變電設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)研究

摘 要：變電設(shè)備是電能傳輸、連接發(fā)電和配用電兩端的關(guān)鍵樞紐，傳統(tǒng)的變電設(shè)備檢修包括事故檢修和現(xiàn)階段仍廣泛采用的定期計(jì)劃檢修方式。依靠預(yù)防性檢修和定期巡視維護(hù)檢修，不能客觀實(shí)時(shí)的反應(yīng)變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和絕緣耐受水平等狀況，存在“到期必修”的盲目性和“該修未修”的滯后性，不能保障變電設(shè)備的可靠安全運(yùn)行，影響供電可靠性、連續(xù)性。隨著電網(wǎng)的不斷建設(shè)，以及堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)、在線監(jiān)測等新技術(shù)的不斷發(fā)展，變電設(shè)備狀態(tài)檢修的新策略也應(yīng)運(yùn)而生。

關(guān)鍵詞：變電設(shè)備；定期檢修；狀態(tài)檢修；在線監(jiān)測

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）27-0020-01

1 電力設(shè)備檢修技術(shù)發(fā)展概況

國內(nèi)的電力設(shè)備檢修方式經(jīng)歷了三個(gè)階段，即事故檢修階段，目前仍在采用的定期檢修和發(fā)展研究中的狀態(tài)檢修階段。

事故檢修是在監(jiān)測、運(yùn)行檢修等技術(shù)非常落后的時(shí)期電力設(shè)備的主要檢修方式，是電力設(shè)備已經(jīng)發(fā)生了故障或異常，造成了供電問題之后才進(jìn)行的事后維護(hù)、修復(fù)工作。在早期小電網(wǎng)規(guī)模時(shí)代，局部的電網(wǎng)線路及設(shè)備發(fā)生故障給對(duì)電網(wǎng)帶來的影響有限，電網(wǎng)中的設(shè)施和設(shè)備非常簡潔，電力生產(chǎn)規(guī)模也不大，用電則對(duì)供電可靠性、連續(xù)性要求不太高，所以當(dāng)時(shí)采取在電力設(shè)備已經(jīng)發(fā)生了故障或異常，造成了供電問題之后才進(jìn)行的事后維護(hù)、修復(fù)工作。這種方式顯然已經(jīng)不能滿足目前國內(nèi)大電網(wǎng)的檢修要求，不能滿足供電可靠性的要求。

隨著國家經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，作為能源先驅(qū)的電力生產(chǎn)及保障電力傳輸?shù)碾娋W(wǎng)也在不斷壯大，電力設(shè)備出現(xiàn)故障后帶來的經(jīng)濟(jì)損失越來越大，對(duì)電網(wǎng)可能帶來的沖擊也更大，事故檢修的滯后性特點(diǎn)決定了這種檢修模式己經(jīng)不能滿足大電網(wǎng)輸電線路安全運(yùn)行的需要。所以從20世紀(jì)50年代開始，一些歐美發(fā)達(dá)國家電力生產(chǎn)及電網(wǎng)企業(yè)提出并開始采用預(yù)防性檢修方式，即定期檢修。定期檢修方式針對(duì)不同的電力設(shè)備事先確定檢修等級(jí)，設(shè)定固定時(shí)間或固定檢修次數(shù)作為檢修周期，每達(dá)到一次檢修周期，不論電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)如何都要進(jìn)行檢修。這種檢修方式在運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，可以發(fā)現(xiàn)輸電線路及設(shè)備的缺陷或故障，所以定期檢修自出現(xiàn)開始就一直被采用為電網(wǎng)輸電線路及設(shè)備的主要檢修方式并沿用至今。但是，電力生產(chǎn)、輸送及使用端對(duì)電網(wǎng)可靠性的要求一直在提高，電網(wǎng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，電網(wǎng)設(shè)備及電氣技術(shù)水平也有了長足進(jìn)步，定期檢修所帶來的人力物力消耗問題開始凸顯。另外，由于計(jì)劃性檢修未能對(duì)輸電線路及設(shè)備的設(shè)計(jì)裕量水平和實(shí)際運(yùn)行環(huán)境狀況進(jìn)行判斷，只是簡單的重復(fù)周期性檢修工作，難免存在部分設(shè)備“過度檢修”，浪費(fèi)了寶貴的人力和物力資源，部分設(shè)備“失修”，未能及時(shí)排除故障，維護(hù)設(shè)備，帶來隱患等問題。所以，盡管廣泛采用定期檢修方式，電網(wǎng)企業(yè)仍在不斷地研發(fā)新電力設(shè)備的檢修方式。

