變電站高壓電氣試驗設(shè)備技術(shù)改進分析

湛江中匯電力咨詢有限公司 陶祥軍

變電站運行過程中，作為電力輸送的基礎(chǔ)設(shè)施，工作人員必須要采取必要措施，對高壓電氣設(shè)備定期進行運行維護管理，確保電氣設(shè)備安全穩(wěn)定工作，只有這樣才能保障變電站安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。高壓電氣試驗設(shè)備是高壓電氣設(shè)備檢測中應(yīng)用的主要工具，其檢測原理是通過對高壓電氣設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)和各項性能的檢查，發(fā)現(xiàn)其中埋藏的隱患，并據(jù)此及時采取有針對性的措施解決問題，將隱患消除，以免為變電站造成更多損失。對高壓電氣設(shè)備定期進行檢測維護，是變電站安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，也是變電站安全預(yù)防工作的基本要求。

在變電站運行過程中，電氣設(shè)備運行保持穩(wěn)定狀態(tài)至關(guān)重要，而高壓電氣試驗對于電氣設(shè)備穩(wěn)定運行也起到關(guān)鍵作用。首先，高壓電氣實驗設(shè)備主要被用于對變電站各項性能指標(biāo)參數(shù)的檢測，試驗過程中可以及時發(fā)現(xiàn)變電站運行過程中內(nèi)部存在的問題，并迅速判斷故障位置和類型，隨即針對問題作出有效處理，進而避免故障范圍進一步擴大亦或設(shè)備發(fā)生損壞，保障變電站安全穩(wěn)定運行[1]。

其次，高壓電氣試驗產(chǎn)生的試驗結(jié)果具有一定參考價值，高壓電氣設(shè)備需定期進行維修和養(yǎng)護，對于運維工作人員而言，高壓電氣試驗結(jié)果能夠幫助他們更深入了解變電站各項性能及運行狀態(tài)，為其維修養(yǎng)護工作提供重要的參考依據(jù)。借此，工作人員節(jié)省了前期故障判斷時間，能夠根據(jù)試驗發(fā)現(xiàn)的故障有針對性制定維修養(yǎng)護方案，進一步為變電站安全穩(wěn)定運行提供保障，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。

1 高壓電氣試驗設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 常規(guī)試驗設(shè)備

常規(guī)試驗設(shè)備通常成本較低、性價比較高，因此目前我國對高壓電氣設(shè)備的檢測工具主要還是以常規(guī)高壓電氣試驗設(shè)備為主。但常規(guī)試驗設(shè)備也存在大量缺陷：首先，此設(shè)備不夠智能，對人工操作依賴性較大，難以達到自動化標(biāo)準(zhǔn)，尤其在人工操作過程中經(jīng)常因操作規(guī)范性問題出現(xiàn)誤差，試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實性都無法得到有效保障；其次，常規(guī)試驗設(shè)備難以實現(xiàn)信息化建設(shè)，其試驗過程中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)以及試驗結(jié)果都需人工記錄保存，在此情況下，信息數(shù)據(jù)處理效率低下，且缺乏科學(xué)的軟件對其進行分析處理，僅依靠工作人員的過往經(jīng)驗分析數(shù)據(jù)，試驗的科學(xué)性和可靠性也有待考量。此外，此過程涉及的環(huán)節(jié)眾多，人工處理數(shù)據(jù)很容易出現(xiàn)偏差，試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性會受到大量人為因素影響。

由此可見，常規(guī)試驗設(shè)備當(dāng)下已經(jīng)無法滿足電氣試驗需求，但出于可持續(xù)發(fā)展的考慮，還是不建議將常規(guī)試驗設(shè)備全部淘汰，畢竟其本身使用成本較低，應(yīng)用范圍也比較廣泛，還是有較廣闊的發(fā)展空間。且淘汰常規(guī)試驗設(shè)備需引進大量全新高端設(shè)備儀器，照當(dāng)前大部分企業(yè)經(jīng)濟實力來看，大都無法承擔(dān)如此巨大的開銷，因此經(jīng)全面綜合的考慮，若想提高常規(guī)試驗設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量和效率，還需在其基礎(chǔ)上進行有針對性地改進優(yōu)化。

