電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修策略分析

國網(wǎng)河南省電力公司新鄉(xiāng)供電公司 牛元泰 尚明紀(jì) 張永暉 秦曉軍

1 電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修概述及意義

檢修工作就是對(duì)變電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)檢測，并通過有效手段測試設(shè)備能否正常運(yùn)行。對(duì)變電設(shè)備的檢修主要關(guān)注其運(yùn)行狀態(tài)，目的是為了判斷變電設(shè)備能否在運(yùn)行中保持穩(wěn)定，要有詳細(xì)可參考的數(shù)據(jù)，確保對(duì)設(shè)備的判斷具備一定的客觀性和精準(zhǔn)性。狀態(tài)檢修是對(duì)變電設(shè)備使用壽命的檢驗(yàn)和審核，并通過定期維護(hù)和檢修延長使用時(shí)限，并對(duì)發(fā)生故障的設(shè)備主動(dòng)進(jìn)行維修，或通過提前的維護(hù)工作避免故障頻發(fā)。在進(jìn)行狀態(tài)檢修的過程中，必備工作也是最重要的工作就是采集和處理檢測數(shù)據(jù)。判斷其使用情況和運(yùn)行狀態(tài)的依據(jù)，就是通過數(shù)據(jù)采集匯總得來的各項(xiàng)指標(biāo)，再經(jīng)過診斷學(xué)技術(shù)學(xué)科和測試技術(shù)學(xué)科的專業(yè)分析將這些數(shù)據(jù)加以處理得到的。狀態(tài)檢修的工作可以分為三個(gè)方向，分別是監(jiān)測變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、檢查是否存在安全隱患、根據(jù)數(shù)據(jù)判斷是否需要進(jìn)行檢修并制定實(shí)際策略。

如今的電力設(shè)備應(yīng)用范圍非常廣泛，生活中基本離不開這些電器。電力能源的正常使用，幾乎是現(xiàn)代化生活得以維持的基礎(chǔ)，像是冰箱、空調(diào)、電視和洗衣機(jī)，都需要潔凈的電力能源提供動(dòng)力支撐，離開電力我們的生活幾乎無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但隨著人們對(duì)電力資源的依賴性提高，使用這些電力設(shè)備時(shí)也有一定的安全隱患，如果在使用過程中發(fā)生故障或意外事故，不僅對(duì)人身安全造成危險(xiǎn)，還會(huì)損害電網(wǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)帶來大面積的停電斷電，影響社會(huì)工作的進(jìn)行。

在使用電力設(shè)備的過程中經(jīng)常會(huì)有各種異常出現(xiàn)，我們要做的就是規(guī)避這些安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)并增加設(shè)備的使用年限。因此要對(duì)一次設(shè)備經(jīng)常進(jìn)行檢修維護(hù)工作，確保電力設(shè)備的使用有所保障，對(duì)變電一次設(shè)備的檢修工作主要是通過收集和分析其運(yùn)行數(shù)據(jù)，了解變電一次設(shè)備的基本狀態(tài)并分析可能存在的故障隱患，再根據(jù)實(shí)際情況制定是否需要進(jìn)行檢修維護(hù)的計(jì)劃。通常情況下在檢修變電一次設(shè)備時(shí)，在以往都會(huì)采用靜態(tài)檢測法，即定期進(jìn)行檢修，確保在檢修時(shí)能讓設(shè)備恢復(fù)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。但這種方法有很大的隱患，首先定期維護(hù)檢修需耗費(fèi)大量的人力物力且還會(huì)造成資源浪費(fèi)，全面性的檢修并不是每次都能有效發(fā)現(xiàn)問題。其次各種不同的一次設(shè)備所使用的材料和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)基本都是不同的，因此只做一次靜態(tài)維修，無法滿足不同設(shè)備的全部需求。所以現(xiàn)在都采取更加先進(jìn)的檢修方法確保變電一次設(shè)備能正常運(yùn)行。

