变电设备状态检修分析

摘要：电力已成为当今社会的主要能源动力，保证电力系统设备的可靠运行是维持整个社会经济的健康持续发展的基石。由于变电设备在电力系统中不可替代的地位，保证其可靠运行尤其重要，同时对变电设备状态检测与故障诊断，有利于电力部门进行检修，提高电力系统运行的安全可靠水平。

关键词：变电设备 变压器 状态检修 RCM

电力行业是设备资金密集型产业，做好电力设备的维修不仅是降低电力企业的运行成本的有效手段，而且是电力企业正常运作的基石。维修虽然是一项基本的业务职能，但是做好维修工作不仅可以提高企业资产利用率和持续改进资产性能，而且可以降低经营风险，提高产品质量，降低生产成本。因此检修对于电力行业来讲有着十分重要的意义。本文对电气设备的状态检修进行了分析。

1、状态检修原理及主要问题

状态检修是指在设备状态评价的基础上，根据设备状态和分析诊断结果安排检修时间和项目，并主动实施的检修方式。目前国内对正确开展变电设备状态检修变电设备的缺乏共识，对设备运行状态缺乏统一的分析诊断模型，僵化于固有的简单的预防性实验合格与否上，从而不能很好地把握设备当前的运行状况和未来的发展趋势的评估方法。同时目前的管理模式僵化，各专业技术人员测试分析缺乏横向联系，难以形成统一的总体策略研究。过分依赖在线监测技术，缺乏对实际问题进行实际细致的考察研究，同时由于目前在线监测技术水平的限制，过分依赖在线监控甚至会提高检修成本，影响整个状态检修策略的应用研究。

2、设备状态信息采集

我们要合理的进行变电设备检修，首先要正确的掌握变电设备的健康状态。如何正确经济的获取变电设备的运行信息，对信息进行科学的分析就显得格外重要。状态信息的监测主要有如下几种手段：

（1）常规检试项目的不停电采集。需要获取的状态量主要有：1）主变压器的油色谱分析、微水含量检测、油化学分析、油介损等试验。实验结果可及时反映检测设备是否存在金属性或固体性放电、过热，设备是否受潮、油质质量高低以及主绝缘是否良好等相关问题。2）应用先进的技术手段进行的110kV及以上互感器带电状态下进行取油样完成油化学、色谱试验。3）带电状态下对110kV及以上SF6开关进行气体微水含量检测试验。

（2）利用在线监控对状态量采集。采集的主要信息有：1）介损在线检测。即把电流互感器串接在电容性设备的末屏与地之间，利用设备漏电流，对信号进行处理取得介质损耗角和电容量等状态量。2）设备漏电流在线检测。把传感器串接在设备底部和地之间，检测设备内部的漏电流。

（3）利用其他先进方式进行检测。如用红外测温装置对设备导体过流过热、导体连接部位以及充油设备运行状况（如油温、油位、主变冷却循环系统）等进行运行状态监测；进行糠醛含量试验，以掌握设备当前的老化程度和发展趋势；利用频率响应法为主变压器建立绕组指纹档案，分析变压器绕组的变形受损情况。

3、设备状态信息分析

变电设备的运行状态的评估主要包括绝缘性能、导电性能和机械性能三方面。对系统状态进行分析所需要的状态量的来源和获取方法是多样的，确定状态量自身的重要程度或与设备性能指标的相关程度，以及每个状态量对不同设备不同性能指标的隶属度，有利于变电设备运行情况评价的进行。同时由于电网规模的不断扩大，数据信息数量与日俱增，分析方法错综复杂，传统手工分析的工作量与时效性已成为进一步开展状态性检修的新的制约因素，建立强大的设备基础数据状态信息采集管理系统也越来越重要。

目前进行变电设备故障诊断模型主要采用神经网络算法。人工神经网络是一门交叉学科，是人类智能研究的重要组成部分，是人工智能、神经学科、认知科学、心理学、行为学等共同关心的焦点。人工神经网络（ANN）由于其高度的非线性映射能力在电力系统模式识别有着广泛深入的应用研究。实际应用表明神经网络算法能较为有效地弥补传统比值出现的编码不全，编码边界过于绝对的弊端，表现了较强的泛化能力，它已逐步成为传统比值分析方法的有力补充。

4、设备状态维护策略的研究与应用

状态检修的目的是运用状态诊断及评估结果科学有效地指导和实施设备维护这一业务职能。维修策略以RCM的应用为发展主流。以可靠性为中心的维修（RCM）是建立在设备的设计特点、运行功能、失效模型和后果分析的基础上，以最大程度的提高设备使用的可靠性为目的，利用现有的安全性数据和可靠性数据，判断子系统及其零部件是否处于临界状态，是否需要修复、改进和再设计，对维修进行必要性及可行性分析，重新评估维修要求，最终制订出实用、合理的维修计划或大纲。

RCM特别之处在于它以故障所引发后果的严重程度为出发点，最大程度的避免或者减轻故障的不良后果。RCM根据重要性将故障后果根据重要性分为安全性和环境性后果，隐蔽性故障后果，使用性后果，非使用性后果四种。根据这些故障后果RCM遵守以下四种原则：

（1）设备丧失功能或者所发生的故障存在安全性和环境性后果，则必须进行预防维修，如果预防维修不能把故障的危害性降低到可接受水平，则必须改变工艺流程或者对其进行重新设计；

（2）对隐蔽故障必须进行预防维修；

（3）预防故障的维修任务必须经济；

（4）维修任务的设计尽量满足标准化、模块化、互换性和可达性等要求。

RCM分析的关键技术包括数据获取；失效模式、机理和原因的分析；鉴定重要项目和隐蔽项目；RCM的逻辑分析；可靠性、维修性设计及分析。

5、结语

变电设备状态检修应用研究近年来成为输变电设备检修策略研究的焦点问题，做好变电设备的状态检修对维持电力系统正常经济的运行有着不可替代的作用。我们要不断的对状态检修进行深入理解分析，提出更为先进的理论，以促使其不断地完善和发展。

参考文献

[1]黄雅罗，黄树红，彭忠泽.发电设备状态检修.北京：中国电力出版社，2000.

[2]李录平.汽轮机组故障诊断技术.北京：中国电力出版社，2001.

[3]常州供电局.电力设备状态检修策略的认识与实践.电气设备状态检修和在线监测论文集，2000.1.8.