基于電力設備狀態檢修和運維一體化技術探究

國網武漢市江夏區供電公司 李 俊

電力設備運行與電力系統的經濟性、安全性和可靠性密切相關，同時也與國民經濟的發展密切相關。近年來，我國電力系統建設加快推進，電力設備的應用不斷增加，其運行也越來越受到重視。在電力設備使用過程中，需要對其進行維護和修理，傳統的維護和修理模式難以滿足當前電氣系統運行階段的需求，因此需要結合當前的維修和運輸狀態，以提高電力設備的運行效率，滿足社會對電力的需求。

1 基于電力設備狀態檢修和運維一體化的重要意義

電力設備狀態檢修使人員能夠及時發現設備運行中的問題，解決設備運行中的潛在問題，從而制定出解決可能出現的問題的精確故障排除方法，有效消除電力系統運行中的故障。電力系統在運行過程中受多種因素的影響，會出現故障。隱患如不消除，將影響設備的正常運行，導致后期出現更多問題。一般來說，基于狀態的護理和定期的護理有一定的區別。不僅可以避免設備維護問題，而且可減少能源企業運營和發展資源的浪費，促進人力、財力和物力的合理利用，并為電力設備的順利安全運行提供可靠的保證[1]。

采用電力設備狀態檢修方法和綜合測量技術，確定可能出現的問題，根據設備實際運行情況，提高設備檢修精度，在一定時間內完成設備檢修，消除系統運行中存在的安全隱患，達到降低電力設備運行維護成本的目的。對于電力企業的發展，可以充分利用狀態檢修法和綜合運輸法，形成規劃與電網運行相結合的綜合生產方案，通過兩種應用相結合，提高電力設備的運行效率。眾所周知，在電力設備的運行過程中，必須保證整個系統的穩定性，以免出現影響人們正常生活的安全問題。將狀態檢修工作與電力設備相結合，可以提高設備檢修精度，避免在人員實際行動中增加設備檢修費用，達到提高網絡專業運行的目的。

2 基于電力設備狀態檢修和運維一體化的技術要點

2.1 感應監測技術

感應監測技術原理如圖1所示。

該技術能夠對電力設備的狀態和故障進行全感應，并根據所得結果確定具體故障，從而考慮電力設備的后續維修。如感應電動機、感應檢測技術的應用主要有以下幾個方面：

一是定子故障，感應電動機、定子故障是電動機內部絕緣損壞的主要原因，導致繞組在匝間短路。定子電流信號分析是定子故障檢測的重要手段，這種監測方法成本低，易于實施。感應電動機定子繞組故障導致氣體密度失真，從而導致定子電流中出現諧波，因此定子電流可用于故障檢測。

二是轉子故障，主要由感應電動機轉子故障引起，是由于轉子導桿斷裂導致轉速波動、轉矩跳動、高溫和轉子振動所致。對于這類問題，通常采用定子電流測定方法，還可以采用孔隙度控制方法。

三是軸承故障，軸承運行狀態直接決定電動機的穩定狀態。定子電流檢測方法主要用于檢測軸承的潛在問題，其優點是控制器不用安裝在電動機內部[2]。

2.2 狀態監測技術

狀態監測技術原理如圖2所示。

該技術主要是對故障特征信號進行提取，系統分析可以判斷檢測到的設備的變化或變化趨勢。從本質上講，狀態監控是一種基于狀態保存和狀態預測的新型監控技術，在應用狀態控制技術之前，使用定期維護工具。維修工作主要是按照電力設備監控或停電的時間表進行，主要是為了防止發生一些事故。但在實際操作中，意外故障仍會發生，主要原因是維修單位得不到有關設備的資料，完全根據經驗進行維修工作，不僅耗費大量人力、物力、財力和時間，而且效果較差。狀態檢修可以幫助維修人員更好地了解電力設備信息，減少檢修工作的盲目性。

