電力系統一次設備狀態檢修技術應用探究

國網江蘇省電力有限公司泰州供電分公司 陸志平 王 銳 董延喜 朱晨宸 張 力

新時期經濟發展對于電力的需求更高，要求有更穩定的電力供應，這給電力企業的發展帶來新的機遇和挑戰。而在電力企業運行過程中，電氣一次設備的使用、狀態檢修、檢修和維護等直接關系到發電質量。要想保證供配電的穩定性，需要科學管理電氣一次設備，進行合理的狀態檢修工作，及時發現和解決故障問題，并關注細節問題的處理。

電力系統一次設備是直接用于電能生產和使用的設備，主要包括變壓器、發動機、互感器、斷路器等設備，比二次設備的電壓高。功能主要是生產和轉換電能、接通和斷開電路開關、保護電器、載流導體、接地裝置等。對于電氣一次設備來說，因生產業務的需求需長期運行，這會導致設備出現較嚴重的磨損問題，或設備部件本身也在逐漸老化，如果受到外力的侵襲磨損和老化速度會加快，或出現結構松動等問題，繼而出現故障。

隨著科技的進步，電力系統一次電氣一次設備的型號和功能逐漸豐富、類型多樣，對于運行環境的需求不同，需結合實際情況進行詳細分析。如，有的設備如果運行時被移動會增加線路斷裂、設備變形等問題；大型固定設備則更可能出現溫度過高、壓力失調等問題。按照故障出現的時間，可分為早期故障、偶發故障期、損耗故障期三大類型[1]。

1 電力系統一次設備常見故障

輸電線路故障。是最常見的一次設備故障，主要是輸電線路的存在很重要且數量較多，頻繁應用的情況下出現故障的可能就較高。目前使用的輸電線路大部分是七芯鎧裝，如出現這類故障，需先檢測輸電線路盒的主要運行參數，然后與標準工作參數進行對照，判斷具體的故障問題，之后再采取科學措施進行排除。在這個過程中需進行科學計算，主要是借助測量到的電阻計算出輸電線路的長度，然后通過電容的測量結果判斷出輸電線路斷纜芯或斷線的大概位置[2]。

儀器面板故障。也較常見，主要是在實際作業環節儀器面板的插頭與插孔間的連接方式不正確。該故障多數出現在儀器的頂部管道部位，出現這個故障會帶來線路短路，繼而影響到儀器面板的正常運行。其出現與人為失誤操作有很大關系，如經常插拔線路和插座會影響插座的使用壽命，逐漸性能降低，長期如此會使得操作面板出現接觸不良的問題，影響設備的使用。同時供電不足也會出現這個故障，且如不能及時處理會降低信號傳輸的強度，不利于測量作業的順利進行[3]。

變壓器故障。變壓器主要負責更換和協調電路中的電壓，將電壓轉變成不同的電壓形式，調整電壓等級以滿足不同用戶的電力需求，這樣可維持整個電力系統的穩定性。如變壓器出現故障問題而停止運行，則無法發揮調整電壓等級的作用，進而不能穩定運行，影響到電力系統的穩定運行。變壓器故障存在內部故障和外部故障兩種，常見的都是內部故障，如電故障和熱故障，前者是由于變壓器內部出現高電場導致其絕緣性能下降；后者是設備內部溫度過高出現短路等故障。

過電壓故障。導致這個問題的原因較多，如負荷投切的瞬間結果，在設備運轉過程中，多數會在感性活容性負載接通/斷開時產生這問題。這是設備運行時的電磁擾動情況，因設備本身有一定絕緣性，所以運行時也在同時耐受著工作電壓，而且為了保證穩定運行，需承擔一定幅度的過電壓，以此保障穩定運行。對此需研究導致這個問題的原因，預測可能的幅值，制定科學的保護措施進行限制，才能保證一次設備進行絕緣配合，保證穩定性。

