電力一次設備狀態檢修應用

［關鍵詞］電力系統；電力一次設備；狀態檢修應用

1 電力設備狀態檢修技術概述

1.1 設備壽命的預測管理

作為電力系統中的重要組成部分，發電機組、變壓器及高壓開關發揮著重要的作用，對這些關鍵設備開展的壽命預測及評估，是電力系統穩定運行的保障。在進行狀態檢修技術應用時，可以通過設備監測、數據分析和模擬仿真等手段對設備的壽命進行預測和評估，并在此基礎上，決定是否需要對設備進行檢修或零部件更換。利用這些方法，不僅能有效提升設備的使用壽命，還能夠減少因設備故障帶來的經濟損失。

例如，變壓器作為電力系統中的關鍵設備，其壽命評估能夠保障電力供應的穩定性和可靠性。變壓器的使用壽命受到多種外部因素的影響，包括設備的質量、運行環境及維護水平。變壓器在日常運行中可能會受到短路、過電壓及溫度變化等多種因素的影響，從而降低其使用壽命，所以對變壓器進行全面科學的壽命評估，需要綜合考慮上述因素。

1.2 電力設備的可靠性分析

電力設備的可靠性是電力設備在特定條件下能否按預期完成其功能的重要衡量指標。可靠性是決定電力系統是否能夠穩定運行的前提條件。為提升電力設備的可靠性，在相關學術研究中，針對電力系統的可靠性數學模型發揮著重要作用，其中馬爾可夫模型能夠對電力設備狀態轉移的概率進行描述，實現相關預測功能。而維馬爾可夫模型則在馬爾可夫模型的基礎上增加了維修策略的相關建議。相比傳統的電力設備可靠性評估所采用的浴盆曲線方法，在引入了大數據和人工智能等相關評估方法后，電力設備的可靠性預測有了全新的提升，對于提高評估的準確性和效率有重要作用。

1.3 設備狀態監測和故障診斷

為保證電力系統的穩定運行，設備狀態監測技術通過對設備關鍵運行參數的監測和數據分析，能夠對設備的溫度、振動、壓力、流量等關鍵運行參數進行監測，通過先進的數據處理算法進行實時分析，從而實現了設備潛在故障的提前預警。在物聯網、大數據及人工智能等相關技術的配合下，設備狀態監測的準確性和可靠性得到了進一步提升。

1.4 信息管理和決策

電力設備狀態檢修技術是對電力設備運行狀態的一種維護策略，通過對設備進行實時監測和分析，使得在發生故障前，采取相應的措施，來確保檢修工作的順利進行。例如，國外某公司所開發的變電站檢修系統，以設備壽命周期費用作為切入點，依據設備的逐漸劣化模型，對設備在未來一段時間內的狀態變化開展評估，以保證設備的可靠性，降低控制維護成本。

2 電氣一次設備的故障診斷方法及檢修的具體應用

2.1 電廠一次設備狀態檢修

2.1.1 基于信號變換的診斷方法

隨著科技的不斷進步，基于信號變換的故障診斷方法逐漸發揮重要作用。小波變換作為一種數學工具能夠對信號進行不同尺度、不同分辨率的分析，通過伸縮和平移變換能夠對信號中的特征信息進行精確定位，通過這些特征信息來發現與之相關的故障信號。

2.1.2 基于人工神經網絡（BP）的診斷方法

BP神經網絡作為一種強大的機器學習工具，在電力設備故障診斷領域中，提供了一種全新的解決方案。這種神經網絡通過模擬人腦神經元工作方式，建立相應的計算模型，模擬神經元之間的連接和信號傳遞，實現復雜非線性關系的建模和學習，通過這種原理，將大量的故障案例作為BP神經網絡的學習材料，實現故障信號特征提取，同時建立故障模式與故障類型之間的正確映射關系。例如，在進行變壓器診斷時，BP神經網絡利用相關的傳感器監測變壓器參數變化并將其作為故障信號特征，實現快速準確的故障診斷。

2.1.3 斷路器狀態檢修

斷路器能夠在短路故障發生時迅速切斷電路，從而保護電力系統的安全穩定運行。然而受到多種外部因素的影響，斷路器可能會出現故障，所以對斷路器的故障診斷和預防性維護非常重要。作為斷路器重要的核心部件之一，觸頭磨損和老化是導致故障的重要原因。通過加裝斷路器觸頭壽命評估軟件，能夠對斷路器的分閘次數和分閘電流進行實時監測，同時可依據這些數據對觸頭的剩余壽命進行預測，這種預防性維護措施有助于提前發現潛在問題，避免故障的發生。對于6kV真空開關等特定類型的斷路器，還可以使用紅外無線測溫和光纖測溫結合的方式來對斷路器的狀態進行評估。

2.1.4 避雷器狀態檢測

氧化鋅避雷器是保證電力系統穩定運行的重要設備。通過實時監測氧化鋅避雷器兩端的漏電流能夠對避雷器的工作狀態進行全方位了解，一旦避雷器發生故障，如閥片老化或損壞，會使得漏電流發生異常變化。通過對比歷史數據和設定閥值，能夠快速發現潛在的問題，同時采取相應的維護措施。氧化鋅避雷器在正常的工作電壓下流過閥片的主要是阻性電流，通過對該電流的大小和相位角進行測量，能夠實現對避雷器絕緣性能和工作狀態的科學評估。在測量回路中引入補償元件，可消除線路的電容效應和電感效應，實現對避雷器阻性電流的準確測量。而通過光電技術進行隔離和處理，能夠有效解決極端條件下的監測問題。所以綜合運用這些監測手段能夠有效提升電力系統的穩定性，保障電力供應的安全。

