電力設備狀態檢修與運維一體化技術分析

陳 卯，梁祖輝

（國網山東省電力公司棗莊供電公司，山東 棗莊 277000）

建設堅強電網，積累優良資產并提供優質服務是當代電網建設中的重要內容。為實現上述目標，則需要保障當前電力系統中的電力設備均處于安全穩定運行狀態。狀態檢修與運維則是根據電力設備當前的運行評估及風險預測等眾多方式解決電力設備可能存在的問題。相較于定期檢修而言，狀態檢修具有實時性，減少檢修停電時長，并能夠降低運維成本。良好的運維一體化技術能夠保障電力設備高效運行。

1 狀態檢修及運維一體化的意義

1.1 消缺時限有所提升，促使設備安全運行

狀態檢修工作及一體化的運維工作等能夠通過電力運維工作人員解決簡單的故障或是缺陷問題，起到及時消除缺陷的作用。或是在巡視過程中及時消除缺陷問題，保障電力設備的消缺率有所提升，并有效降低了以往在運維工作中的電力設備消缺時間。例如在實際工作中，若相關運維人員發現當前電力設備的網線架構上存在鳥窩或是其他垃圾等，則可以及時解決此類問題。并且此類問題在實際處理過程中也能夠達到相對較好的處理效果，在短時間內就能夠完成故障處理，一般情況下處理時間不會超過半個小時[1]。

以往處理電力設備的故障問題時通常是根據缺陷處理原則排查的。檢修班組需要在工作計劃當中列入該項檢修工作，并形成具體詳細的工作方案才能夠實施檢修工作。促使某一小型缺陷問題在時滯性影響下延伸擴大形成相對較為嚴重的故障問題，往往需要消耗幾何倍數的時間才能夠徹底解決。例如在變電站當中，若熔斷了1、2保險，則形成了嚴重的故障缺陷問題，僅僅是按照缺陷處理工作原則實施處理，受案需要由相關運維人員發現問題，并向檢修調度中心匯報。隨后由檢修調度中心派遣相關技術人員前往檢查，經過技術人員判定故障原因后，申請工作許可，最后才能夠對保險進行更換。這樣的工作流程至少需要消耗1 h的時間。而實施狀態檢修工作的一體化運維，相關工作人員在發現故障的第一時間就能夠及時地對這樣的問題進行處理。更換保險的時間能夠控制在15 min內，并避免二次保險熔斷，處理缺陷的時間明顯縮短，從而保障電力設備運行狀態更加安全。

1.2 降低生產運維成本

實施狀態檢修及一體化運維工作，使相關運維人員在對電力設備進行巡視的過程中能夠對電力設備形成同步運維工作的效果，保障能夠達到更加良好、及時的檢修效果的同時，也能夠有效地降低運維成本的投入。檢修人員不必在變電站及故障點之間循環往返，避免在申請維修的過程中派遣其他人員等造成成本浪費，能夠保障電力設備的運維工作成本有效降低。并且基于實際而言，運維一體化的工作能夠促使人力成本及管理成本有效縮減，運維一體化不但節約了生產成本，并且快速的故障反應時間等能夠有效降低故障的嚴重程度，避免由于不及時的故障處理導致對整體電力系統的運行造成影響。基于這樣的效果，保障電力系統構件的使用壽命有效延長，為電力用戶提供更加安全穩定的用電效果，優化電力設備資產壽命，從而保障經濟效益及社會效益等更加明顯。

1.3 提升運維工作質量，保障設備安全

電力設備的良好運行需要建立在運維人員良好的運維管理工作基礎上，要求相關運維人員具有良好的觀念意識，掌握電力設備的應用結構及現場實際情況等。根據電力系統的接線方式及設備本身等相關信息等，形成更具針對性的運維管理工作，強化風險防范，保障線路安全，也能夠強化控制人員觸電問題。一體化的運維工作，需要培訓運維人員掌握以往一次運維及二次運維人員的工作技術內容，以更加完善的知識體系及工作經驗等，提升運維工作效率。例如在實際工作中一次人員執行油循環帶電水沖洗工作，二次運維人員負責風冷停關等，若這樣的工作由一次人員全部完成，不熟悉這2次運維人員的相關專業知識技能等，則會引發主變跳閘的問題[2]。

而在一體化運維工作中，對全體運維人員進行集中培訓，各項工作內容涉及到的知識技能等均能夠在培訓活動中學習拓展，促使運維人員以熟練掌握各項技術的良好素質開展高效運維工作，降低故障風險。例如在測試蓄電池的內阻及充放電運維環節時，若僅由二次運維人員完成這樣的工作內容，將會使蓄電池的充放電工作及測試內阻環節由全部人員參與完成，完成工作的實際時間將會達到3個月以上。若將這樣的工作交由一體化運維人員完成，則在日常的巡視維護工作中就能夠完成，并且僅需要一個月的時間就能夠全面完成充放電的工作，促使運維工作效率及質量等均有所提升。