常見的故障診斷方法包括：一是通過信息集成和多傳感器技術對電力設備進行故障診斷，利用傳感器表面的不同側面和不同角度對同一物體進行觀察，并從時間、空間和頻率等方面收集各種故障特性，信息集成技術主要允許多傳感器數據，按照一定的標準進行結構和集成，并對數據進行綜合分析。

二是運用模糊理論中最大從屬原理，快速判斷電力設備故障原因，確定電力設備故障類型，然后將模糊理論中最大從屬原理與狀態信號相結合，分析電氣故障的模糊性和變異性。

三是人工智能技術，使用全新的分析和判斷技術，如神經網絡和專家系統。其中，神經網絡技術可以建立設備狀態檢修和運行一體化模型，通過模型針對設備展開進一步剖析。專家系統需要利用計算機實現，其中蘊含大量有關于電力設備狀態檢修和運維方面的專業知識，在電力設備運行過程出現任何故障時，都能根據故障表現方式快速分析形成原因，幫助工作人員及時解決電力設備的運行故障[3]。

2.3 現代化監測技術

在電力設備狀態和運維一體化中，現代化技術至關重要，通過現代化技術能夠從根本將兩者結合，根據設備狀態和運維情況展開深入監測，為電力設備持續運行予以全面保障。其中，較為常見的現代化監測技術主要有以下幾種：一是超聲波技術，該技術的監測原理如圖3所示。

該技術主要用于根據超聲波原理，實時檢測電力設備中的內部放電。檢測到的信息提供給專家，以便準確地確定故障類型、位置等。此外，用于電力設備狀態檢修的技術還具有檢測程序簡單易操作的優點。

二是色譜分析法，該技術的應用原理如圖4所示。

該技術常用于監測變壓器設備的狀態，主要是因為變壓器實際作用時，在電壓作用下會引起變壓器油的分解變質，從而釋放一氧化碳、氫、甲烷等物質。在上述監察工作出現故障時，如有電火花或高溫，便會導致易燃易爆氣體集中，可能引致火警或爆炸。這就需要控制易燃易爆氣體的排放，即氣體的排放量。其他事項用變壓器和氣相色譜法估計氣體的濃度、組成和降解速率，以確保快速準確地確定電力設備的損壞位置和準確的數據，供后續維護使用。

三是采用紅外輻射原理的紅外技術，通過紅外設備實時檢測和動態檢測電力設備運行狀態。紅外設備的應用原理如圖5所示。

電力設備運行過程中的內部溫度控制可以間接反映其實際運行狀態，實現對電力設備可能出現的運行故障的及時準確檢測，為后續故障排除提供依據。該技術主要用于檢測接觸器、隔離開關等設備的故障。其他以及由于操作不當導致電力設備散熱異常，可延長電力設備的使用壽命，提高其工作效率[4]。

3 基于電力設備狀態檢修和運維一體化的開展策略

3.1 優化工作體質

首先，作為發電企業，必須明確其在電網運行過程中確保電力設備穩定安全運行的責任。電力企業領導要認識到電力設備的重要性，充分利用集成技術和狀態維修在電力設備運行中的作用，根據電力供應企業的實際情況改革運行體制。其次，推進體制改革，各部門需要轉變工作思路，探索修理與技術、知識融為一體的狀態，逐步形成修理與操作融為一體的工作狀態，并逐步擴大修理工作范圍，要著眼全區電力設備高效維修保養，使系統運行更加科學，規范設備運行狀態，消除電力設備運行中的隱性因素。最后，推進體制改革需要各部門在體制改革的基礎上分析自身發展，以適應地區能源技術進步的變化，形成有針對性的電網維護體系，為電力系統的安全發展打下良好的基礎。

3.2 擬定標準規程

科學的電力設備運行維護規程是電力設備運行維護規范化實施的基礎，因此在實現電力設備狀態和運維一體化中，應積極既定標準規程。一是供電部門可定期改善現有電力設備的維修程序和系統，重點是操作環境、操作條件、新工藝應用和設備升級，完善和完善電力設備的維修程序和系統。

