電力系統變電一次設備狀態檢修策略

王力威+郭玉良+呂廣輝+楊玉貴+薛乃良+張政+呂廣臣

摘 要：電力企業生產經營過程中，離不開變電站系統設備的作用發揮，變電一次設備的運行質量與效率更是關系著整個電力系統的運行水平，所以針對變電一次設備的保護工作必須要做好，首先就是加強，設備操作人員的安全保護意識，正確認識到提高檢修水平與維護能力對保護變電一次設備的重要性；其次就是采用科學的狀態檢修技術，結合現代科技功能，實現智能化檢測、檢修；最后將現金的狀態檢修技術應用于實際電力系統運行檢修中，提高運行效率。

關鍵詞：電力系統；變電一次設備；狀態檢修

電能作為服務性、使用性、消耗性的能源，既要保證其運用質量，又要保證電能節約利用，要想實現這兩點要求，首要條件就是保證電力系統運行穩定、安全、可靠，并且在穩定的基礎上做好動態檢修，實現具有預防性的檢修工作，以保證故障問題能夠降到最小化，促進電力系統的使用壽命延長。在變電器系統中，變電一次設備的作用價值非常高，直接影響到整個系統的運行效率與質量。目前，變電一次設備的檢修工作備受重視，并不斷加強動態檢修技術的改進與優化。

一、變電一次設備狀態檢修概述

狀態檢修不同于傳統的事故檢修，狀態檢修主要借助傳感器、診斷器、通信設備等先進儀器進行設備檢測，對監測的信息進行收集、傳輸、處理，給技術人員提供可靠的分析依據，對其有異常的信息及時提出，并判斷其產生原因，做出相關的解決措施，這是一種預制式的檢修形式，在故障剛剛萌芽期間就發現，進而控制故障繼續生長，將其故障種子拔出，降低故障嚴重發展，減少故障發生幾率。

變電一次設備檢修工作，對狀態檢修方法的應用非常重視，不但能夠收集當時采集的狀態信息，同時還能夠對以往的維修記錄以及維修后的運行情況進行有效采集，并結合相關處理技術對故障問題進行實際解決處理，具體狀態檢修步驟如下：

①明確模型參數，狀態檢修時，針對變電一次設備的模型構建是以非齊次泊松模型為主，其特點是綜合性強、分析效率高，唯一要求就是需要以往的故障信息與維修方式全面掌握，經過相應計算公式分析法，確定模型構建的參數值。

②利用傳感器設備，針對變電一次設備運行過程中的狀態信息進行實時在線采集，包括了設備特征值、運行參數、歷史檢修記錄以及預防性試驗的相關數據等；

③將采集到的各類數據信息進行整理，做好分析預測工作，通過與正常數據的對比，判斷設備是否存在故障，如果不存在故障，則轉入到第二步操作，如果存在故障，則需要繼續進行下一步操作；

④將通過分析和預測得到了設備故障信息、歷史信息以及故障可能帶來的嚴重后果輸入到變電一次設備狀態檢修模型中，進行相應的仿真計算，根據計算結果決定是否需要對設備進行檢修。如果設備的最優檢修停止時間為零，則表明不需要進行檢修，轉入第一步操作，如果設備的最優檢修停止時間大于零，則轉入第三步操作；

⑤針對需要檢修的一次設備進行狀態檢修，結合上一步得到的最優檢修停止時間，對一次設備的具體檢修時間進行明確。

二、變電一次設備狀態檢修策略

1、狀態檢測

一是在線檢測，這也是最為常用的一種檢測方式，主要是利用相應的信息收集系統（以各類傳感器為主），對變電一次設備在運行過程中的狀態信息進行在線采集，然后經信息管理系統的整理分析，結合數字化調節器和分布式控制系統，實現對于信息的在線檢測，判斷設備是否存在異常；

二是離線檢測，一般是利用振動檢測儀、紅外測溫儀、油質分析儀以及超聲波檢漏儀等設備，對變電一次設備進行定期或者不定期的檢測，查看設備內部的元件是否處于正常工作狀態；

三是定期解體檢測，這種狀態檢測方式并不常用，一般是針對停運期間或者維修期間的變電一次設備進行檢測，結合設備本身的而出廠信息、作業標準以及相應的檢修工藝，對設備內部元件進行檢測，判斷其是否存在損壞或者裂化的可能。對于技術人員而言，在開展變電一次設備的狀態檢修工作時，需要根據設備的類型和特點，選擇恰當的狀態檢測方式，保證狀態檢測的高效性和可靠性。

2、狀態預測

在變電一次設備狀態檢測中，狀態預測需要結合相應的預測模型展開，通常來講，預測模型有BP神經網絡的狀態檢測和灰色系統理論的狀態預測。變電一次設備狀態預測主要是針對設備的狀態特征向量進行預測，依照預先設定的警報閾值，在線預測變電一次設備的運行狀態。

基于灰色理論的狀態預測效果更加理想，尤其是在短期預測中，有著非常顯著的效果?？梢詫⒒疑碚擃A測模型分為基于灰色理論的動態預測模型，以及基于信息狀態預測的殘差分辨模型。例如，對于軸承，其本身在使用過程中會出現機械磨損，而一般情況下，磨損情況呈浴盆曲線發展，結合灰色系統模型，能夠在前一階段磨損數值的基礎上，預測出下一個階段的磨損情況，從而合理安排檢修時間，在保證檢修效果的同時，也避免了頻繁檢修導致的成本增加問題。

3、故障診斷

故障診斷是狀態檢修中一個非常重要的內容，可以及時發現設備中存在的故障隱患，對故障的類型、危害等進行判斷，為后續的故障處理奠定良好的基礎。對于變電一次設備而言，故障診斷方式是多種多樣的，包括噪聲診斷、振動診斷、射線診斷、污染診斷以及專家系統診斷等，而在實際操作中，最為常用的方法如下：

一是振動診斷，主要是結合相應的儀器，對變電一次設備在運行過程中的振動信息（包括位移、速度、相位、頻譜、幅值等）進行分析和識別，從而判斷設備運行的健康狀況，對其中存在的故障和隱患進行診斷。相關統計數據顯示，振動診斷可以準確識別60%左右的變電一次設備故障；

二是專家系統診斷，主要是結合專家系統，對變電一次設備運行中存在的故障和問題進行識別和判斷，具有智能化、高效性、可靠性等優點。專家系統診斷可以細分為基于信息的診斷以及基于神經網絡的診斷，在實際應用中，后者可以再次分為模糊神經網絡診斷、集成化網絡神經系統診斷、分形神經系網絡診斷等。

變壓器狀態檢修的內容包括局部放電測量、油氣狀況分析、機械部分及電氣連接部分的健康檢測等，對于不同的檢修內容，需要采用不同的檢測方法，例如，對于局部放電的測量，可以采用局部放電分析法，對變壓器內部設備的局部放電特性進行分析，結合分析結果判斷設備的老化程度；對于油氣狀態分析，可以采用氣體狀態分析法，對變壓器在故障發生前后的內部氣體組分進行分析，結合氣體百分比數據，對絕緣特性進行診斷。

參考文獻：

[1] 任濤，楊新增，陳曙東.變電站一次設備運行過程中存在的問題與狀態檢修策略分析[J].科技與創新，2016（18）.

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