電網輸變電設備智能化及狀態檢修體系的構建

錢永德

摘 要：隨著國家電網規模的日益擴大化、規模化、復雜化，電網生產運行管理的難度與壓力越來越大，智能電網的價值與地位也逐漸得到了凸顯。本文對電網輸變電設備智能化的關鍵技術以及狀態檢修體系展開了相應的分析與說明，并對構建電網輸變電設備智能化及狀態檢修體系提出了初步的對策，以供參考。

關鍵詞：電網 輸變電設備 智能化 狀態檢修體系

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0042-02

隨著國家電網規模的日益擴大化、規模化、復雜化，電網生產運行管理的難度與壓力越來越大，智能電網的價值與地位也逐漸得到凸顯。電網輸變電設備的智能化，以及狀態檢修體系的構建，正是建設智能電網的關鍵環節。其對于建立安全、清潔、經濟、穩定的現代能源供應體系，提高輸變電設備的利用率與可靠性以及提升電網的生產運行管理水平等都發揮著極其重要的現實意義與作用。

1 電網輸變電設備智能化

近年來，國家在電網建設尤其是智能電網的建設上投入了大量的人力、物力、財力。大量的新技術與新材料被應用到智能電網的建設中，并實現了一系列重大技術成果的成功研究與實際應用。然而相對于發達國家而言，我國智能電網的建設起步較晚，相對于互動化、自動化以及信息化的智能電網建設要求，還存在著一定的差距，其中輸變電設備的智能化程度較低是影響智能電網發展進程的重要因素之一。本文將對電網輸變電設備的智能化關鍵技術進行分析說明。

1.1 變電設備在線監測技術

變電設備的結構各異且種類繁多，所針對的在線監測項目也根據各自的具體設備功能而有所不同。當前在國家電網中普遍應用的變電設備在線監測裝置主要包括避雷器泄漏電流在線監測裝置、斷路器開關特性在線監測裝置、變壓器油色譜在線監測裝置、變壓器等[1]，其中變壓器油色譜與容性設備在線監測技術使用的數量相對較多。然而由于目前國內使用的在線監測裝置存在著穩定性能較差和技術性能相對不足的缺點，使得監測系統對變電設備的故障發現率總體較低，且整體應用十分有限。

1.2 輸電線路在線監測技術

輸電線路在線監測技術的應用，對于輸變電設備的智能化發揮著極大的作用。在應用輸電線路在線監測技術的過程中，較多的設備缺陷被發現，并通過及時提供設備的實時狀態信息來為設備的狀態評價提供有力可靠的依據。其中，覆冰在線監測裝置、輸電線路導線溫度和弧垂在線檢測裝置、遠程圖像或視頻監控裝置、防盜監測裝置等輸電線路在線監測設備得到了廣泛的應用。但由于技術能力所限，部分設備的運行依然不太穩定，故障率相對較高，使得需要花費大量的人力和精力來維護裝置，不利于輸變電設備智能化的進一步發展。

1.3 電力電纜在線監測技術

在電力電纜的在線監測過程中，要尤其重視溫度場的分布。作為電力電纜重要的參量特征，其在很大程度上反映出了電纜能否安全穩定地運行。其中，基于拉曼散射的分布式光纖測溫技術與基于光纖光柵的技術是陸上進行電力電纜測溫檢測主要采用的技術，而基于BOTDA的技術則是進行海底電力電纜測溫檢測的主要技術。通過電力電纜在線監測技術的應用，對電纜過熱的現象能夠及時發現，但也存在著計算機系統故障以及部分漏報的問題。

1.4 直升機智能巡檢技術

直升機智能巡檢技術的應用，是輸電線路巡線的必然要求，為輸電線路巡檢的精細化水平與自動化水平提供了極大的技術支持與保障[2]。直升機智能巡檢技術具有以下優點：（1）智能診斷系統能夠自動識別輸電線路巡線的缺陷與相關部件，并能夠對導線實跨物距離危險點進行實時測量；（2）自動任務規劃與控制技術，能夠對目標進行精確的定位、跟蹤與記錄；（3）智能視頻數字化處理及時能夠無損存儲并記錄巡線全過程的信息數字；（4）直升機智能巡檢技術的巡線質量與效率都大大高于傳統的巡檢直升機，高性能的檢測設備能夠代替人工巡檢實現精準高效的數字化巡檢，從而極大地節約了人力成本。

