電氣設(shè)備狀態(tài)分析及其維修策略初探

閆紀(jì)弛

（中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院，江蘇 徐州 221005）

幾十年來，我國電力生產(chǎn)中的高壓電器設(shè)備的技術(shù)管理一直沿用一些國外的管理模式，采用的是設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)＋設(shè)備計(jì)劃大修的維修模式。不可否認(rèn)，多年來這種管理模式在我國的電力生產(chǎn)中發(fā)揮了很大的作用。但也存在弊端，主要表現(xiàn)在需要檢修的電氣設(shè)備卻不能修而造成事故發(fā)生；不需要檢修的電氣設(shè)備卻仍然按周期進(jìn)行大修等。實(shí)際上，電氣設(shè)備的狀態(tài)維修是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)國家普遍推行的一種科學(xué)的設(shè)備維修管理策略。

1 電氣設(shè)備狀態(tài)分析

1.1 電氣設(shè)備狀態(tài)的確定

《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》是目前我國電力行業(yè)設(shè)備維護(hù)的指導(dǎo)性文件，已對我國電網(wǎng)的安全運(yùn)行發(fā)揮了積極的作用。預(yù)防性試驗(yàn)所確定的原則在導(dǎo)則的設(shè)備狀態(tài)分析中仍然是重要依據(jù)之一。根據(jù)故障診斷、維修經(jīng)驗(yàn)以及專家的分析，建議將電氣設(shè)備的健康狀態(tài)分為：健康、良好、注意、惡化、差，電氣設(shè)備處于“健康”狀態(tài)，意味著所有預(yù)試數(shù)據(jù)均遠(yuǎn)離規(guī)程中的注意值或與優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品出廠值相近，且既沒有經(jīng)歷不良工況，又沒有家族質(zhì)量缺陷史，即電氣設(shè)備完全處于正常狀態(tài)。電氣設(shè)備處于“良好”狀態(tài)，意味著所有預(yù)試數(shù)據(jù)均遠(yuǎn)未達(dá)到規(guī)程中的注意值，可根據(jù)規(guī)程延期或按計(jì)劃安排電氣設(shè)備的檢修。電氣設(shè)備處于“注意”狀態(tài)，意味著所有預(yù)試數(shù)據(jù)接近規(guī)程中的注意值，劣化趨勢不明顯，與同類電氣設(shè)備相比相當(dāng)或略差，可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃情況優(yōu)先安排電氣設(shè)備的檢修。電氣設(shè)備處于“惡化”狀態(tài)，意味著所有預(yù)試數(shù)據(jù)接近或達(dá)到規(guī)程中的注意值，有明顯的劣化趨勢，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況、供電安全情況以及資金情況，盡快安排電氣設(shè)備的檢修。電氣設(shè)備處于“差”狀態(tài)，意味著所有預(yù)試數(shù)據(jù)達(dá)到或超過規(guī)程中的注意值，劣化趨勢非常明顯，電氣設(shè)備應(yīng)該立即停電進(jìn)行檢修。

1.2 電氣狀態(tài)分析構(gòu)成機(jī)理

電氣設(shè)備狀態(tài)分析與判別專家系統(tǒng)屬于診斷預(yù)測型專家系統(tǒng)，它不僅根據(jù)數(shù)據(jù)判斷電氣設(shè)備實(shí)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)；還要根據(jù)其運(yùn)行狀態(tài)的變化趨勢，來預(yù)測電氣設(shè)備未來的狀態(tài)，提請注意。其構(gòu)成部分依據(jù)推理機(jī)、數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫、用戶接口。推理機(jī)是指電氣設(shè)備狀態(tài)分析與診斷專家系統(tǒng)使用知識(shí)庫的內(nèi)容進(jìn)行推理，推理依據(jù)主要是《預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定；數(shù)據(jù)庫是指用于存儲(chǔ)電氣設(shè)備狀態(tài)的相關(guān)信息，包括試驗(yàn)記錄、試驗(yàn)結(jié)果、診斷結(jié)果等內(nèi)容。知識(shí)庫用來存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)＜姨囟ǖ念I(lǐng)域知識(shí)，其中包括邏輯性知識(shí)與啟發(fā)性知識(shí)，以此為依據(jù)，可以對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，診斷出電氣設(shè)備的狀態(tài)，提出預(yù)警；用戶接口要能方便用戶操作，具有很強(qiáng)的兼容性，方便數(shù)據(jù)的錄入和數(shù)據(jù)輸出，可為該專家系統(tǒng)的提供友好的界面，并可掛網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)資源共享。