維修人員現(xiàn)在普遍使用的檢修方法都是狀態(tài)檢修法，和靜態(tài)檢修不同的是這種方法對(duì)一次設(shè)備中的重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估，選出關(guān)鍵部分進(jìn)行頻繁檢修，而隱患較小和運(yùn)行狀態(tài)較為穩(wěn)定的設(shè)備則暫時(shí)不進(jìn)行檢修工作。改用這種檢修方式之后，就要加大對(duì)關(guān)鍵部分的維護(hù)和檢修力度，確保發(fā)現(xiàn)的問題能夠及時(shí)進(jìn)行處理，最好能在故障發(fā)生之前就消除隱患，確保電網(wǎng)系統(tǒng)能夠健康穩(wěn)定的運(yùn)行[1]。

2 電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修的內(nèi)容

狀態(tài)預(yù)測。想要對(duì)變電一次設(shè)備的狀態(tài)做出判斷，第一步就是建立起預(yù)測模型。預(yù)測模型一般分為兩種，分別基于不同的理論，第一種是根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論得到的，而第二種則是基于灰色系統(tǒng)理論。建立狀態(tài)預(yù)測模型的主要目的是能設(shè)定一個(gè)警報(bào)值，根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)特征作出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。基于灰色理論的狀態(tài)預(yù)測模型在短期時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)較好，如在研究軸承的機(jī)械磨損問題時(shí)，根據(jù)磨損程度形成的曲線基本可確定出相鄰階段的磨損情況，從而根據(jù)預(yù)測模型給出的時(shí)間，確定好何時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，這樣一來就可以只在合理時(shí)間進(jìn)行檢修工作，有效控制成本。

狀態(tài)檢測。在對(duì)變電一次設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢測時(shí)主要通過三種方式進(jìn)行：一是離線檢測。使用紅外測溫儀、振動(dòng)檢測儀等專業(yè)設(shè)備，對(duì)變電一次設(shè)備進(jìn)行檢測工作，判斷內(nèi)部元件還能否繼續(xù)使用；在線檢測則是收集變電一次設(shè)備運(yùn)行過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，判斷設(shè)備是否處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)中。在線檢測主要依靠數(shù)字化的信息收集和調(diào)節(jié)系統(tǒng)完成，通過分布式的控制實(shí)行監(jiān)測和在線分析；解體檢測一般是根據(jù)設(shè)備的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)備停運(yùn)或休息時(shí)段結(jié)合各種檢修工藝將設(shè)備拆開進(jìn)行認(rèn)真檢查，判斷各項(xiàng)元件是否處于正常狀態(tài)、運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)是否符合出廠信息。根據(jù)設(shè)備的不同特點(diǎn)和使用情況要采取不同的檢測方式，保證狀態(tài)監(jiān)測能夠起到應(yīng)有的效果[2]。

故障檢測。是排查安全隱患，減少設(shè)備更換成本所進(jìn)行的成本消耗。故障檢測要判斷潛在的隱患類型，分析設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)的問題，在進(jìn)行故障檢測時(shí)可采取多種手段，如射線診斷和噪聲診斷等方式，在常見的工作過程中主要使用振動(dòng)診斷來判斷設(shè)備的故障隱患。通過振動(dòng)診斷儀器檢測變電一次設(shè)備的相關(guān)位移幅值和其他有效信息，并分析和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的差距，以此來得出變電設(shè)備運(yùn)行中是否可能會(huì)出現(xiàn)故障，這樣一來就能有效識(shí)別變電一次設(shè)備狀態(tài)是否能維持穩(wěn)定?，F(xiàn)在比較新興的技術(shù)還有專家系統(tǒng)診斷方法，通過專家系統(tǒng)來智能識(shí)別安全故障隱患，這樣的做法起到的效果更加可靠而且高效。

