变电设备状态检修应用探讨

摘要：电力是当今社会发展的最主要能源，供电企业的重要性不言而喻。而对变电设备这一重要设备的状态进行检测、维护、修理是保障电力企业正常发电的重要环节。现在电力企业中对变电设备主要采取定期检查的方法，但是应对突发状况的能力较为缺乏。文章在长期实践经历的基础上，对变电设备状态检修的应用进行了探讨。

关键词：变电设备；状态检修；电力资源；供电企业；电力需求；电网稳定性 文献标识码：A

中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2016）09-0033-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.015

1 概述

国家经济发展水平在不断进步与提高，对电力的需求量、对电网稳定性的需要也不断增长。随着供电系统不断扩大，变电站点不断增加，如何保证供电的安全以及电力输送的稳定成为电力企业不得不正视的一大难点。作为高危的电能，一旦供电网络的某一环节出现问题，不仅对各类设备产生重大破坏，还会影响居民正常生活用电以及可能造成的人员伤亡与经济损失。而变电站作为供电网络中基点的存在，一旦出现问题，对电能的输送会产生重大打击，所以需要对变电站进行完善的维护与检修，以保证其平稳运行的状态。

2 变电设备状态检修定义、作用与流程

状态检修即对设备的状态进行科学的监测与分析，得出大量数据信息，通过数据反馈判断设备是否健康；出现异常时对故障进行预测并安排及时处理。作用一般体现在可以在动态的状态需求的情况下，及时检修以便对设备进行合理的维修，能避免现在定期检修中可能出现的设备修理不及时或者设备修理过于频繁造成使用寿命减少的情况，进而提高设备的稳定性。

流程一般如下：首先通过已有的数据，例如观察数据与检修历史，采用非齐次泊松随机模型，输入参数，在平衡费用与稳定的基础上有效判断设备是否有维修需求；其次即时观察设备状态并做好记录分析。一般监测设备的特征量、历史运行状况、现行参数等多项数据；再次进行数据分析，进一步确定设备状态是否需要故障检查与维修。没有故障最好，这时候只要做好记录，以便于下一次状态监测即可。有故障就进入下一流程，即将设备各类故障与可能发生的情况列出参数代入设定好的模型进行计算；最后，通过观测设备状态以及时间参数决定设备的维修时机。

3 变电设备状态检修主要技术支持

3.1 可靠性评估

根据产品的结构、模型等信息，对产品的性能做出评估，得出可靠性结论即为可靠性评估的大体思路。状态检修这项技术关键的一部分就是可靠性评估。广义的可靠性评估一般采用数理统计的方法论，以数学的思想、统计学的手段进行的评估。一般电力企业主要采用贝叶斯方法，这一方法正常程序上有三个步骤：首先是对个体设备进行评估；其次是根据每一个单位个体反映出的可靠性信息汇总到整体，判断整个变电设备的状态；最后是对整体的信息进行评估，判断其可靠性。整个流程就是一个个体分析与整体汇总的流程，随着变电设备评估的发展，新型科技在不断被应用，比如信息融合技术等科技，正在与传统方法相融合，以适应不断复杂化的供电系统。

3.2 传感技术与抗干扰技术

由于传感器的结构较为复杂、元件众多，单凭目视难以准确判断传感器的状态以及是否有故障，于是就需要应用传感技术。随着科技发展，传感技术的精确程度也在不断更新。这使得对传感器的准确传感变得可行，也使得获取的传感器信息更加准确丰富，以便于工作人员对变电器状态的准确判断与故障识别。传感器的结构十分复杂，众多的电子元件与集成线路使得对其的状态监测变得艰难，而变电器等电网间的设备也因为更加精密化使得其越来越受不了电磁干扰等外界因素。异常的电磁波动或者其他电信号的干扰会使得变电器出现各类问题，例如导致信号失真等不正常情况，严重者可能导致传感器的元件出现损坏。所以说，如何试验传感器及其组件的抗干扰性与兼容性，便成为检测的一个重要内容。幸运的是，随着近年来科技在各个领域的广泛应用，电力系统对状态监测中的新技术应用也与时俱进，例如数学形态学滤波技术等专业性高科技的投入使用，对抗干扰与防止信号错失有着重要意义。