隨著電網(wǎng)的不斷建設(shè)，以及堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)、在線監(jiān)測等新技術(shù)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備的狀態(tài)檢修方式開始得到電網(wǎng)企業(yè)的關(guān)注和采用。狀態(tài)檢修方式不是簡單的“不壞不修”策略，而是通過采用各種先進(jìn)的在線檢測技術(shù)和設(shè)備對(duì)電網(wǎng)中輸電線路及設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和評(píng)價(jià)，再根據(jù)輸電線路及設(shè)備的運(yùn)行水平評(píng)價(jià)結(jié)果參照狀態(tài)評(píng)價(jià)體系，得出運(yùn)行維護(hù)建議，再對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行目標(biāo)明確的檢修維護(hù)的新檢修方式。顯然，狀態(tài)檢修以電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況為考量，通過檢測和診斷技術(shù)判斷輸電線路及設(shè)備的狀況，進(jìn)而可以對(duì)輸電線路及設(shè)備可能發(fā)生的故障和部位進(jìn)行判斷，進(jìn)行主動(dòng)檢修，做到有的放矢，針對(duì)性強(qiáng)，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理。目前，狀態(tài)檢修方式是耗費(fèi)最低、技術(shù)最先進(jìn)的檢修方式，可以節(jié)約大量的人力和物力資源；狀態(tài)檢修還有效的預(yù)防及降低了故障發(fā)生概率，減少了停電檢修時(shí)間，提高了線路運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，提高了電力系統(tǒng)供電可靠性。

2 狀態(tài)檢修系統(tǒng)的構(gòu)成

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和設(shè)備狀態(tài)診斷是狀態(tài)檢修系統(tǒng)的兩大主要組成部分。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)又包含了在線檢測和非在線檢測兩部分，在線檢測技術(shù)充分利用了快速發(fā)展的傳感器技術(shù)和電子技術(shù)對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)采集周期可以人為調(diào)節(jié)，通過控制機(jī)構(gòu)和集成軟件，在線檢測設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集后傳輸給后續(xù)控制和集成軟件處理，集成后建立輸電線路及設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，并可以生成數(shù)據(jù)報(bào)表和變化趨勢(shì)圖，其數(shù)據(jù)接口為后續(xù)專家診斷系統(tǒng)開放，以實(shí)現(xiàn)輸電線路及設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的與正常參照狀態(tài)評(píng)價(jià)體系（如狀態(tài)量標(biāo)準(zhǔn)等）橫向?qū)Ρ群筮M(jìn)行評(píng)估，提出相應(yīng)設(shè)備的檢修計(jì)劃。非在線檢測部分主要包括了輸電線路及設(shè)備的周期性巡視（也俗稱巡線）和預(yù)防性試驗(yàn)，參照所得數(shù)據(jù)，與正常參照狀態(tài)評(píng)價(jià)體系橫向?qū)Ρ?，評(píng)估得出檢修計(jì)劃策略。

3 狀態(tài)檢修系統(tǒng)檢測項(xiàng)目

電力設(shè)備狀態(tài)檢修的檢測項(xiàng)目包括了電氣檢測系統(tǒng)、機(jī)械力學(xué)檢測系統(tǒng)和環(huán)境檢測系統(tǒng)等。其中，電氣檢測系統(tǒng)包括了對(duì)絕緣子的分布電壓檢測，絕緣子污穢檢測，雷擊檢測和接地系統(tǒng)檢測等；機(jī)械力學(xué)檢測系統(tǒng)包括了對(duì)導(dǎo)線弧垂、風(fēng)偏及舞動(dòng)、桿塔銹蝕及其基礎(chǔ)的沉降移位，金具磨損、銹蝕、發(fā)熱等檢測；線路環(huán)境監(jiān)測指的是線路跨越線路的記錄，跨越區(qū)域樹木生長情況監(jiān)測，輸電線路覆冰檢測，鹽密監(jiān)測和其他氣象條件的監(jiān)測等。