1.5 地理信息系統

智能電網得以實現的重要基礎信息平臺就是地理信息系統，其為智能電網信息化的實現提供了有力的信息保障。通過對地理信息系統的深化開發與運用，能夠實現輸電線路規劃設計、輸電線路交跨管理、輸電線路專題圖、基礎地理信息以及輸電線路臺賬等功能，從而實現各省市乃至全國的地理信息統一與共享。

2 電網輸變電設備狀態檢修

隨著智能電網的建設，在線監測裝置得到了越來越多的應用。然而在電網經營運行的實際過程中，由于缺乏相應的檢測在線監測裝置的技術與手段，使得部分在線監測裝置在安裝運行的過程中存在著數據異常、運行不穩定等問題，且相互間兼容性較差，使得在線監測裝置無法很好地發揮出應用的效用。因此，迫切需要建立一個完善的電網輸變電設備狀態檢修體系，以實現對在線監測設備的狀態預警、趨勢分析、故障診斷、狀態信息匯總、制定檢修策略等功能，從而及時發現在線監測設備存在的問題或故障，并有效地進行排查檢修，使得設備運行檢修的工作量得以減少，進而為電網的安全穩定運行提供有力的技術保障與支撐。

以浙江電網為例[3]，其電網輸變電設備狀態檢修體系是以設備狀態的數據作為基礎，以輸變電設備作為核心，并結合了設備風險評估、設備檢修策略分析、設備檢修決策建議等一系列的狀態檢修體系，其能夠從基礎系統處獲得設備的歷史數據、實時數據等基礎資料，從而了解設備的當前監控狀況，并及時對存在故障風險或者狀態劣化的設備發布狀態預警或警告，提供相應的檢修策略分析及建議，從而為電網設備狀態檢修的智能化奠定了良好的技術基礎。

3 構建電網輸變電設備智能化及狀態檢修體系的對策

電網輸變電設備智能化及狀態檢修體系的構建，是一項復雜、艱巨、且長期的工程，要想實現進一步的電網智能化與狀態檢修，還需要進行大量的探索與研究實踐。

首先，要進一步規范對輸變電設備在線監測裝置的技術要求，建立統一的檢測方法與裝置，并對相應的現場總線、數據庫、通信規約等做出統一的要求；其次，要加強對在線監測裝置的管理，通過對運行規程的制定，將其管理納入日常的管理流程中，并完善相應的維護、數據分析、通信、使用、儲存等管理制定；最后，對狀態檢修體系中的關鍵環節要加以完善，使得狀態量的設置更具合理性與有效性。

4 結語

隨著新型電力技術，諸如導線自測溫技術、智能無功柔性補償技術、柔性交流輸電技術、紅外檢漏成像技術等的逐漸普及與應用，在很大程度上促進了輸變電設備的智能化。同時，CBM、GIS等一系列在線監測新技術的研發及應用，也在很大程度上提升了狀態檢修的運行管理水平與工作效率，從而有效地促進了電網的智能化，并為其運行的經濟性與安全穩定性提供了有力的保障。

參考文獻

[1] 王少華，胡文堂，梅冰笑，等.浙江電網輸變電設備智能化及狀態檢修體系[J].高壓電器，2013（4）：8-13.

[2] 史雷，張翠英.狀態檢修實施中存在的問題與注意事項[A].2009年全國輸變電設備狀態檢修技術交流研討會論文集[C].2009.

[3] 王少華，胡文堂，劉黎，等.浙江電網輸變電設備智能化及狀態檢修體系[A].第二十屆華東六省一市電機工程（電力）學會輸配電技術討論會論文集[C].2012.endprint