輸變電設備狀態檢修的應用研究

袁守成

【摘 要】輸變電設備狀態檢修是指選擇使用診斷技術和狀態監測技術對輸變電設備運行狀態數據進行全面的采集分析，結合設備運行過程中產生的各種數據、信號等，判斷設備是否處于正常運行狀態，實現了從被動檢修到主動維護的轉變，對于保證輸變電設備整體運行的穩定性有著非常重要的意義。同時，狀態檢修降低了輸變電設備維修成本，很多設備的“小毛病”能夠被及時發現，并采取針對性的措施，降低了設備出現大規模、大面積損壞的可能性。

【關鍵詞】輸變電設備;狀態檢修;應用研究

1輸變電設備狀態定義

輸變電設備的狀態是通過在線監測和試驗數據分析來得到。其實現過程一般包括三個部分：采集數據、處理數據以及狀態分析。通過上面方法得到的設備狀態信息通常是由多個狀態參量綜合而成，并且狀態參量之間相互影響。設備的劣化過程可以通過狀態參量的劣化特征來表達，對于每個狀態參量，其劣化特征可以劃分出不同階段。通?？梢栽O定狀態參量的階段范圍，這樣就可以通過劣化發展階段來定義設備故障。假設可以獲得準確的設備狀態參量，并且根據歷史數據已經確定劣化階段的范圍。根據設備的工作特點，把設備狀態劃分為n個階段，并用非空集合T表示。

T={1，2，…，n 1，n}

并且規定：狀態1表示設備處于全新狀態;狀態n-1表示設備處于較差狀態，可以繼續使用但風險較大;狀態n表示設備處于故障狀態，設備無法運行。也就是說設備狀態數值越高，表示設備狀態越差。例如狀態i，j分別是設備的任意兩個狀態，且1≤i≤j≤n，那么狀態j時設備的劣化程度要大于狀態i時。定義狀態數值大于2的設備為多狀態系統。多狀態系統表示設備具有多個性能水平，這些性能水平涵蓋了設備的所有運行狀態，包括最優運行水平、最終故障狀態以及檢修恢復狀態。

2輸變電設備的狀態檢修開展情況

以智能化電網輸變電設備的運行狀態作為狀態檢修工作的開展基礎，通過引入設備風險評估的輸變電設備狀態檢修輔助決策系統（即CBM系統）從而建立大數據共享化的狀態檢修體系。為了能夠全過程的跟進狀態劣化和趨勢不良的電網輸變電設備，CBM系統以數據交互的形式抓取PMS實時數據庫中所記錄的電網輸變電設備相關資料，主要涉及到電網輸變電設備的歷史數據以及實時運轉情況，結合相關工作人員事先設置的參數從而準確的評價電網輸變電設備的健康狀況。一旦CBM系統檢測到某一個電網輸變電設備存在“不健康”的狀態，那么CBM系統將會第一時間將預警消息發布給指定工作人員，從而確保電網輸變電設備能夠“及時就診”。為了能夠持續優化電網輸變電設備的狀態檢修體系，CBM系統還能夠將所監控的設備狀態以數據和柱狀圖的形式進行分類，從而幫助檢修人員能夠合理的安排檢修工作時間以更高的效率開展檢修工作。通常來說，CBM系統會將設備狀態分為正常、注意以及重大異常等多個等級，當設備處于“正常”狀態時檢修人員可以采取按月檢修的形式，當設備處于“注意”狀態時檢修人員應該將其列入重點檢修名單，及時跟進設備的變化情況，當設備處于“重大異常”狀態時檢修人員應當立即采取措施開展狀態工作。

3輸變電設備狀態檢修的應用

3.1輸變電線路狀態檢修

線路作為輸變電設備中的重要組成部分，其具體狀態檢修要點為：（1）進行發熱檢測，根據我國輸變電線路的相關規定，輸變電線路的導線連接器應當至少4年進行一次全面調整，因此在對輸變電線路進行檢修時，應當對電線直線壓接管、耐張引流板、接頭處的溫度等進行全面的發熱檢測，防止出現由于線路老化而導致的局部發熱問題，若出現了明顯的局部溫度過高情況，則有可能是其出現了故障。（2）對電線進行絕緣檢測，具體檢測對象為瓷絕緣子、合成絕緣子，其中合成絕緣子在輸變電線路中使用較多，其具備較好的強度、免維護性及憎水性。

