電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)特征分析

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；電氣二次設(shè)備；檢修技術(shù)

引言

對二次設(shè)備進(jìn)行高效檢修是關(guān)系電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)。電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，工作條件越來越復(fù)雜，繼電設(shè)備的故障率也越來越高。其主要故障形式有設(shè)備老化、元器件損壞、接觸不良及外界擾動(dòng)等。這種故障不但會(huì)引起設(shè)備自身的損傷，而且會(huì)引起電力系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)，從而引起大面積的停電。為此，對電力二次設(shè)備檢修技術(shù)進(jìn)行研究就顯得十分必要。

一、電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)的優(yōu)勢

（一）提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

二次設(shè)備的檢修可以幫助我們對設(shè)備老化、磨損或小規(guī)模的故障進(jìn)行檢測，若得不到有效的解決，電力系統(tǒng)將會(huì)在大負(fù)載或受到外界的沖擊下發(fā)生故障。比如，保護(hù)裝置故障就會(huì)引起主要的輸電線路誤斷，從而引起電力供應(yīng)不穩(wěn)甚至大面積斷電。通過周期性的檢修，可以有效地防止這類事故，保證電力系統(tǒng)在惡劣工況下的穩(wěn)定運(yùn)行[1]。由于電力系統(tǒng)負(fù)載的改變以及新能源的大量投入，其工作環(huán)境處于持續(xù)改變之中。通過電氣二次設(shè)備檢修可以使工程師能夠依據(jù)實(shí)際情況及長時(shí)間的變化情況，及時(shí)地對故障檢測靈敏度、跳閘邏輯等進(jìn)行調(diào)節(jié)。電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制對提高電力系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。在當(dāng)今的電力系統(tǒng)中，依靠各種設(shè)備精確地傳送海量的數(shù)據(jù)與指令。當(dāng)通信時(shí)滯或資料處理出錯(cuò)時(shí)，監(jiān)測中心就會(huì)產(chǎn)生判斷失誤，進(jìn)而影響到計(jì)劃制定的正確性。周期性檢修是保證信息傳遞效率與精度，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性監(jiān)測與快速響應(yīng)系統(tǒng)變動(dòng)的關(guān)鍵。

（二）優(yōu)化設(shè)備操作性能

對電氣二次設(shè)備進(jìn)行檢修，可大大減少設(shè)備的故障率。通過對二次設(shè)備的周期性檢修與校準(zhǔn)，能夠?qū)⑽⑿〉膿p耗與缺陷檢測出來，降低事故發(fā)生的概率。比如，對繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行周期性檢查，可以保證其靈敏、準(zhǔn)確，防止誤動(dòng)或不準(zhǔn)確，使整體工作更加高效[2]。電氣二次設(shè)備檢修是指對設(shè)備進(jìn)行常規(guī)的檢測與維修，能夠使老舊的、損耗的零件能夠被適時(shí)地更換，使設(shè)備的操作參數(shù)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)，使設(shè)備處于最好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。這樣的周期性檢修不但可以改善目前的生產(chǎn)狀況，而且還可以延長設(shè)備的生命周期，降低檢修費(fèi)用。電氣二次設(shè)備檢修還會(huì)對設(shè)備程序進(jìn)行周期性升級，使設(shè)備具備更好的數(shù)據(jù)分析和準(zhǔn)確控制邏輯。在檢修期間，技術(shù)人員不僅要完成檢修工作，還要對設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行評價(jià)，找出改進(jìn)的方法。通過對電力系統(tǒng)的不斷完善與優(yōu)化，保證電力系統(tǒng)的運(yùn)營要求。

二、電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修中的常見故障

（一）因繼電器接觸不良而造成信號中斷

在繼電器接觸不良時(shí)，最即時(shí)的影響就是信號中斷。在此過程中，由于電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常，不僅會(huì)造成系統(tǒng)失穩(wěn)，還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)連鎖事故，從而造成大面積的停電事故。影響觸點(diǎn)質(zhì)量的因素有很多，如繼電器老化、檢修不當(dāng)、環(huán)境因素等。上述原因都有可能造成觸點(diǎn)氧化、磨損或腐蝕，使其不能正常工作。在電力系統(tǒng)中，保護(hù)故障、控制指令不正確等問題也會(huì)引起設(shè)備破壞和電源中斷[3]。為了保證電力系統(tǒng)安全可靠，我們必須對繼電保護(hù)中故障產(chǎn)生的原因和影響進(jìn)行研究。通過對故障的精確診斷、及時(shí)的檢修維護(hù)可以減少因接觸不良而造成的信號中斷，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