2 電力設備狀態檢修以及運維一體化技術

2.1 檢測技術與故障分類

電力設備狀態檢修中的常見監測技術多種多樣，包括油氣中監測水分含量的技術、結合ICP等離子發射光譜對變壓器故障檢測的技術、用電鏡鐵譜對電力設備的故障問題進行分析判斷、DGA氣相色譜分析技術及診斷技術、根據紅外成像對變壓器的過熱故障問題進行檢測診斷、借助于六氟化硫分解物對電力設備的基礎故障結構進行檢測并確定故障位置，電力設備的老化情況則可以通過應用糠醛含量進行判斷。具體而言，在實際工作中所應用到的狀態檢修基數可以分為2類，一種為需要連接電路狀態時的檢測技術，一種是基于非用電狀態就能夠進行檢測的技術形式。其中前者需要連接電路進行狀態檢測的技術中，主要是通過電力設備在檢測過程中的變壓器繞組變形狀況及局部結構的變形，同時檢測電力設備的耐壓程度等相應的檢測方法[3]。而非用電狀態下的檢測技術中，通過核磁共振、波譜、光譜、色譜及光電等方式對電力設備的運行狀態進行檢驗。其中發電機最為明顯的故障問題則往往是在繞組匝、轉子及鐵心等結構當中。

通過實踐研究發現，在實際的電力設備應用過程中，發電機的定子及鐵心故障問題則是基于過高的溫度導致鐵心溫度提升過快，從而引發過熱故障問題。而現階段對于這樣的溫度過熱進行檢測，仍舊處于初步探究階段，盡管熱監測技術已經初具雛形，但在實際的應用中對于電力設備的定子鐵心而言仍舊難以形成良好的監測效果。發電機出現故障的轉子繞組問題，則是由于匝線之間出現短路引發的。解決此類問題，需要在狀態檢修過程中應用到氣隙磁密的方式從而形成更加精準的檢測效果，在氣隙磁密的作用下，能夠在短時間內確定繞組匝的短路故障位置及損壞程度。而電力設備的轉子故障問題最關鍵的影響因素是變化內部結構的離心力參數，從而使轉子自身的旋轉及電流方向難以形成一致的效果。

2.2 狀態監測

在電力設備的運行中實施狀態檢修，其中的監測技術作為重中之重不可或缺，狀態監測技術的形成主要是基于提取故障信號進行分析從而形成精準的故障信息。向檢修系統上傳故障信息后，能夠根據電力設備被監測時的變化趨勢及已發生的變化等，對故障原因進行判斷，精準對應故障問題。狀態監測技術是一種預知類型的新興的技術形式，能夠以狀態預知效果，對電力設備結構起到提前狀態維護的作用，有效降低電力設備的故障率。在狀態監測技術正式投入到電力設備的檢修工作之前，我國長久以來使用的是基于時間狀態下的維護方式。時間狀態的維護工作則是基于定期的檢測維護，根據監測時間段形成相應的時間表，或是以電力設備的離線計劃作為基礎開展維護工作，其目的是防止電力設備的運行中出現故障問題影響正常運行[4]。

但是基于實際而言，這樣的時間維護手段不僅具有一定的局限性，在實際應用中也會發生意外。這是由于檢修單位難以在相關設備的全面信息基礎上開展相應維護工作，不清楚電力設備結構真正的故障問題，相關工作人員僅憑借以往的工作經驗開展運維，從而因缺失精準的維修目的而造成盲目的維護工作，并在這一過程中造成大量的時間、人力和資金等成本的消耗，最終無法解決電力設備的故障問題，難以形成動態監控效果。對于狀態檢修工作而言，對當前電力設備的運行進行動態化的跟蹤并根據其出現的異常變化及數據參數的不良反應等，能夠更加清晰直觀地觀察到電力設備的故障問題并分析故障原因，從而有效避免盲目工作保障電力設備始終處于安全穩定運行狀態。并且狀態檢修的技術應用，能夠在短時間內完成故障處理，避免了以往在維修電力設備的過程中長時間停電的弊端。