二是鑒于電力設備的特殊性，電力部門可以在時間和人員兩方面進一步完善電力設備的生產流程。例如，為確保特定地區電力設備的適當運行維護，并制定相應的運行維護程序和重點，提高電力設備運行的科學穩定性，為提高電力設備維修保養效率提供依據。在特種設備的操作和保養階段，有關人員也可跟隨日常操作和保養，視乎環境和負荷情況，適當調節停電的清洗和檢查期，特別是灰塵較多或氣體腐蝕較多的地方，必須至少每三個月清洗一次。

如果變壓器在粉塵環境中運行和維護，維護和操作人員應每兩個月進行一次清潔；在發生變壓器重氣作用斷開等事故后，根據變壓器的緊急過載情況，散熱器可以在允許和正常過載時間內停止現有變壓器的運行。打開與變壓器相關的測量裝置，直流電源和風扇，并打開底部放油閥，檢查變壓器故障停止。初步排除故障后，向有關部門報告，變壓器故障發生過程應記錄在值班日志中。

三是供電服務部門可根據電力設備日常檢查和維護的要求，在正常運行條件下保存電力設備檔案。嚴格執行檢修卡、辦理手續登記，確保電力設備規范維修[5]。

3.3 調整組織方式

從工作人員能力、工作協調、安全質量控制、人力資源效率和能力發展等方面，將傳統的生產企業組織模式與維和行動綜合生產模式進行比較，確定職能、活動范圍，維持和平行動綜合模式下設備操作員的組織模式和培訓優先事項，從而確定狀態維護工作的前進模式。

一是總結現時維修業務的分析，以循序漸進的方式推動維修工作由維修人員逐步過渡至維修人員；二是按照先35kV后110kV原則推進工作內容，先簡單后復雜，再簡單嚴格控制安全風險；三是澄清維持和平行動人員履行公務時的安全責任，并制定綜合維持和平行動和維修規則，以確保管理系統和業務要求高度運作；四是將電力設備檢修人員與運維人員組織在同一團隊，明確告知雙方設備維修和運維的主要責任，加速工作人員的整合、專業化和正常化；綜合維持和平行動。深入分析結合實際情況，一方面明確了從傳統模式向綜合作業平穩過渡的步驟，另一方面明確了狀態搶修工作的控制要素，積極探索，有效提升了狀態搶修作業與日常作業的融合水平。

3.4 培育人員素質

電氣維修設備的狀況對人員要求較高，特別是在使用現代測量集成技術時，需要掌握該技術的原理和基本應用形式，并根據具體工藝突出該技術的實用價值。一是電力企業要提高職工的職業素養。在安排維修電力設備時，需要分析技術人員的能力，特別是工作人員應付意外事故的能力，使其在電力供應出現故障時能做出獨立和正確的決定，防止意外發生。

二是維修人員還應學習電力設備狀態維修的新知識和新方法，特別是在電力需求日益增長的過程中，應掌握各種設備狀態維修方法，提高專業水平，體現技術應用的成本。

三是通過定期組織員工培訓，或聘請高素質、經驗豐富的維修人員，可以減少電力系統的緊急事故發生，確保電力系統的穩定運行。同時，在購置新裝備后，要確保新裝備的質量符合相關標準法規。新設備運抵指定地點后，電力公司必須配備專家對設備進行定期檢查。獲取運行狀態數據，保證設備在運行過程中的最佳狀態。

4 結語

總而言之，隨著我國市場經濟的進步和發展，以及人民生活質量的提高，電力設備的應用越來越廣泛，相關的國修技術也越來越適應當前的環境。檢修技術作為新形勢下的檢修方式，可以完成電力設備運行相關數據的綜合管理，保證其合理判斷，從而提出科學的檢修方案。隨著計算機技術和互聯網技術的迅猛發展，電力設備狀態和維修技術與計算機互聯網技術有效集成，使工作效率不斷提高。在適應電力設備應用趨勢的同時，及時進行相應的調整，以便更好地檢測設備故障。