2.2 變電一次設備狀態檢修技術的應用

2.2.1 變電設備狀態檢修

在提高110kV變電站安全性的過程中，應先依據變電站的地理位置及環境條件等多種因素制訂科學的系統規劃，如通過制訂相應的應急預案，同時進行定期巡檢和維護，提前發現潛在問題。而通過對運維人員的培訓，可提高其專業技能和應急處理能力。此外運維人員還應建立完善的數據管理體系，如收集和更新相關信息和數據，并對其進行整理和分析形成有價值的信息資源，為變電站的運維和管理提供數據基礎。通過信息化手段實現數據的共享和協同管理，使得運維工作效率和質量得到提升。

2.2.2 高壓開關設備狀態檢修

為確保電力系統中高壓開關設備的正常運行，維護人員應當對高壓開關設備進行定期巡查，及時發現并處理故障，以避免出現潛在的安全風險。針對高壓開關狀態進行檢測，需要對高壓開關的操作系統進行必要的檢修，這是保證其正常工作的前提條件。此外高壓開關柜的運行維護監控也是保證高壓開關設備正常運行的重要環節，通過對氣體濕度、直流電阻及氣體泄漏等參數的實時監控能發現潛在的故障。在對系統運行的監控和檢測過程中，需要采取正確的方法和技術，同時需要花費大量的時間進行維護，所以工作人員應當積極地引入先進的監控系統，以提高監控效率和準確性。對高壓開關中的油開關進行檢測維修時，應以油開關的等效切換時間和累計切斷電流作為判斷依據，通過分析相關數據來對油開關的運行狀態進行評估，從而制訂合理的維護策略和計劃。

2.2.3 主變壓器設備狀態檢修

作為電力系統中關鍵的一次設備，變壓器承擔著電壓轉換和電能傳輸的核心任務，其性能和狀態對于電網的穩定運行和供電質量的提升起到直接的作用，所以針對變壓器的檢測和狀態評估非常重要。具體的檢測狀態評估中，變壓器的溫度監控是保證其穩定運行的重要環節，具體的檢測依據紅外熱像技術及溫度傳感器來對變壓器的熱點和溫度分布進行監測，通過對過熱現象進行及時的發現來制訂預防性維護措施。此外，通過聲學檢測技術也能夠對變壓器運行所產生的噪聲信號進行監測，并依據監測結果識別相應的故障或異常狀態。在應用狀態檢修技術時，如非齊次泊松模型，能夠幫助運維人員依據歷史數據，結合實時參數的對比來對設備的健康狀態進行評估，同時制訂相應的檢修計劃。

3 電力工程中的發電廠設備狀態檢修實踐案例

某企業發電廠設備狀態檢修流程中，通過變電運維室、檢修室、輸電運檢室和配電運檢室，使得各個領域內的檢修工作得到了有效執行，保證設備狀態檢修具有較強的專業性。同時狀態評價班為整個技術實施流程提供了監督機制，通過對檢修工作所開展的定期評價，使得檢修計劃的編制擁有了更好的理論基礎。同時該企業使用了先進的PMS系統來開展信息管理，使得檢修信息實現了數字化管理流程，利用三級管控體系保證所有的檢修信息具有良好的準確性，同時施工班組將狀態檢修信息錄入系統，技術室負責審核相關信息的準確性。通過狀態評價班來對檢修信息的真實性進行審核分析。這種逐層開展的管理方式，大幅提升了檢修信息的管理效率。通過對系統中檢修信息進行不定期核查，剔除不合格數據或對績效考核指標產生影響的數據。同時，將其與員工的績效獎金進行掛鉤，全方位的監督激勵機制，使得員工處理過的檢修信息更加準確和及時，是提升系統運行效率的重要保障。

該企業在開展設備運行狀態評價時，所使用的精細化管理策略利用三級管控體系，以及狀態評價班的協同工作，實現了對設備運行狀態的全面監控和有效評價。通過三級管控體系中的各個職能使得管理網絡的嚴謹性得到了進一步加強。施工班組作為執行方，其主要職責是對設備運行狀態進行監測及對異常情況進行描述，其工作質量的保障來源于對異常運行狀態的描述的準確程度，并以此為依據，制訂合理的檢修策略。技術室則扮演著審核與分析數據的功能，除了對檢修策略和異常情況描述進行審核之外，還需要對異常狀況嚴重的設備進行分析，并以此來對設備的健康狀況進行評估，為后續檢修計劃的制訂提供科學依據。狀態評價班通過對設備運行數據的全面收集和分析來制訂工作報告，為后續檢修計劃的制訂提供科學合理的技術支持。制訂檢修計劃時，不僅要考慮設備的運行數據和歷史故障記錄，還要依據設備當前的運行狀況進行評估，組織合理的檢修力量，保證檢修工作能夠按時高效地完成。

4 結束語

電力一次設備在促進電力系統平穩運行等方面承擔著重要使命，電力企業必須采取加強設備狀態檢修和提高設備故障診斷與處理能力等有效措施，保障電力一次設備健康運行。