輸變電設(shè)備故障率預(yù)測及狀態(tài)檢修

段振強(qiáng)

摘要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國對(duì)于供電的需求也素質(zhì)與日俱增，這就對(duì)輸變電設(shè)備提出了新的要求標(biāo)準(zhǔn)。通過在輸變電設(shè)備之中應(yīng)用智能化技術(shù)，不僅能夠有效提高電力管理工作的效率和質(zhì)量，同時(shí)還能夠有效預(yù)測輸變電設(shè)備故障，及時(shí)作出檢修方案與措施。有鑒于此，本文對(duì)輸變電設(shè)備智能化的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究分析，期望能夠?yàn)槲覈嚓P(guān)人員提供借鑒。

關(guān)鍵詞：輸變電設(shè)備;智能化;關(guān)鍵技術(shù);預(yù)測

輸變電設(shè)備是當(dāng)前我國電網(wǎng)建設(shè)工作的核心組成部分，可以說，輸變電設(shè)備的質(zhì)量以及工作狀況直接決定了電網(wǎng)電能的輸送狀況。一旦輸變電設(shè)備出現(xiàn)問題那么將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。特別是隨著當(dāng)前我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國民眾對(duì)于供電的需求也隨之大大增加，這就對(duì)輸變電設(shè)備的質(zhì)量提出了新的要求標(biāo)準(zhǔn)。在這樣的時(shí)代背景之下，對(duì)輸變電設(shè)備智能化關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究分析就勢在必行。

1.研究背景

2016年，國家電網(wǎng)公司在全球500強(qiáng)企業(yè)的排名上升至第2位，是全世界最大的公用事業(yè)單位。我國的電網(wǎng)規(guī)模和設(shè)備數(shù)量一直處于世界前列，輸變電設(shè)備不僅是電力系統(tǒng)的核心組件，也是確保電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。然而，輸變電設(shè)備的運(yùn)行壽命是有限的，由于各種內(nèi)部因素和環(huán)境因素共同作用，在壽命期內(nèi)會(huì)出現(xiàn)各種故障，設(shè)備一旦故障必然會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。而在設(shè)備的全壽命周期內(nèi)，通過制定合理的檢修策略，可以有效的降低潛在故障、延長設(shè)備使用壽命，從而保證電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

故障率是設(shè)備可靠性的一個(gè)重要指標(biāo)，目前主要有兩種故障率模型，分別是時(shí)間參數(shù)故障率模型和健康指數(shù)參數(shù)故障率模型。時(shí)間參數(shù)故障率模型考慮設(shè)備故障率發(fā)生的長期統(tǒng)計(jì)值，健康指數(shù)參數(shù)故障率模型考慮設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)信息對(duì)故障率的影響。實(shí)際條件下，統(tǒng)計(jì)不同影響因素下的設(shè)備故障率數(shù)據(jù)十分困難，從而導(dǎo)致了采用單一參數(shù)的故障率模型不能完全反應(yīng)設(shè)備的故障率情況，只有采用綜合反映狀態(tài)信息和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的故障率模型，才能滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修的發(fā)展需要。

狀態(tài)檢修（Condition Based Maintenance，CBM）是一種新型的檢修方式，1970年由美國杜邦公司提出。它利用狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)得到的狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的健康狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備健康狀態(tài)低于設(shè)置的閾值時(shí)，通過智能算法制定檢修策略，最后有針對(duì)性的進(jìn)行檢修和接收反饋，可以最大限度地利用檢修資源和節(jié)約成本。同當(dāng)前計(jì)劃檢修相比，狀態(tài)檢修是有針對(duì)性的，避免了檢修的不合理性和浪費(fèi)，真正做到“應(yīng)修必修，方法最優(yōu)”，保證了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。2008年國家電網(wǎng)公司根據(jù)各地狀態(tài)檢修試驗(yàn)效果，編制了《國家電網(wǎng)公司設(shè)備狀態(tài)檢修管理規(guī)定》等管理文件，以及《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》和《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修導(dǎo)則》等技術(shù)文件。這些文件為開展?fàn)顟B(tài)檢修照亮了前行的方向，為各電力公司實(shí)際工作提供了指導(dǎo)意見和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.輸變電設(shè)備故障檢修智能化技術(shù)應(yīng)用的重要性

2.1達(dá)到輸變電設(shè)備智能化運(yùn)行目標(biāo)

輸變電設(shè)備之中應(yīng)用的智能化技術(shù)主要包含信息通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、智能化傳感技術(shù)以及智能交互技術(shù)等多方面的內(nèi)容。隨著智能技術(shù)的飛速發(fā)展，輸變電設(shè)備之中的智能化功能也能夠充分發(fā)揮出來，真正意義上實(shí)現(xiàn)了智能化運(yùn)行目標(biāo)。

2.2有效提高了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性

輸變電設(shè)備對(duì)于電網(wǎng)有著非常重要的作用，通過輸變電設(shè)備能夠有效保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測的過程當(dāng)中，通過輸變電設(shè)備能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的安全程度進(jìn)行詳細(xì)了解，同時(shí)對(duì)其中對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有效完善。輸變電設(shè)備之中應(yīng)用智能化技術(shù)，主要就是通過專業(yè)的設(shè)計(jì)手法對(duì)智能檢測控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中不斷對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，借此讓輸變電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行的過程當(dāng)中展現(xiàn)出智能化以及綜合化等方面的運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)之中的各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效監(jiān)控，同時(shí)及時(shí)接收到相應(yīng)的故障信息并據(jù)此制定相應(yīng)的處理策略，并將其落實(shí)到實(shí)際工作之中，快速有效的將電網(wǎng)之中存在的故障進(jìn)行解決，有效保障電網(wǎng)的運(yùn)行效率以及運(yùn)行質(zhì)量。