3.2變壓器狀態檢修

在變電站當中，變壓器是其中的重要設備，其運行穩定性將直接關系到電力供應穩定性。在具體狀態檢測工作進行中，需要通過內部局部放電檢測以及絕緣油含氣量檢測方式把握設備運行狀態，具體方式有：第一，油氣相色譜檢測。在該方式中，即通過氣相色譜分析方式的應用檢測變壓器油當中的含量以及組成，以此對變壓器內部故障的嚴重程度以及類型進行判斷;第二，油微水檢測。當變壓器油含水量超標時，將會加速設備內部絕緣材料的老化，進而對材料的絕緣性能產生影響，可能使鐵芯內部出現短路、電弧情況，通過含水量檢測，即能夠對變壓器密封情況進行準確的判斷;第三，局部放電檢測。在變壓器絕緣缺陷中，局部放電是導致該問題出現的主要原因，如果沒有對該問題及時地進行處理，則有幾率出現擊穿絕緣材料的情況。

3.3GIS組合電器狀態檢修

在現今變電站當中，GIS組合電器具有較多的應用，對該類電器狀態進行檢測也成為了現階段研究工作的重點內容。其中，對于SF6氣體的檢測是一項重點內容，其作為GIS設備的填充該氣體，同干燥空氣相比，具有更高的絕緣效果，在滅弧能力以及電氣性能方面具有較好的表現。在實際SF6氣體檢測中，需要能夠做好濕度以及氣體壓力的明確，根據電分界性能做好氣體的色譜分析，以此即能夠掌握GIS狀態檢測數據。

4案例分析

在檢測過程中發現一處變壓器A出現故障，故障表現為分接開關出現滲漏現象。該現象的狀態量對應的劣化程度達到4級。由于距離上一次整體性維修的時間為400d左右，通過分析得出該次故障狀態評價的分數為30分，繼而將其數據代入到模型中進行計算，能夠對具體的設備故障率進行明確，即為0.0155次/d，表2展示案例的部分已知信息。通過具體運算能夠得出結論，即變壓器需要盡快進行維修，在明確檢修方式后，確定檢修時間。如果對故障的發現到對故障進行修理中間的等待時間為10d，同時事后檢修平均修理時間為10d，則能夠對該次檢修方式實施后產生的效益進行對比，結果見表1。在對以上檢修方式進行對比后發現，通過效率分析，可知整體維修風險與技術標準的程度較高會使得設備檢修質量降低，但是能夠對設備問題進行較為徹底的解決，使得往后較長一段時間內設備的運行保持正常，能夠帶來較高的設備經濟效益，并且使得局部修理的頻率降低。在整體維修的狀態下，設備的健康狀態保持較好，部件的使用壽命得到有效提升，使得設備的安全運轉狀態時間增加。由此可知，整體維修的費用也比局部維修的費用總和要低，并且與二次設備協同的狀態下，整體維修費用的降低比例更加明顯。綜合以上分析，整體維修方式的經濟性要遠高于局部維修，具備更好的設備檢測效率。

5結束語

本文對輸變電運行設備的狀態檢修工作的開展進行了一定的研究?？梢哉f，在現今電站運行中，輸變電設備在其中具有重要的作用。對此，需要能夠對狀態檢修這項工作引起重視，通過科學技術的應用做好狀態檢修，同時加強檢修管理，從多方面入手保障檢修效果，實現設備的穩定高效運行。

參考文獻：

[1]王少華，胡文堂，梅冰笑，董建洋，童杭偉.浙江電網輸變電設備智能化及狀態檢修體系[J].高壓電器，2013，4904：8-13.

（作者單位：國網山西省電力公司朔州供電公司）