（二）保護(hù)裝置參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤

繼電保護(hù)是電網(wǎng)中的重要組成部分，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，需要對其進(jìn)行處理，以確保系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。但是，若選擇不合適的保護(hù)參數(shù)，將會(huì)導(dǎo)致其失效。錯(cuò)誤的設(shè)置可能是因?yàn)樵O(shè)計(jì)上的缺陷，也可能是因?yàn)槿藶樵O(shè)置上的錯(cuò)誤，導(dǎo)致繼電裝置不能準(zhǔn)確地識(shí)別出問題，也可能會(huì)導(dǎo)致停電。例如，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)短路時(shí)，因其參數(shù)設(shè)定不當(dāng)，無法快速地對故障元件進(jìn)行切除，造成供電中斷。

（三）因絕緣性能退化而導(dǎo)致的繼電保護(hù)故障

為了保證電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，繼電保護(hù)的正常工作顯得尤為重要。在電氣二次設(shè)備中，由于材料老化、環(huán)境腐蝕等原因，都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備絕緣性能退化。由于上述原因，絕緣體的理化性能發(fā)生了改變，降低了其絕緣效能。在電力設(shè)備運(yùn)行過程中，電力設(shè)備的運(yùn)行狀況會(huì)發(fā)生變化，則會(huì)造成設(shè)備故障，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行。例如，當(dāng)保護(hù)材料絕緣性能不良時(shí)，會(huì)造成保護(hù)設(shè)備的誤動(dòng)和拒動(dòng)，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定產(chǎn)生影響。同時(shí)，由于絕緣特性的降低，也會(huì)增大電氣設(shè)備的泄漏危險(xiǎn)，提高了設(shè)備運(yùn)營費(fèi)用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對操作者造成人身危險(xiǎn)。

三、電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)

（一）智能診斷技術(shù)

智能診斷技術(shù)是通過安裝保護(hù)繼電器、開關(guān)和控制系統(tǒng)等重要設(shè)備上的傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況。在此基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，對所采集的大數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，可以將其與現(xiàn)有的檢修技術(shù)進(jìn)行比較。檢修人員能夠依據(jù)智能診斷技術(shù)給出的意見，實(shí)施有目標(biāo)的檢修。比如，當(dāng)繼電器出現(xiàn)了不正常的觸點(diǎn)時(shí)，檢修人員就會(huì)集中精力對其觸點(diǎn)部位進(jìn)行清洗或者更換。為了保證該設(shè)備在實(shí)際使用中能夠獲得最好的工作狀態(tài)，智能診斷技術(shù)可以給出相應(yīng)的調(diào)節(jié)措施建議[4]。在此基礎(chǔ)上，智能診斷技術(shù)還可以對設(shè)備進(jìn)行長期的健康評價(jià)與使用壽命預(yù)估。通過對設(shè)備的長時(shí)間工作參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而對設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)，并對該設(shè)備的剩余壽命進(jìn)行預(yù)測，這也是制定檢修計(jì)劃及實(shí)現(xiàn)設(shè)備升級的關(guān)鍵。

（二）熱像監(jiān)測技術(shù)

熱圖像監(jiān)測就是通過探測設(shè)備發(fā)出的紅外線，來判定設(shè)備中的溫度有沒有變化。溫度圖像監(jiān)測主要用于對電氣輔機(jī)如變壓器、斷路器、繼電器等的測量。采用紅外熱成像技術(shù)，可以迅速地測定出溫度場的大小。例如，在進(jìn)行維修時(shí)，對開關(guān)進(jìn)行熱成像時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)觸頭或極柱發(fā)生異常升高，其原因很有可能是由于接觸不良或過流引起的。在熱成像監(jiān)測中，需要對所獲取的紅外成像數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)分析，以發(fā)現(xiàn)其在室溫條件下的各項(xiàng)參數(shù)的改變，進(jìn)而判斷其上有無異常“熱點(diǎn)”[5]。這就需要設(shè)計(jì)工作者既要熟知設(shè)備的一般工作特點(diǎn)，又要懂得如何判讀設(shè)備。由于各種設(shè)備及材質(zhì)的使用，其熱成像特性各不相同，若出現(xiàn)偏差，則有可能導(dǎo)致故障。通過對電氣二次設(shè)備周期性檢測，技術(shù)人員可以對電氣二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，從而在微小的故障發(fā)生之前，就能及早地檢測和處理。通過對電力系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性檢修，可以有效地延長電力系統(tǒng)運(yùn)行周期，降低非預(yù)期故障概率，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。在使用熱像監(jiān)測技術(shù)時(shí)，環(huán)境溫度、設(shè)備表面反射率、設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷等都會(huì)對紅外圖像產(chǎn)生一定影響[6]。所以，為了保證檢測的精度，必須選取合適的溫度場，并結(jié)合設(shè)備的工作狀況，對溫度場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

