電力一次設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)檢修技術(shù)

楊 靚

（國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司商洛供電公司，陜西 商洛 726000）

0 引 言

近年來(lái)，隨著中國(guó)電力企業(yè)體制的不斷改革，電力企業(yè)為更好地滿足人們的用電需求，需要不斷加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)和檢修力度。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)各個(gè)方面的要求越來(lái)越嚴(yán)格，在電力檢測(cè)、檢修等方面進(jìn)行了大力改進(jìn)。目前，電力一次設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)很難滿足現(xiàn)狀，存在著很大缺陷。所以電力企業(yè)應(yīng)不斷加大對(duì)電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修的關(guān)注力度，有效促進(jìn)我國(guó)電力工程事業(yè)的發(fā)展。因此，本文對(duì)電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和現(xiàn)狀檢修技術(shù)展開了詳細(xì)研究。

1 電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)

圖1為電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成圖。

圖1 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)概況

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)今的電力系統(tǒng)中，精準(zhǔn)巧妙地使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行在線檢測(cè)和設(shè)備研究已成為必要的方式。在線檢測(cè)電源主設(shè)備通過(guò)接收傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)信息，實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理，利用數(shù)據(jù)來(lái)判斷電源設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并管理數(shù)據(jù)庫(kù)以執(zhí)行各種任務(wù)。將狀態(tài)信息進(jìn)行收集和管理，最后總結(jié)和分析電力設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，以達(dá)到檢測(cè)的目的[1]。

隨著時(shí)代的進(jìn)步，電力設(shè)備出現(xiàn)了不同形式的缺陷，電力設(shè)備的檢測(cè)也從定期檢測(cè)變?yōu)閷?shí)時(shí)在線檢測(cè)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有電氣設(shè)備的智能化改造，使電氣設(shè)備可以成功地集成到在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。電氣設(shè)備在線檢測(cè)的成功實(shí)施，對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行有著巨大的促進(jìn)作用。一方面，現(xiàn)代社會(huì)的管理方式和管理模式確實(shí)對(duì)電力系統(tǒng)提出了更多的智能化要求；另一方面，可以最大程度地解放勞動(dòng)力。

1.2 一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)

在線監(jiān)測(cè)指的是在主功率器件正常工作期間對(duì)主功率器件運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)。這種檢測(cè)是一種智能在線檢測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)一次設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問題，以便及時(shí)進(jìn)行檢修。不僅可以降低對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的影響，還可以增加一次電力設(shè)備的使用時(shí)間。自動(dòng)化在線監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了設(shè)備檢修工作的效率，同時(shí)提升了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 智能電網(wǎng)中一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的意義

智能電網(wǎng)能夠進(jìn)行自我控制修復(fù)的先決條件是電力一次設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)功能。智能電網(wǎng)的自愈控制通常指的是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題后恢復(fù)部分問題的功能。對(duì)于智能電網(wǎng)中的問題，也可以通過(guò)在線檢測(cè)進(jìn)行首次檢測(cè)和處理，大大提升了整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的性能，同時(shí)具有較高的穩(wěn)定性[2]。

1.4 電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)解決措施

1.4.1 傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)分析

電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的主要解決措施在于傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)，可以實(shí)時(shí)獲取精確可靠的動(dòng)力設(shè)備數(shù)據(jù)作為參照指數(shù)。通過(guò)不斷改進(jìn)和發(fā)展傳感器技術(shù)，以更好地滿足在線監(jiān)測(cè)電源的要求。例如，溫度傳達(dá)感應(yīng)機(jī)器和潮度傳達(dá)感應(yīng)機(jī)器可以隨時(shí)獲得電氣設(shè)施的狀態(tài)，并將其生成對(duì)應(yīng)的數(shù)碼訊息。

1.4.2 紅外線熱感呈像技術(shù)的電施設(shè)備

紅外線熱感呈像技術(shù)是一種重要的傳感器技術(shù)，通過(guò)接收并處理紅外輻射，生成與之對(duì)應(yīng)的溫度值和熱場(chǎng)分布圖像。紅外線熱感呈像技術(shù)符合市場(chǎng)發(fā)展規(guī)律，具有很好的發(fā)展前景。該技術(shù)可用于兩方面的重要檢測(cè)，即測(cè)溫與絕緣。紅外線熱感呈像技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。第一，因?yàn)榧t外線檢測(cè)可以自己?jiǎn)?dòng)，所以不可攻破性指數(shù)高，較穩(wěn)定。第二，敏感性指數(shù)大，能夠提高監(jiān)測(cè)設(shè)備溫度檢測(cè)的準(zhǔn)確性和有效性，最大溫差為3°，最小溫差為0.01°。所以，即使很小的溫度變化也可以被檢測(cè)出來(lái)，然后借助電子數(shù)碼設(shè)備進(jìn)行大數(shù)據(jù)計(jì)算得出檢測(cè)結(jié)果。如今紅外線熱感呈像技術(shù)已經(jīng)十分成熟，十分有利于圖像系統(tǒng)處理和大數(shù)據(jù)計(jì)算[3]。