2 電力系統一次設備狀態檢修的基本原則及主要內容

確保絕緣性。電力一次設備的絕緣性很關鍵，需選擇品質良好的絕緣材料，保證吸水性較差。絕緣材料的性能要保證穩定，有良好的耐腐蝕性能。在對其進行維護和使用前，需結合規范要求以及性能需求檢查其絕緣性能[4]。

確保人員及設備規范作業。電力系統一次設備的穩定運行需安排專業技術人員進行安裝和運維管理，保證安裝水平符合要求；設定嚴格的維護制度，定期進行維護和檢修，保證設備狀態始終正常；電力企業也要積極組織操作人員進行培訓和學習，選擇高水平的維修人員，確保其專業素質和技能。

應用紅外線成像技術判斷熱故障。紅外熱成像技術可用于電源的熱測試，可對電力設備的實際運行狀態進行監測分析。同時部分一次設備長期運行也會出現發熱問題，借助該技術可以準確判斷，測量各個設備的溫度和發熱區域，評估設備是否出現缺陷，以便于及時處理。

狀態預測。這項內容是通過模型的使用完成的，一般可選擇神經網絡和灰色系統理論兩種方式的其中一種進行預測和判斷。進行預測需了解一次設備在運行時的特點，在某些數據達到一定值時設備自動會給出提示。如需在短時間內進行預測處理則可選擇灰色系統理論。比如軸承，運行時表現出曲線式變化，此時結合預測模型的構建和使用，根據上一個使用階段的損耗數據進行分析，對下一個運行階段的具體狀況進行預測和判斷，從而為檢修工作開展提供便利。

狀態檢測。首先是離線檢測，利用振動、超聲波等設備對一次設備的離線狀態進行定期或即時檢測，以便于快速發展故障隱患，減少故障發生率；然后是在線檢測，一般是借助傳感技術收集一次設備的相關數據信息進行綜合分析和處理，為檢測工作提供依據支持。對收集到的信息進行詳細分析，結合控制系統和調節設備進行在線檢測，可明確設備運行的規律和特點；最后是解體處理，是在維修期內或停運時進行檢修，結合一次設備的出廠數據和時間檢查內部零部件的運行狀況，評估是否存在損壞情況，之后結合設備特點和運行規律，提供正確的檢測方法，確定設備的實際狀況。

故障診斷。用于評估一次設備是否存在故障隱患，進行科學判斷和處理，尋找出安全問題，進行解決。這方面應用的方法很多，如噪聲、射線及振動頻率等都可用于檢查和評估。其中，振動診斷利用特殊的設備對一次設備的運行速度、振動大小和頻率、移位等情況進行分析，借助分析結果展開準確判斷；專家系統方法是采集一次設備的運行狀況，與數據庫系統進行對比，進行智能化的識別和判斷[5]。

3 電力系統一次設備狀態檢修技術的實際應用分析

3.1 在線監測系統

該系統主要是對10kV 電網出現的接地故障進行實時反饋。如果系統出現故障，電路、電流和電壓相位會出現明顯異常，此時系統與數據庫中儲存的日常數據進行對比就可檢測到故障問題的出現，同時可監測其位置，對比得出出現問題的線路，進而幫助確定維修方案。

該系統運行時可發現故障的發生時間，對接地瞬間電路電流和電壓進行橫向和縱向的時間對比，發現電路的問題并匯報給技術人員。該系統也支持對一次設備智能控制成效的實時分析，借助大數據技術檢測線路中的異常信號，反饋給控制系統，分析是否存在異常，這樣可找出線路中出現接地問題的所有線路，從而實現快速定位。另外，該系統可實時獲取電流量變化情況，然后遵循短路規避原則，確定出現跳閘問題的位置，并給出指令判斷是否出現短路或斷路故障，然后分別進行處理。