四、電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)特征的優(yōu)化

（一）創(chuàng)新電氣設(shè)備檢修方式

技術(shù)人員必須對具有高精密檢測設(shè)備及智能數(shù)據(jù)分析的自動(dòng)檢測系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。例如，在對繼電器和電能表等設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，可以對電流、電壓、相位差等電參數(shù)進(jìn)行迅速而精確的檢查，并利用智能化的軟件對其進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，該方法可以有效地降低人工誤差。通過設(shè)置各種傳感器，可以對電氣二次設(shè)備的溫度、電流、電壓等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將這些信息傳送給監(jiān)測中心進(jìn)行處理。高壓設(shè)備的絕緣特性直接關(guān)系到設(shè)備的安全性。為了避免由于絕緣故障造成的重大安全隱患，技術(shù)人員迫切要求通過介質(zhì)損耗等先進(jìn)的絕緣檢測手段對其進(jìn)行評價(jià)，保證檢修工作的連續(xù)性和規(guī)范化。此外，技術(shù)人員還可以利用數(shù)字技術(shù)對檢修方案進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，獲取檢修決策信息，并對電氣二次設(shè)備進(jìn)行有效的維護(hù)與改造。

（二）完善電氣設(shè)備保養(yǎng)工作

檢修人員要依據(jù)變壓器、斷路器、控制設(shè)備等各類二次設(shè)備的工作特點(diǎn)，并經(jīng)廠商推薦，確定檢修時(shí)間及檢修計(jì)劃。例如，對于使用頻率較高或在苛刻條件下工作的設(shè)備，應(yīng)制定定期維護(hù)計(jì)劃。檢修過程中，要對電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況及所采用的各種方法進(jìn)行詳細(xì)記錄，以便進(jìn)行檢修跟蹤，并為后續(xù)故障分析等工作提供依據(jù)。設(shè)備保養(yǎng)工作應(yīng)當(dāng)包括對繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行特征的周期性檢測，以確保其響應(yīng)速度及準(zhǔn)確性符合要求。對帶有自動(dòng)控制或遙控監(jiān)測的二次設(shè)備，檢修人員需要對其軟件進(jìn)行定期升級和調(diào)整，以適應(yīng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行需求。對已進(jìn)入使用年限或接近使用年限的二次設(shè)備，在保養(yǎng)過程中也要進(jìn)行壽命評估及更換方案的制定。這既包括對設(shè)備自身的檢查，也包括對相關(guān)元器件和消耗物的檢查，如絕緣材料、連接電纜等。針對不能通過簡易維護(hù)而自動(dòng)修復(fù)的設(shè)備，檢修人員應(yīng)當(dāng)制定合理的更換方案，防止設(shè)備發(fā)生事故后，對系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不利的影響。

（三）加強(qiáng)隔熱層的性質(zhì)

為了改善絕緣體的電氣絕緣性能，改善其耐老化性能及力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)預(yù)防絕緣破壞與電氣短路的目的，所以要選擇具有優(yōu)異電絕緣性能、高耐熱、高力學(xué)性能的高絕緣材料。比如，通過對環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺以及含氟樹脂的改性，可以有效地改善其絕緣和溫度。利用納米技術(shù)對絕緣材料進(jìn)行表面修飾，如添加氧化鋁、二氧化硅等，可以大幅度改善其耐局部放電的特性。在絕緣體的制作上，采取先進(jìn)的制作技術(shù)，并對其進(jìn)行嚴(yán)密的品質(zhì)管理。比如，通過調(diào)控硫化反應(yīng)的溫度、溫度等，實(shí)現(xiàn)對絕緣體顯微組織的調(diào)控，降低內(nèi)應(yīng)力，改善絕緣體的耐老化能力。利用高精密加工設(shè)備及技術(shù)，減少因場強(qiáng)聚集而引起的沿面放電等危險(xiǎn)。通過對絕緣體進(jìn)行電氣強(qiáng)度、熱老化、力學(xué)等方面的測試與評價(jià)，實(shí)時(shí)監(jiān)測其性能的演變，并及早檢測出可能存在的缺陷。在電氣二次設(shè)備檢修中，還需要認(rèn)真考慮各種不同類型的隔離層的使用與布置。在設(shè)計(jì)過程中，需要綜合考量各種電子設(shè)備對高壓、高溫、潮濕等惡劣條件下的工作特性。在檢修、檢修期間，要對絕緣體的完好度、工作狀態(tài)進(jìn)行全面檢測，對已老化或損壞的絕緣元件進(jìn)行更換。利用在線監(jiān)測、紅外熱成像、超聲等先進(jìn)的智能化監(jiān)測手段，可以有效地發(fā)現(xiàn)絕緣結(jié)構(gòu)中存在的潛在問題，在其惡化之前及時(shí)采取預(yù)防檢修措施。