2 一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

2.1 一次設(shè)備狀態(tài)檢修的概述

一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)可以收集一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，防止電力系統(tǒng)發(fā)生故障。狀況檢修所需的信息不單單是設(shè)備運(yùn)行期間的情況信息，還包括歷史維護(hù)信息。要對(duì)這些信息進(jìn)行剖析和梳理，制定出一些具有針對(duì)性的檢驗(yàn)規(guī)則。檢測(cè)方法主要有三類，分別是按時(shí)檢測(cè)、跟蹤檢查和離線監(jiān)測(cè)。不同狀態(tài)下的檢測(cè)方法是不同的，不能一概而論，要對(duì)癥下藥，才可以得到期望的效果。

2.2 一次設(shè)備狀態(tài)檢修關(guān)鍵點(diǎn)

一次設(shè)備狀態(tài)檢修關(guān)鍵點(diǎn)若出現(xiàn)問題，很容易引發(fā)變電站的設(shè)備出現(xiàn)問題，對(duì)整個(gè)電力體系帶了安全隱患，影響電力工人的安全和用戶的用電需求。因此，要時(shí)刻關(guān)注一次設(shè)備狀態(tài)檢修關(guān)鍵點(diǎn)，采取正確的檢修手段，如對(duì)變壓器狀態(tài)檢修。一般，針對(duì)三個(gè)方面進(jìn)行檢修。第一，聲音的檢修。正常運(yùn)轉(zhuǎn)的變壓器聲音是清晰的，而且是有節(jié)奏的。如果它發(fā)生故障，發(fā)出的聲音則是混亂，有經(jīng)驗(yàn)的電力工人將能快速辨別出來(lái)。如果設(shè)備處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，或者變壓器的設(shè)備本身出現(xiàn)問題，或者出現(xiàn)短路或者接地現(xiàn)象，就會(huì)發(fā)出異樣聲音，此時(shí)可以辨別變壓器出現(xiàn)故障了。第二，絕緣狀態(tài)的檢修。變壓器發(fā)生潮濕或者老化時(shí)，對(duì)絕緣監(jiān)測(cè)做一些實(shí)驗(yàn)，就能檢測(cè)出故障。第三，引線故障的檢修。當(dāng)引線燒斷或者接線口較松時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致線路接觸出現(xiàn)問題而誘使引線部分出現(xiàn)故障。此外，引線的焊接也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。

2.3 一次設(shè)備狀態(tài)檢修具體事例

2.3.1 變電一次設(shè)備避雷器的故障預(yù)測(cè)及檢修對(duì)策

當(dāng)電力系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)高壓?jiǎn)栴}時(shí)，避雷器起到了良好的保護(hù)作用。使用過(guò)程中，避雷器通常存在以下幾方面問題。第一，避雷器會(huì)在雨天因受潮而出現(xiàn)局部放電問題，這是因?yàn)楸芾灼鲀?nèi)部的電位分布發(fā)生改變而導(dǎo)致的，影響避雷器的實(shí)際保護(hù)效果。第二，避雷器在出現(xiàn)老化現(xiàn)象和受潮現(xiàn)象時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致爆炸、熱擊穿等問題。第三，避雷器絕緣性能下降會(huì)在很大程度上加重避雷器電流的泄露情況，導(dǎo)致避雷器絕緣擊穿。第四，避雷器在基座等位置的設(shè)計(jì)不夠合理，很大程度上加快了避雷器被大氣腐蝕的速度，導(dǎo)致避雷器出現(xiàn)開裂等問題。

為了有效保證避雷器能夠在電力系統(tǒng)出現(xiàn)高壓?jiǎn)栴}時(shí)充分發(fā)揮應(yīng)有的保護(hù)作用，應(yīng)采取合理措施保證避雷器一直處于良好的狀態(tài)。第一，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)檢測(cè)避雷器的實(shí)際運(yùn)行情況。第二，通過(guò)交流泄露電流測(cè)量檢測(cè)避雷器的運(yùn)行狀態(tài)是否正常。第三，通過(guò)絕緣電阻測(cè)試實(shí)現(xiàn)對(duì)避雷器內(nèi)部受潮狀況的詳細(xì)了解。第四，采用專業(yè)的巡視方法，安排專門的工作人員對(duì)避雷器的運(yùn)行狀況進(jìn)行定期檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取合理措施解決問題[4]。

2.3.2 變電運(yùn)維中電壓穩(wěn)定性的檢測(cè)