3.3 原则

通过实践操作，有以下原则总结：从实际出发，结合具体情况分析对待，有必要修则修，确定修就修好。现在的电力企业主要有以下两类情况：一是新项目或者项目改建的情况，在这种情况下，由于设备更新，可以利用状态检修，在项目开展过程中就加装相关设备，从设备投入初始就开始监测其状态，不断记录数据，然后合理监修；二是已投入使用的变电站，如果极少出现事故或者是变电站处于电网不重要的线路地区上，从费效比上看，采用状态监测是不划算的，因为状态检修的一套设备是十分昂贵的。可以简化对系统的状态检修，改为对关键部位、高故障率原件的状态监测。这样既实用，又降低成本，整体性价比高。在一段时间的检测后，可以根据具体的情况，对状态的监测时间段进行合理调整，延长稳定部件的检测时间间隔，缩短故障部件的监测时间间隔，并在不断的调整中找到一个最佳监测方案。对一些基础设备元件或者是数目众多的部件，可以不采取状态监测，直接进行更换，以追求最佳使用状态与最低工作成本。

3.4 状态监测分类

变电站的状态监测，一般分为三个方面：一是在线监测，顾名思义，通过计算机与各类监测设备的在线接通，即时、在线地监测各类被监测设备状态的参数；二是离线监测，则是对变电设备定期不定期地通过不同仪器，例如振动监测仪等监测设备，定期监测或者不定期抽查变电设备，提取各种运行参数；三是定期解体点检，一般是在设备大修或者电网暂停供电进行检查时，在一个比较特定的情况下，依据操作流程和工作标准，通过拆解设备以便于详细地观察设备的状态。

3.5 设备的故障诊断

设备的故障一般有以下两种诊断方法：一是综合诊断法，这种诊断由于之前需要做大量的数据收集工作，包括在线监测系统提供的大量数据，如变压器的绝缘情况、变压器油色谱情况、变压器运行的温度、负荷情况，开关类设备检测结果，对设备的离线采集数据，并归纳总结设备运行信息。将这些收集整理的数据与基于知识的专家系统知识库进行匹配，最终诊断出结果；二是基于人工神经网络的智能诊断，人工神经网络智能诊断又分为多种，但这些诊断技术多用于发电、继电设备当中，对变电设备的故障诊断，较多的是基于知识的智能诊断系统。

4 变电设备状态检修的应用

变电设备的状态检修一般应用于变压器、断路器、隔离开关与GIS等电路系统的重要组成部分：

4.1 变压器的应用

一般有三种方法来对变压器进行状态检修：一是提取变压器内的气体进行物理分析比较常用，因为气体的物理性质例如成分、百分比率等易于得出答案；二是对局部放电现象的观测也是一个关注点；三是频率响应分析法，这个方法一般专用于对绕组状态的检修，因为如果绕组状态有变化，再微小都可以通过频率变化反映出来。一般利用以上三种方法，对变压器的各类元件的完整性、可用性与变化性进行判断。

4.2 断路器的状态检测

断路器一般会出现以下故障：拒动、误动的动作反应，声音或者温度异常，严重情况下的着火甚至爆炸现象。一般来说，断路器出现故障的原因有很多，接通断路器的直流电电压不符合断路器的指标会导致故障，保险与闸口的接触不良或者正负极接错也会造成故障，操作不当或者电池容量不足也会造成故障，还有断路器开关的结构性错误也能导致问题发生。据相关数据显示，断路器的故障主要以机械故障为主，所有对断路器的状态检测主要倾向于对其的机械状态进行监控与排障。

4.3 隔离开关的检测

常见的故障一般有载流回路过热和接触不良这两类：第一类故障大多由于隔离开关本身的实际作用与特点导致其自身接触面积较小，又需要隔离多个环节的电路动作，所以容易产生过热现象导致故障发生，需要强调的是，过热现象一般出现在接线座与触头；第二类故障是因为隔离开关要隔离多个部件，随时可能出现某一部件接触不良的现象。而且在现实中，很多部件可能会出现制造的不够精良、安装的不够准确、调试出现问题使得位置不准确，容易接触不良。接触不良的状态监测，一般以安装时的预防为主以及运行时的监控为辅。

4.4 对GIS的状态监测

一般从气体检测、局部放电监测、断路器等方面进行检测，GIS的可靠性较高，然而为了保证正常运行，仍然要监测，以策万全。

5 结语

电力企业作为当今经济建设的能源重要保障企业，对国计民生都有着无比重要的意义。而这一重要责任下，电力企业由于其工作领域的专业性和复杂性，设备设施容易出现各类故障。为了避免故障产生后对整个社会正常生产生活造成影响，我们需要对其的状态监测进行研究与应用。在电力设备的前端生产安装、中端运行维护、终端维修更换等全部环节进行有效作为，以保证电力企业的可持续发展。

参考文献

[1] 许晴，王品.电力设备状态检修技术研究综述[J].电网技术，2014，（9）.

[2] 李志武.电力设备状态检修实施策略研究[J].忻州师范学院学报，2014，（12）.

[3] 高翔.继电保护状态检修应用技术[M].北京：中国电力出版社，2013.

作者简介：张辉（1981-），女，国网湖北省电力公司检修公司工程师，研究方向：变电运行、调度检修计划。