3 變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修策略

3.1 狀態(tài)檢測

現(xiàn)行最為常見的狀態(tài)檢測方式就是在線檢測，其所憑借的就是各種信息收集系統(tǒng)，通過數(shù)字化的檢測手段在線收集數(shù)據(jù)并加以分析，這項(xiàng)工作主要由各類傳感器完成。傳感器可監(jiān)測到變電一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)中實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)，并將其收集起來上傳到信息管理系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)字化調(diào)節(jié)器加以控制，而如需進(jìn)行維護(hù)檢修就可以分布式控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。而離線檢測也要結(jié)合使用輔助在線檢測完成工作，通過使用各種檢測設(shè)備進(jìn)行定期或不定期的狀態(tài)檢測，判斷內(nèi)部元件的使用和磨損情況。而解體檢測并不常見，除非出現(xiàn)設(shè)備更換或停工的情況才會(huì)使用這種檢測方式。進(jìn)行狀態(tài)檢測時(shí)要注意各種方式的結(jié)合，互相之間能夠查缺補(bǔ)漏，判斷內(nèi)部的損壞或老化情況，及時(shí)更換元件或進(jìn)行其他維護(hù)工作。

3.2 狀態(tài)預(yù)測

在進(jìn)行檢測維護(hù)前首先要對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測。而如果要進(jìn)行狀態(tài)預(yù)測工作就要建立好相應(yīng)的預(yù)測模型。預(yù)測模型一般都是針對(duì)設(shè)備的狀態(tài)特征選取合適的向量值，根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論或灰色系統(tǒng)理論設(shè)定好警報(bào)閾值，針對(duì)設(shè)備可能出現(xiàn)的隱患進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化曲線做出合理預(yù)期，其中灰色理論預(yù)測模型又能分成動(dòng)態(tài)預(yù)測模型和狀態(tài)預(yù)測的殘差分辨模型。在了解理論的基礎(chǔ)上根據(jù)元件的損耗情況制定出相應(yīng)的發(fā)展曲線，合理安排檢修工作的周期，避免頻繁重復(fù)檢修。一般而言根據(jù)相關(guān)理論制作出的預(yù)測模型，在選取合適的數(shù)值作為向量標(biāo)準(zhǔn)后所制定出的曲線都能滿足工作所需，因此也被廣泛應(yīng)用[3]。

3.3 故障診斷

故障診斷工作相當(dāng)重要，能確定接下來要做的檢修工作內(nèi)容。故障診斷要對(duì)類型和危害程度加以分析并排除相關(guān)隱患，避免接下來的工作找不到方向。電力一次設(shè)備可以出現(xiàn)的故障多種多樣，因此在面臨不同問題時(shí)要采取不同的故障診斷方式，實(shí)際操作中可通過振動(dòng)診斷的方式進(jìn)行，分析振動(dòng)設(shè)備所傳達(dá)而來的設(shè)備運(yùn)行信息，并結(jié)合速度、相位和振幅所反映出來的數(shù)據(jù)情況判斷設(shè)備能否繼續(xù)健康運(yùn)行，振動(dòng)診斷可應(yīng)用在不同的變電一次設(shè)備上，并準(zhǔn)確識(shí)別60%以上的變電一次設(shè)備障，使用起來也較為方便快捷，因此被廣泛應(yīng)用在故障診斷工作中。

不過現(xiàn)在專家系統(tǒng)診斷也在被大范圍推行，結(jié)合專業(yè)化信息化的專家系統(tǒng)，能夠過智能設(shè)備直接診斷出數(shù)據(jù)信息所反映出的設(shè)備運(yùn)行情況，并對(duì)存在的問題和風(fēng)險(xiǎn)加以分析判斷，高效解決設(shè)備故障。如今專家診斷系統(tǒng)也細(xì)分成不同的故障診斷方法，可通過對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行診斷來判斷故障類型，也可基于整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷工作，在這樣進(jìn)行時(shí)可分為模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷和分型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷等，更具針對(duì)性。

故障診斷應(yīng)多次多項(xiàng)進(jìn)行，以變壓器為例，在制定其狀態(tài)檢修的策略時(shí)包含多項(xiàng)內(nèi)容。如局部放電測量、連接件健康檢測及狀況分析等，在進(jìn)行不同內(nèi)容的故障診斷時(shí)所采取的方法自然也是不同的，如測量局部發(fā)電量時(shí)就要采取特定的分析方法，通過檢測變壓器內(nèi)部的局部放電量和相關(guān)特性對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)情況下的數(shù)據(jù)，分析設(shè)備是否已經(jīng)老化；而分析油氣狀態(tài)時(shí)則要結(jié)合氣體百分比的數(shù)據(jù)采集變壓器內(nèi)部氣體，分析其組成成分，通過各種氣體的占比診斷變壓器實(shí)際發(fā)生的故障。