一般情況下，電力設備狀態檢修技術的常見技術為矢量故障檢測，通過對電力設備的運行狀態進行矢量檢測，在確保良好適應性的同時，也能夠保障在實際工作中形成相對良好的應用效果。在現代化信息技術的支撐下，狀態檢修技術同樣可以應用到信息融合及傳感技術的故障診斷中，從而精準研判電力設備的故障現象。其中應用到的多傳感技術最為關鍵的就是能夠多角度觀測支行的電力設備，包括多個側面及視圖等，從而能夠基于時間、空間、頻域等眾多內容著手實施完善物體測量。基于多層次及多領域的故障特征量收集，能夠保障形成全面故障信息，并在信息融合技術的應用中，將多傳感技術中收集而來的眾多數據內容等按照既定順序進行排列。整合完畢后，利用信息技術自動分析差異性的數據，對照以往電力設備正常運行下監測到的眾多數據，精準獲取其中的異常數據內容，對應數據分析電力設備的故障環節及故障點位。其次則是應用到模糊理論原則下的最大隸屬標準進行驗證，能夠快速定位電力設備的故障原因，同時也能夠對此類故障進行判斷。保障在充分結合模糊理論原則的狀態信號之后，對電力設備的故障變化性及模糊性進行分析。最后則是在現代社會環境中常見的先進技術方式，以人工智能技術手段對電力設備的故障進行狀態檢測，應用神經網絡結構及專家系統等相應辦法，能夠提升故障檢測速度的同時，保障形成更加精準的檢測結果。

2.3 感應電機故障監測

電力設備當中常見的應用設備之一就是感應電動機，其容易出現定子故障的問題，一般情況下是基于電動機內部的絕緣層結構出現損壞，從而促使繞組匝之間發生明顯的短路。分析定子的電流信號則是掌握定子故障原因的關鍵舉措，這樣的監測成本相對較為低廉，并且操作便捷。感應電動機的定子出現故障使定子繞組匝發生氣隙磁密畸變的現象，由于定子電流會產生諧波，則可以在故障檢修中應用到定子電流作為參考[5]。

其次則是轉子故障問題，大多數的感應發電機出現故障問題是因為轉子導條受損斷裂，促使電動機的轉矩跳動、轉速波動，出現過熱及轉子振動的現象。對于這樣的問題，則可以應用氣隙檢測技術等，檢測感應電動機的轉子故障，從而采取相應對策解決這樣的故障問題。

最后則是軸承的故障問題，電動機的穩定狀態受到軸承運轉狀態影響，需要及時診斷軸承的故障問題。一般情況下，狀態檢修技術為監測定子電流的方式，其最為明顯的優勢是能夠保障在電機的外部結構進行監測，僅僅需要將監測設備固定在外部結構上即可完成監測。

2.4 運維一體化

按照國家電網的運維工作思路，在實施電力設備的運維工作過程中，需要調整生產管理職責，促使每一對應監管單位都能夠參與到電力設備的運維工作中，從而實現更加良好的工作建設。減少重疊工作或是交叉檢修的工作問題，提升電力設備的工作效率。實施一體化運維工作之前，以往的電力運維工作是由相應的電力設備監管人員開展電力設備的整體巡視工作，在這樣的工作模式下，監管人員由于缺乏電力設備應用技術，會導致難以充分掌握設備的運行性能及正常參數狀態等，從而在出現任何問題時，都難以及時地對其進行管理控制。發現問題的時間相對較晚，往往會使電力設備產生更加嚴重的故障問題。而開展一體化運維工作，則能夠培養具有專業知識的運維人員，從而開展相應的運維工作，保障能夠形成更加良好的技術表現。深入展開電力設備的運維工作，從而及時發現其中的故障問題，形成實時動態化的管理工作，便于在問題出現時即刻解決，從而提升電力設備運行可靠度與安全性。

在以往的運維工作實施過程中，關于電力設備的各項檔案內容、運行記錄及工況信息等均需要經過設備運行單位實施監管，而設備檢修單位則負責檢修記錄及試驗檔案等，電力設備的運行狀態檢修工作是關乎到設備安全及完整度的關鍵所在，其中涉及到的檢修數據及資料等眾多內容。但是在以往的資料管理中由于涉及到的主體本身存在著一定的差異性，不同的管理體系使資料之間難以形成相互共享的效果。開展電力設備的檢修工作時，則需要電力設備的運行單位配合檢修單位的工作，才能夠形成更加良好的高效協調工作效果。實施運維一體化的工作，則能夠保障設備運行及維護等工作均歸屬于同一單位執行，從而保障運行工作的效率與效益等均呈現出相對較為良好的效果。

3 結束語

為保障當前社會中的用電均處于高質量狀態，需要供電安全穩定，電力系統的運行相對良好。結合現代化的工作需求，需要完成電力設備的運行檢修，以一體化的運維工作作為基礎，能夠有效提升電力設備的運行效率。通過對眾多設備結構進行監測，以常態化的動態監管工作形成更加及時的故障處理工作狀態，才能夠促使電力系統及行業長效發展。