2.3提高輸變電設(shè)備的環(huán)保型

輸變電設(shè)備對(duì)于電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。要想提高輸變電設(shè)備的使用性能，就必須要對(duì)其智能技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)適應(yīng)當(dāng)前我國時(shí)代的發(fā)展需求，將環(huán)保理念融入到輸變電設(shè)備智能技術(shù)之中，借此有效延長輸變電設(shè)備的使用壽命。通過在輸變電設(shè)備之中應(yīng)用智能化技術(shù)，不僅能夠有效降低輸變電設(shè)備運(yùn)營所消耗的成本，同時(shí)還能夠起到良好的節(jié)能環(huán)保作用。

3.輸變電設(shè)備故障檢修智能化的關(guān)鍵技術(shù)

3.1無線傳感技術(shù)

在對(duì)輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測的過程當(dāng)匯總，經(jīng)常會(huì)使用到各種類型的傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)等等。通過這些無線傳感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸變電設(shè)備的信息化管理。之后通過傳感器網(wǎng)絡(luò)和Internet、GPRS、CDMA連接起來，借此實(shí)現(xiàn)對(duì)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換。同時(shí)通過傳感器還可以設(shè)置協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)管節(jié)點(diǎn)，并結(jié)合不同功能的需求來進(jìn)行認(rèn)證節(jié)點(diǎn)身份以及轉(zhuǎn)發(fā)分組信息。其中，網(wǎng)管節(jié)點(diǎn)有著多方面的功能，一方面其可以作為增強(qiáng)功能的節(jié)點(diǎn)存在，另一方面通過網(wǎng)管節(jié)點(diǎn)能夠建立一個(gè)實(shí)際通訊、具備較強(qiáng)計(jì)算能力以及多種類型數(shù)據(jù)資源的系統(tǒng)。通過應(yīng)用無線傳感技術(shù)能夠有效提高節(jié)點(diǎn)監(jiān)控管理工作的效率以及質(zhì)量，同時(shí)還能夠?qū)⒐ぷ鬟^程當(dāng)中收集到的數(shù)據(jù)信息同步到外部網(wǎng)絡(luò)之中。

3.2射頻識(shí)別技術(shù)

在電力系統(tǒng)之中，輸變電設(shè)備有著無可替代的重要作用，其功能以及電力生產(chǎn)水平直接決定了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)今，輸變電設(shè)備在我國絕大多數(shù)電網(wǎng)公司之中的職責(zé)都是負(fù)責(zé)設(shè)備臺(tái)賬、參數(shù)以及設(shè)備檢修、運(yùn)營管理。其中MIS系統(tǒng)主要應(yīng)用在設(shè)備臺(tái)賬管理工作之中，設(shè)備參數(shù)一般使用設(shè)備之中設(shè)置好的固定參數(shù)，設(shè)備檢修以及日常運(yùn)行一般使用定時(shí)檢修以及狀態(tài)檢修機(jī)制。但是當(dāng)前我國絕大多數(shù)單位之中的檢測裝置都無法對(duì)統(tǒng)一數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理以及共享，因此必須要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)射頻技術(shù)來有效將其中存在的問題進(jìn)行解決。射頻識(shí)別技術(shù)的主要原理就是：當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場之后，閱讀器發(fā)出的射頻信息會(huì)被接受并且通過感應(yīng)電流之中的能量接收到芯片之中相應(yīng)的存儲(chǔ)信息，并且經(jīng)歷過解碼操作之后，會(huì)將解碼過的信息內(nèi)容傳輸?shù)街醒胄畔⑾到y(tǒng)之中，借此對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理。除此之外，一些特定的閱讀器也能夠?qū)潭ň嚯x之中的電子標(biāo)簽信息進(jìn)行感應(yīng)，并且移動(dòng)式閱讀器也擁有接入物聯(lián)網(wǎng)的功能，通過移動(dòng)電子商務(wù)平臺(tái)對(duì)標(biāo)簽代碼進(jìn)行解讀，能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速準(zhǔn)確的查找。

3.3智能化分析和數(shù)據(jù)挖掘

智能化分析和數(shù)據(jù)挖掘是建立在與計(jì)算的基礎(chǔ)之上，其能夠?qū)⑷斯ず图捌渥詣?dòng)化的反饋有機(jī)結(jié)合起來。并且能夠?qū)﹄x線數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，借此有效擴(kuò)充知識(shí)庫之中的信息內(nèi)容。同時(shí)通過個(gè)性化的自定義智能化策略能夠有效展現(xiàn)出系統(tǒng)的自主性，并有效提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性。從本質(zhì)上來說，通過應(yīng)用智能化分析以及數(shù)據(jù)挖掘，能夠結(jié)合輸變電設(shè)備實(shí)際發(fā)出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)報(bào)警，同時(shí)還能夠通過自動(dòng)化智能搜索和服務(wù)功能為工作人員提供相應(yīng)的解決方案，有效提高工作人員的工作效率以及工作質(zhì)量。工作人員在通過智能化解決方案進(jìn)行相關(guān)工作的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)注意人工反饋以及決策，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)將報(bào)警信號(hào)以及處理方案等方面的內(nèi)容存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫之中，借此為未來的相同故障處理工作提供方便。

4.結(jié)束語

綜上所述，輸變電設(shè)備智能化是輸變電設(shè)備未來發(fā)展的必然趨勢，因此我國有識(shí)之士應(yīng)當(dāng)不斷對(duì)輸變電智能化的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究分析，借此有效促進(jìn)我國輸變電設(shè)備智能化的進(jìn)一步發(fā)展，有效提高我國輸變電設(shè)備的工作效率以及工作質(zhì)量。