4 如何進(jìn)一步完善電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備的狀態(tài)檢修工作

4.1 創(chuàng)新狀態(tài)檢修工作的管理工作模式

我國電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展至今已有了相對(duì)完善的管理模式，而變電一次設(shè)備的狀態(tài)檢修工作也要加入其中，逐漸成為體系的一部分。由于新設(shè)備的更換，像原本的靜態(tài)檢測法已不再適用于如今的管理工作，且電力設(shè)備的普及也沒辦法保證大范圍的定時(shí)檢修。因此我國應(yīng)加以改革創(chuàng)新，制定適合這個(gè)時(shí)期的狀態(tài)檢修管理模式。相關(guān)部門應(yīng)盡快更新符合新時(shí)期的管理方法，成立專門的變電一次設(shè)備檢修部門，來防護(hù)維修變電一次設(shè)備，并將其加入到定期維護(hù)的流程中，配合其他工作共同進(jìn)行。

4.2 不斷完善變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修工作的工作方式

一般如不出現(xiàn)問題的話，通過傳統(tǒng)的檢測方法無法判斷變電一次設(shè)備是否有故障隱患。因此要結(jié)合上文所提出的不同檢測手段更新現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)檢測流程和方法。如今都在提倡智能化工作，變電一次設(shè)備的狀態(tài)檢修也不例外，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息化平臺(tái)，能對(duì)可能出現(xiàn)的故障做到預(yù)測和實(shí)時(shí)監(jiān)測。如設(shè)備存在隱患就夠提前排查，避免故障一直存在影響設(shè)備正常運(yùn)行，這樣一來能減少后期更換設(shè)備的頻率，同時(shí)提高設(shè)備的使用年限。提前介入的方式要比出了問題再維修更適合一次設(shè)備的管理，且在正常工作進(jìn)行的過程中也要插入不定期檢測，以防止工作出現(xiàn)疏忽，讓變電一次設(shè)備長期故障運(yùn)行。在進(jìn)行維修工作時(shí)也要在維修完成后檢查各個(gè)設(shè)備元件的使用情況，確保會(huì)影響正常工作進(jìn)行，我國現(xiàn)在還有《標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書》對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)定，并指出了一些常見問題和相應(yīng)的解決方案。接下來對(duì)這本書中的標(biāo)準(zhǔn)化工作也要進(jìn)行更新，注重檢修的質(zhì)量，確保設(shè)備使用年限的延長和整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作的保障。

4.3 實(shí)現(xiàn)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修工作的一體化

所謂的工作一體化就是將日常檢查和維修結(jié)合起來，讓整個(gè)工作流程一次進(jìn)行，同時(shí)涉及到方方面面。這要求工作人員同時(shí)掌握多種技能，既擅長維修工作也要具備判斷設(shè)備運(yùn)行情況的能力。為提高電力系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，工作人員應(yīng)掌握更高的職業(yè)素養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題并加以解決，且在一次維修的過程中同時(shí)進(jìn)行檢查工作，也能減少后續(xù)工作的頻繁進(jìn)行，提高人力資源和時(shí)間資源的利用效率，并保證維修工作更加可靠。

綜上，經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須與能源應(yīng)用配合開展，隨著我國社會(huì)朝著更高水平進(jìn)步，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)營狀況應(yīng)當(dāng)更加重視，確保其穩(wěn)定性和可靠性。變電一次設(shè)備是整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)中必不可缺的一部分，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到電力資源能否持續(xù)應(yīng)用到各行各業(yè)，為保證相關(guān)設(shè)備的使用安全和壽命，要經(jīng)常對(duì)變電一次設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢測來開展相應(yīng)的檢修工作。為此我國要不斷完善相關(guān)管理方法，并應(yīng)用合適的檢測方式到不同的設(shè)備上，進(jìn)行一體化工作的推行開展，確保電力系統(tǒng)能為國民生活提供應(yīng)有的效用。