（四）提高通信組件的檢修和更新能力

在電力系統(tǒng)二次設(shè)備的檢修中，通信組件的檢修和更新是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的工作，它關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送的穩(wěn)定。檢修工作主要是對通信模塊的硬件進(jìn)行周期性的檢修，主要是對通信接口、電源、信號處理等重要部分進(jìn)行檢測。比如，當(dāng)界面出現(xiàn)損壞或者是接觸不好的情況時(shí)，要立即修理或者替換，以保證信息的穩(wěn)定傳遞。此外，還需要對通信協(xié)議、固件、驅(qū)動(dòng)等進(jìn)行周期性的更新，使之符合當(dāng)前的技術(shù)要求。在此基礎(chǔ)上，要對通信模塊進(jìn)行優(yōu)化，改善通信系統(tǒng)的性能，改善通信系統(tǒng)的兼容性，降低由于軟件錯(cuò)誤而造成的通信問題。對通信組件進(jìn)行電磁兼容性能的改善也是其檢修與更新的重要步驟。采用屏蔽、濾波、接地等技術(shù)，能顯著減小系統(tǒng)的電磁干擾，增強(qiáng)其在復(fù)雜的電磁環(huán)境中的工作性能。在通信鏈路的規(guī)劃與布置中，要綜合考慮最優(yōu)配線長度與配線模式，以降低信號損耗與時(shí)延，保證信息的有效與穩(wěn)定性。此外，針對無線通信模組，亦須重視訊號之覆蓋與強(qiáng)度，適時(shí)進(jìn)行天線布置與替換，以維持較佳之通信品質(zhì)。在通信組件的運(yùn)作監(jiān)視上，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理與故障診斷系統(tǒng)，對通信模組的工作狀況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)視與分析，是及時(shí)偵測與處理故障、防止系統(tǒng)中斷的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分析與故障診斷軟件，對網(wǎng)絡(luò)流量、時(shí)延、錯(cuò)誤率等重要性能進(jìn)行監(jiān)測，保證通信組件的可靠度。另外，要在系統(tǒng)中引入新技術(shù)。在重要通信通路上采用兩路或多路冗余，當(dāng)主要通路發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，可以迅速轉(zhuǎn)換到后備通路，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)傳送。

（五）熟練運(yùn)用維護(hù)規(guī)程和預(yù)防措施

在對電氣二次設(shè)備進(jìn)行檢修之前，要對要檢修的設(shè)備的技術(shù)要求，工藝流程，操作規(guī)程等方面的資料都要詳細(xì)地掌握，并且要弄清楚檢修的程序和要做的事情。在使用過程中，要對所使用的工具和設(shè)備進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，確保它們的安全性和可靠性。在巡視期間，一定要本著“安全第一”的方針，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和規(guī)范操作，保證設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。二次設(shè)備檢修時(shí)，要做到每個(gè)環(huán)節(jié)都要仔細(xì)檢測。尤其要注意保護(hù)和計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行狀況，一旦出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，要立即加以解決，并采取相應(yīng)的對策。檢修完畢后，應(yīng)作一綜合檢驗(yàn)，以保證無疏漏。在二次設(shè)備檢修時(shí)，可以利用諸如絕緣條、絕緣條等輔助工具。本實(shí)用新型能使使用者與電力供應(yīng)保持距離，減少觸電的風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)語

電力系統(tǒng)二次設(shè)備由于其內(nèi)部構(gòu)造比較復(fù)雜，所牽涉的元器件數(shù)目眾多，所以相關(guān)檢修也存在較高難度。技術(shù)人員應(yīng)該立足于現(xiàn)實(shí)，對電氣二次設(shè)備檢修工作中遇到的困難和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，進(jìn)一步推進(jìn)有關(guān)的檢修計(jì)劃和檢修制度的健全。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，采取預(yù)防性檢修、狀態(tài)檢修和全面監(jiān)測等措施，能夠有效地減少設(shè)備的故障發(fā)生率，從而提高電力系統(tǒng)的安全性。

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