電網輸變電設備智能化及狀態檢修體系的構建

楊旭光

摘要：隨著城市現代化規模的不斷擴大，人們對于電力的使用需求也隨之擴大，無形中增加了電網生產運行管理的難度。為了能夠有效的應對日益規模化以及擴大化的電力行業的發展需要，人們將目光轉向智能化的電網輸變電設備以及構建大數據狀態檢修體系中，通過構建電網輸變電設備智能化以及狀態檢修體系不僅能夠有效的提升我國輸變電設備的整體利用率，還能夠建立安全、清潔以及穩定的能源供應機制。

關鍵詞：電網輸變電設備智能化;狀態檢修體系;構建

一、電網輸變電設備智能化

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，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。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。

二、電網輸變電設備的狀態檢修工作開展情況

與傳統的電網輸變電設備的狀態檢修體系相比，融入了智能化電網輸變電設備元素的新電網輸變電設備的狀態檢修體系主要以設備為體系構建核心，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

三、構建智能化的電網輸變電設備狀態檢修體系的具體策略

3.1規范輸電線路在線監測技術等監測技術應用發展

以輸電線路在線監測技術以及直升機智能巡檢技術為代表的在線監測技術處于起步的階段，為了能夠占據市場的份額，大量的研發廠家紛紛加入到這個研發市場中，然而由于我國尚未形成標準化的技術應用標準，使得市場上存在著大量低質量的在線監測技術裝置，無形中阻礙了我國電力產業的可持續發展。為此，相關政府職能部門應當重點關注電網輸變電設備智能化發展情況，通過對國家電網等相關電力行業的企業進行實地的調研，全面的把握電力行業對于電網輸變電設備智能化的發展需要，在此基礎上針對通信規約、現場總線以及數據庫等方面制定標準化的規則，切實保證在線監測技術的可擴展性以及互換性，規范輸電線路在線監測技術等監測技術應用發展。

3.2優化狀態檢修體系中的重點環節

狀態檢修工作的開展目的在于針對有缺陷的電網輸變電設備能夠以最短的時間、最高的工作效率完成檢修工作，輸變電設備狀態評價作為狀態檢修體系中的重點環節，輸變電設備狀態評價準則的可實施性以及合理性將直接影響著狀態檢修工作的開展質量。為此，相關工作人員應當不定期的調整狀態量初始值以及扣分值，確保個別設備的際運行狀態能夠與評價結果保持一致的狀態。

四、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：

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