全部采用價格高昂的監測診斷系統，有時從經濟上考慮是不合算的，我們可針對發生故障率較高的關鍵部件進行監測，安裝實用且功能簡單的監測診斷設備。然后在探索設備使用壽命過程中，用科學的方法先逐漸延長變電站設備定期檢修的間隔，待變電站資金寬裕時，再試著對變電站設備采用狀態檢修。然而，對于那些數目多且重要性較低的部件和設備則壞了就更換，并不值得都進行狀態檢修。

二、變電設備狀態檢修技術

2.1變電設備的狀態預測技術。變電設備的狀態預測是對變電設備狀態特征向量的一種預報，可以根據設備運行情況和實際需要來設定設備的報警閥值，從而對設備運行情況實施即時監測，并預測一段時間內設備運行狀態的趨勢走向。變電設備的狀態預測模型較多，有基于灰色系統理論的狀態預測、基于BP神經網絡的狀態預測等?；诨疑到y理論的狀態預測僅用于短期預測、機械磨損較理想，因而對斷路器等設備更為重要。相對于灰色系統理論的狀態預測，基于BP神經網絡的狀態預測具有良好的擬合精度，泛化能力和適用性強等優點，能很好的處理和挖掘信息數據，有效跟蹤環境的變化，且具有很強的容錯能力，在變電設備的狀態預測中有很好的使用價值。

2.2"變電設備的狀態監測技術。變電設備的狀態監測主要有在線監測、離線監測以及定期試驗檢測三個方面。在線監測就是通過變電企業的數據采集系統、信息管理系統、分散控制系統等，通過監測設備在線顯示各變電設備的使用情況和狀態參數，以達到對設備的時時監控，隨時了解設備的運行狀態;離線監測是對變電設備定期不定期的通過振動監測儀、油成分分析儀、超聲波檢測儀等監測設備對變電設備運行參數進行提取;定期試驗檢測是指在變電設備定期停電情況下，按照一定的標準和工藝對設備進行常規性例行試驗、檢查，檢測設備的使用情況，了解設備的變化。

2.3變電設備的故障診斷技術。在變電設備的狀態故障診斷時，常見的診斷技術有兩種：一種是比較法，另一種是綜合法。①比較法是通過一些診斷技術，如振動診斷、噪音診斷、射線診斷、污染診斷等，將所得出的數據或結果與設備歷年或者次年的結果進行比較，如果沒有顯著差異，則說明設備不存在缺陷;將測試結果與同一類型設備進行比較，在相同運行和環境條件下，結果如果存在差異，則說明設備存在問題。比較法對設備的診斷較為基本，結果具有模糊性。②綜合法診斷是一項系統診斷方法，診斷前需要做大量的數據收集工作，包括在線監測系統提供的大量數據，如變壓器的絕緣情況、變壓器油色譜情況、變壓器運行的溫度、負荷情況，開關類設備檢測結果，對設備的離線采集數據，并歸納總結設備運行信息。將這些收集整理的數據與基于知識的專家系統知識庫進行匹配，從而得出診斷結果。

三、變電設備狀態檢修技術的應用

3.1"GIS設備監測中的應用。①局部放電監測。對局部放電的監測方法有很多種，如：監測分解氣體的化學法、機械法、光電法、脈沖電流法和超高頻法UHF等。②斷路器機械特性的監測。通過在線監測開關合、分閘線圈電流波形與正常電流波形比較，可監視斷路器機械異常情況。③SF6斷路器電壽命的監測。開斷電流加權值監測，測量斷路器的主電流波形、觸頭每次開斷電流值和時間，經過數據處理計算開斷電流加權值，可間接監測斷路器的電壽命。④氣體的監測。SF6氣體的監測集中在氣體壓力、泄漏、濕度、色譜分析等方面，由于SF6在局部放電和火花作用下會產生分解物，所以通過比較SF6的離子遷移率頻譜與純SF6氣體的參考頻譜變化就能檢查SF6的特性。

3.2"隔離開關故障監測中的應用。①"隔離開關接觸不良。觸指彈簧銹斷或觸指夾件銹蝕嚴重使觸指松離觸指座。由于制造工藝不良或安裝調試不當使隔離開關合閘不到位，造成接線座與觸頭臂接觸不良從而導致接線座過熱。進行刀閘大修時常發現接線座與觸指（觸頭）臂連接的緊固螺母松動現象，這種情形一般是由于制造質量不良加上現場安裝時沒能檢查出來，接線座與引線設備線夾接觸不良，多數是由于安裝工藝不良造成的。②"隔離開關載流回路過熱。由于隔離開關本身的特點和設計的局限，不少載流接觸面的面積裕度較小，加上活動性接觸環節多，容易發生接觸不良現象。因此隔離開關載流接觸面過熱成為比較普遍的問題，隔離開關過熱部位主要集中在觸頭和接線座。

3.3"斷路器故障監測中的應用。斷路器常見的故障有：斷路器拒動、斷路器誤動、斷路器出現異常聲響和嚴重過熱、斷路器分合閘中間態、斷路器著火和斷路器爆炸等。直流電壓過低、過高，合閘保險及合閘回路元件接觸不良或斷線，合閘接觸器線圈極性接反或低電壓不合格，合閘線圈層間短路，二次接線錯誤，操作不當，遠動回路故障及蓄電池容量不足等因素，都能造成斷路器拒動。另外，開關本體和合閘接觸器卡滯，大軸竄動或銷子脫落和操動機構等出現故障亦能造成斷路器拒動。通常把機構故障包括操動機構控制回路故障放在監測最重要的地位。

3.4"變壓器狀態監測中的應用。①頻率響應分析法。該方法是用于檢測變壓器繞組有無變形的有效方法，繞組機械位移會產生細微的電感和電容的改變，而頻響法正是通過細微的變化來達到監測變壓器繞組狀態的目的。②油中氣體分析法。由于設備內部不同的故障會產生不同的氣體，通過分析油中氣體的成分、含量和相對百分比，就可以達到設備絕緣診斷的目的。③局部放電法。常用的局部放電檢測方法有聲學檢測、光學檢測、化學檢測、電氣測量等，過量的局部放電，既是設備絕緣系統老化的征兆，也是造成絕緣老化的重要機理。

結束語

變電站的狀態檢修，涉及到狀態監測、故障診斷、設備壽命管理和預測、信息管理與決策等技術，隨著計算機技術、遙感技術在狀態檢修中的大量運用，設備的狀態檢修將越來越多，降低變電站檢修的人力、物力以及財力投入。因此，變電設備的狀態檢修有效提高設備的檢修質量和效率，為保障系統安全、建設堅強電網提供重要保證。

參考文獻

[1]"許晴.電力設備狀態檢修技術研究綜述[J].電網技術，2000.

[2]"洪桂峰.淺析變電所二次設備狀態檢修[J].黑龍江技術信息，2006.

（作者單位：國網內蒙古東部電力有限公司呼倫貝爾供電公司）

作者簡介

賽艷，女，達斡爾族，大專學歷，1984年出生，助理工程師，現從事變電運維工作。