4 狀態(tài)檢修系統(tǒng)存在的問題

4.1 變電設(shè)備歷史狀態(tài)信息樣本量不夠大

依賴監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)可以獲取包括變電設(shè)備在內(nèi)的電力設(shè)備的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與電網(wǎng)設(shè)備歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比評(píng)估，從而得出檢修策略，但是狀態(tài)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的數(shù)據(jù)來源是歷史數(shù)據(jù)，輸電線路及設(shè)備歷史狀態(tài)信息樣本量資料不足將會(huì)嚴(yán)重影響客觀狀態(tài)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，依賴專家的主觀經(jīng)驗(yàn)。所以要加強(qiáng)數(shù)據(jù)收集、管理系統(tǒng)化工作，提高電網(wǎng)輸電線路和設(shè)備的客觀狀態(tài)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得出正確的檢修策略。

4.2 在線實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)不夠完善

變電設(shè)備的異常和潛在故障越早發(fā)現(xiàn)對(duì)檢修越有利，給電網(wǎng)供電可靠性和連續(xù)性帶來的影響就越小。狀態(tài)檢修方式正是憑借其評(píng)價(jià)輸電線路及設(shè)備的運(yùn)行情況，得出經(jīng)濟(jì)有效的主動(dòng)檢修策略而受到廣泛關(guān)注，目前的監(jiān)測系統(tǒng)及設(shè)備還不能做到實(shí)時(shí)監(jiān)測，這就要求我們必須加強(qiáng)常規(guī)測試手段，做好狀態(tài)信息收集管理工作，以電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)為基礎(chǔ)，分析制訂符合狀態(tài)檢修總策略要求的測試方法和周期。但是由于電網(wǎng)規(guī)模越來越大，人工預(yù)防性試驗(yàn)成本太高，不能完全依靠常規(guī)測試手段，并且線路檢修工作量也越來越大，所以必須大力開發(fā)在線監(jiān)測技術(shù)，以保證狀態(tài)檢修策略的正確性，保障輸電線路及設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3 分布式電源和微網(wǎng)對(duì)狀態(tài)檢修帶來的問題

電網(wǎng)規(guī)模越來越大，在長距離、超特高電壓輸電方式越來越成為常態(tài)的同時(shí)，新型能源如風(fēng)電、太陽能發(fā)電等分布式電源和微網(wǎng)技術(shù)憑借其可以在電網(wǎng)末端靈活供電優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)也得到越來越多的應(yīng)用。但是分布式電源間歇性供電易受到環(huán)境變化影響的特點(diǎn)，也會(huì)對(duì)電網(wǎng)潮流分布和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)帶來影響，研究含分布式電源的電網(wǎng)設(shè)備最優(yōu)檢修計(jì)劃，具有重要的理論意義和工程實(shí)踐價(jià)值。

5 結(jié) 語

變電設(shè)備的狀態(tài)檢修方式受檢測技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響很大，這些技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步都將使?fàn)顟B(tài)檢修更加完善和成熟。同時(shí)，狀態(tài)檢修的信息管理系統(tǒng)、評(píng)估與專家決策系統(tǒng)也會(huì)處于不斷研發(fā)進(jìn)步的過程中，這些技術(shù)和系統(tǒng)的研發(fā)都將使電網(wǎng)輸電線路及設(shè)備的狀態(tài)檢修更加完善，使?fàn)顟B(tài)檢修方式的經(jīng)濟(jì)性，可靠性等特點(diǎn)更具優(yōu)勢(shì)。電網(wǎng)各相關(guān)部門也需要加強(qiáng)人員組織培訓(xùn)，及時(shí)更新?lián)Q代監(jiān)測設(shè)備及技術(shù)，最后實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修管理方式的全面應(yīng)用。

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