紅外測(cè)溫技術(shù)在我國(guó)供電系統(tǒng)中可用于檢測(cè)變電站運(yùn)行和維護(hù)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。例如，當(dāng)供電系統(tǒng)處于220 V正常電壓時(shí)，紅外溫度測(cè)量的頻譜具有線性和變化的特性。當(dāng)電壓不穩(wěn)定時(shí)，紅外溫度測(cè)量的頻譜呈現(xiàn)間歇性波動(dòng)。因此，利用紅外測(cè)溫技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)變電站供電變壓器運(yùn)行的電壓精度檢測(cè)[5]。

2.3.3 斷路器檢測(cè)

在維護(hù)主要設(shè)備狀態(tài)期間，斷路器是重要的維護(hù)組成部分。對(duì)于斷路器檢修，斷路器出現(xiàn)異常響動(dòng)或者高溫導(dǎo)致爆炸等現(xiàn)象就屬于斷路器故障。當(dāng)直流電壓不正常，接口處松動(dòng)，電池出現(xiàn)故障時(shí)，斷路器會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象。如果電壓太高或太低，也會(huì)引起其拒動(dòng)現(xiàn)象。如果開關(guān)和合閘的地方出現(xiàn)問題，或者操作動(dòng)機(jī)出現(xiàn)錯(cuò)誤，斷路器也有可能出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象。因此，對(duì)斷路器的檢修應(yīng)該從以上幾方面嚴(yán)格把關(guān)。

2.4 改善電力一次設(shè)備的狀態(tài)檢修技術(shù)現(xiàn)狀的措施

2.4.1 體制創(chuàng)新

電力一次設(shè)備狀態(tài)檢修是一種新型的電力設(shè)備檢修方式。它與先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行檢修。這種檢修方式不僅需要技術(shù)的支撐，而且需要科學(xué)的管理。所以，電力企業(yè)在對(duì)設(shè)備進(jìn)行研發(fā)和利用的過(guò)程中，要不斷改進(jìn)和創(chuàng)新技術(shù)，同時(shí)改革管理制度。

2.4.2 做好設(shè)備的檢修工作

電力一次設(shè)備中的許多零部件可以進(jìn)行替換，以提升電力設(shè)備的性能。對(duì)設(shè)備中經(jīng)常出現(xiàn)故障的地方進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的安全隱患，并采取措施進(jìn)行排除，有效保證電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。即使電力設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中沒有出現(xiàn)異常情況，也要對(duì)它進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，并做好清理工作[5]。

2.4.3 對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程管理

在對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅要考慮電力設(shè)備的功能和性能，也要考慮其使用年限。所以，在對(duì)電力設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要從多方面進(jìn)行考慮，否則電力設(shè)備投入使用后，會(huì)產(chǎn)生較大的維修費(fèi)用，即使通過(guò)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)檢查出異常，也無(wú)法改變其功能。因此，需要在前期設(shè)計(jì)工作中從根源處避免這些問題的出現(xiàn)[6]。

3 電力設(shè)施的協(xié)作模式

3.1 電力設(shè)備的前期協(xié)作

設(shè)備的設(shè)計(jì)階段十分關(guān)鍵，必須要對(duì)其加以重視，以延長(zhǎng)設(shè)備的壽命，加強(qiáng)性能，減少維修的頻率。要做好前期準(zhǔn)備工作，就要注意各部門按照設(shè)備統(tǒng)一管理的要求進(jìn)行操作。設(shè)備管理部門要在初期就參與設(shè)備選型、制造、安裝、調(diào)試等工作。

3.2 電力設(shè)備的維護(hù)協(xié)作

設(shè)施使用階段是設(shè)施發(fā)展周期的主要階段，也是設(shè)施創(chuàng)造更大價(jià)值的階段。要延長(zhǎng)設(shè)施的壽命，使其更好地維持在高效工作狀態(tài)，就要著重完成設(shè)施使用階段的維護(hù)工作。

3.3 電力設(shè)備的檢修規(guī)程

設(shè)備維護(hù)規(guī)程通?？梢苑譃樗膫€(gè)層次。第一，重建維護(hù)是指當(dāng)設(shè)備處于危險(xiǎn)狀況時(shí)，對(duì)老化設(shè)備進(jìn)行徹底檢修，更換新舊部件并恢復(fù)其性能。第二，檢查是指在可疑情況下維修有問題的設(shè)備，并提高設(shè)備的穩(wěn)定性。第三，漏洞維護(hù)是指設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，經(jīng)常發(fā)生問題的部位進(jìn)行大修，以消除隱患。第四，維護(hù)檢查設(shè)備沒有異常時(shí)，對(duì)其進(jìn)行清潔、加強(qiáng)等基本工作[7]。

4 結(jié) 論

積極引進(jìn)先進(jìn)的電力設(shè)備檢測(cè)技術(shù)并加強(qiáng)推廣應(yīng)用，可以使工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，防止事故發(fā)生。隨著我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用越發(fā)突出，因此我國(guó)電力企業(yè)要不斷加大投入，不斷提高在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)。