3.2 智能監控系統

該系統是在上述系統的基礎上形成的更高水平的網絡監控系統，有專門的監控軟件、裝置系統、傳感器系統等。隨著智能化水平的不斷提升，該系統的先進程度也逐漸增加。在線路中增加內置傳感器，并將之聯網，實現實時的數據傳輸，支持對線路的動態化監測，一旦出現異常可及時發出警報提醒技術人員處理。或借助人工智能技術，利用計算機設備和軟件收集全面的數據進行智能化計算，得出更加準確和貼合實際的結論，然后指導一次設備技術的優化工作。大數據技術的應用可在這過程中通過分析各個線路的運行數據，選擇需要更換的線路信息，并對新線路的架設規劃進行設計，提高新線路的運行效率。

3.3 主要工作流程控制

在對一次設備進行狀態檢修的過程中可融入人工智能技術，借助圖像和視頻數據分析技術，實現對巡檢圖像數據的無人化、智能化、標準化、流程化分析處理，提高業務效率，可快速對變電站、輸送電線路、配電站等設備設施的故障進行處理，從而保證一次設備的穩定運行。先是借助計算方法以及收集到的數據信息建立科學的模型結構，針對正在運行中的一次設備進行信息采集和分析，將最終的計算結果作為檢修基礎并做好詳細記錄。最后是根據維修時間和故障時間進行分析和處理，制定出科學的檢修方案。

4 電力系統一次設備狀態檢修工作完善建議

4.1 完善狀態檢修制度

在電力系統一次設備投入運行前，需要先確定好設備運行質量標準，然后安排專門的部門負責，設置專業的監管人員在整個操作過程中按照標準要求進行監管，包括設備建設和運行的所有環節，落實科學的質量監管。要求管理人員賦予監管人員監察權利，督促他們落實質量監察的職責，設置科學的獎懲措施，對失職人員進行對應處罰，以提高他們的責任感。相關企業需要完善檢修制度，明確定期檢修的時間和范圍，盡量保證可以定期檢修，實施有效的保養措施，延長使用壽命。

4.2 加強電力系統一次設備的監控工作

企業需要加強對一次設備的實時監控，建立遠程控制系統，借助先進的傳感器設備等，實現對一次設備運行的動態化檢測，如安裝視頻監控設備、溫度檢測設備等，將設備與系統連接到一起，設定運行參數和閾值要求，在設備收集到的數據信息超出標準時就提出警報，提醒故障問題的出現，要求工作人員關注和及時處理。系統的自動化運轉也支持對故障部位、嚴重程度等的評估，實現人機互動，支持對故障數據的分析和處理，并將問題上報給領導層，同時做好詳細的記錄，提高對一次設備運行的響應速度和處理速度。

4.3 做好安全分析工作

電力系統一次設備運行管理還要加強對電力系統一次設備的安全分析，利用云計算等技術，引進先進的算力工具，對電力系統一次設備的運行進行虛擬模擬和計算，保證了解安全運行范圍以及不安全因素的存在，對安全隱患進行評估和排查，建立應急處理方案。如，可以借助VR 技術對電力系統一次設備的運行環境進行虛擬演示，對相關事故進行假設、在模擬和分析，借此制定解決方案和解決措施，提高對系統故障的應對效率，保證電力系統一次設備的安全穩定運行。

在電力系統一次設備建設和投入運行之前，需要安排專業的監管人員按照國家和行業標準規范進行核查，查看是否與實際情況相符，是否具有運行可行性；同時要準備好設備需要的零部件，在維修時可以及時更換，并進行核對檢查，保證型號、質量、工具設備等都符合質量要求，并滿足使用要求。各個崗位上工作人員要先檢查設備的運行狀態，做好詳細的記錄；工作人員要定期總結和記錄每日的工作內容，進行整理，形成工作記錄檔案；要積極優化工作環境，按區域劃分休息、工作區域，保證設備的正常運行。

綜上，對電力企業電氣一次設備進行狀態檢修工作有積極意義，關系到電氣一次設備是否可以穩定運行，進而關系到電力企業的順利運行。因此工作人員需要切實做好電氣一次設備的狀態檢修工作，維持電氣一次設備安全穩定運行。