2 電氣設(shè)備維修技術(shù)

2.1 電氣設(shè)備故障分析

電氣設(shè)備故障的產(chǎn)生通常是由多種因素造成的。電氣設(shè)備在工作過程中，其零部件由于磨損、疲勞、老化等因素會(huì)引起結(jié)構(gòu)上的劣化或失效，即引起其固有特性的改變，從而使設(shè)備不能正常輸出。故障的傳播過程實(shí)質(zhì)上是異常輸出的傳播過程，這種傳播是一個(gè)由低層到高層的逐層傳播過程。這里需要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)的是，故障是系統(tǒng)的固有特性發(fā)生了不允許的劣化后，系統(tǒng)所處的一種狀態(tài)。子系統(tǒng)或零部件之間的聯(lián)系也會(huì)由于參數(shù)的變化、安裝不當(dāng)、相互位置改變等因素引起劣化和失效，從而導(dǎo)致系統(tǒng)偏離正常狀態(tài)；系統(tǒng)的異常輸入有時(shí)也會(huì)使有關(guān)的元素或聯(lián)系的狀態(tài)發(fā)生變化，這些變化如果超出一定的范圍，將引起包含這些元素或聯(lián)系的狀態(tài)發(fā)生改變，進(jìn)而產(chǎn)生異常輸出。子系統(tǒng)或零部件之間的聯(lián)系也會(huì)由于參數(shù)的變化、安裝不當(dāng)、相互位置改變等因素引起劣化和失效，從而導(dǎo)致系統(tǒng)偏離正常狀態(tài)。系統(tǒng)的異常輸入有時(shí)也會(huì)使有關(guān)的元素或聯(lián)系的狀態(tài)發(fā)生變化，這些變化如果超出一定的范圍，將引起包含這些元素或聯(lián)系的狀態(tài)發(fā)生改變，進(jìn)而產(chǎn)生異常輸出。

2.2 電氣設(shè)備維修實(shí)例分析

2010年7月8日，某供電分公司運(yùn)行人員對其所管理的某110 kV變電站110 kV I段母線B相電容式電壓互感器進(jìn)行紅外測溫。檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)CVT底座嚴(yán)重過熱，溫度已達(dá)90 ℃（環(huán)境溫度30 ℃），為查找原因，及時(shí)將其退出運(yùn)行。對其進(jìn)行常規(guī)高壓試驗(yàn)項(xiàng)目，結(jié)果均合格，進(jìn)行油色譜化驗(yàn)，使用電氣設(shè)備狀態(tài)分析進(jìn)行分析和診斷。隨后對CVT進(jìn)行了解體檢查。解體后可看到CVT內(nèi)部輔助一次側(cè)阻尼器中阻尼電阻燒損、阻尼電阻外漆包線己嚴(yán)重?zé)龎?、銅線裸露，纏繞電阻的絕緣板也發(fā)生變色。另外能聞到明顯的油燒糊的味道。進(jìn)一步檢查認(rèn)為CVT中間電壓電磁單元中輔助諧振電容c。擊穿短路、壓敏電阻（保護(hù)閥片）燒損等內(nèi)部故障產(chǎn)生高溫是造成此類型故障的原因。經(jīng)過檢修，故障排除。

電氣設(shè)備狀態(tài)分析是傳統(tǒng)的學(xué)科之一，逐步引進(jìn)電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，把故障診斷、人工智能、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通訊等方面的細(xì)節(jié)問題進(jìn)行歸類，轉(zhuǎn)變成故障診斷領(lǐng)域的前沿學(xué)科，還存在許多細(xì)節(jié)問題有待解決和研究。在生產(chǎn)實(shí)際現(xiàn)場中逐步提高故障診斷的智能化水平，是這一領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者共同的任務(wù)。

1 謝慶華.紅外診斷技術(shù)在帶電設(shè)備缺陷診斷中的運(yùn)用[J].四川電力技術(shù)，2008（S1）

2 李曉玉、陳淮、吳侃.高壓電氣設(shè)備地震時(shí)程響應(yīng)分析[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2002（4）

3 王冰、陳永琴、尹瓊.高壓電氣設(shè)備紅外診斷應(yīng)用分析[J].云南電力技術(shù)，2004（1）