1.2 高壓程控電氣試驗車

通常情況下，高壓電氣試驗過程中會涉及使用到移動試驗設(shè)備，一般會選擇在中型客車基礎(chǔ)上進行改裝，將客車作為載體安裝試驗設(shè)備[2]。高壓程控電氣試驗車所用設(shè)備比較齊全且大都進口自國外，設(shè)備技術(shù)水平十分先進，具有良好的性能，因此在各項條件完備的基礎(chǔ)上進行試驗?zāi)軌蜻_到理想試驗效果。

和常規(guī)試驗設(shè)備相比，高壓程控電氣試驗車具有明顯優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在可移動、操作簡便、技術(shù)先進、智能化、自動化等多個方面，在試驗過程中工作人員只需將檢測設(shè)備連接電纜，再將試驗設(shè)備啟動就可以自動記錄試驗過程中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)。雖然高壓程控電氣試驗車操作簡便，但是因其自動化、智能化水平較高，因此對工作人員的專業(yè)技能水平要求也相對較高，且因其應(yīng)用的先進設(shè)備比較昂貴，試驗投入成本較高，因此在當(dāng)下應(yīng)用范圍不是很廣泛。

2 常見的高壓電氣試驗

2.1 直流耐壓試驗

是當(dāng)前變電站比較常用的試驗方法，傳統(tǒng)的直流耐壓試驗在試驗前最少需要配備兩名工作人員做好前期準(zhǔn)備工作，其中一位負責(zé)接線、另一位負責(zé)核查，接線完成并核查無誤后才能開始后續(xù)正式的試驗。試驗期間為防止雜散電流對微安表造成影響，要對微安表作屏蔽處理，并采取合理的保護措施，將屏蔽線作為高壓引線使用，電纜也需配備屏蔽罩。在此過程中如果被試物電容量過小、且沒有專用的直流耐壓試驗裝置的情況下，可以選擇使用濾波電容器和試驗設(shè)備相連。新型專用直流耐壓試驗設(shè)備會使用到可控硅整流裝置，試驗過程中應(yīng)控制好整流管承受電壓，最大電壓不能大于整流管電壓反峰值的一半，如果將硅管用作倍壓整流，則需檢查好硅管極性，確保極性正確后再進行后續(xù)試驗。

2.2 介損試驗

作為一種非破壞性試驗，當(dāng)下被常用于高壓電氣設(shè)備檢測，對于電氣設(shè)備絕緣介質(zhì)老化等絕緣缺陷，能夠起到準(zhǔn)確的檢測判斷作用，可以借助介損試驗排除高壓電氣設(shè)備的潛在絕緣缺陷故障。介損試驗的具體測量過程如下：將介損電橋高壓線屏蔽以及芯線和試驗設(shè)備高壓端，用合適的接線進行連接，再將測試的芯線和被試設(shè)備的低壓端口相連；反接線時，將介損電橋線芯和試驗設(shè)備的低壓端口相連[3]。

2.3 直流電阻試驗

作為常見的高壓電氣試驗方法之一，直流電阻試驗主要被用于檢測高壓電氣設(shè)備線圈引線、接頭、分解開關(guān)及焊接質(zhì)量，還可以作為判斷分接開關(guān)載流部分與分接位置是否發(fā)生短路或開路現(xiàn)象的常規(guī)手段。直流電阻試驗過程中主要應(yīng)用的儀器為單臂電橋和雙臂電橋，其中對于變壓器線圈阻值超過100Ω的設(shè)備使用單臂電橋、變壓器線圈阻值不超過100Ω設(shè)備則使用雙臂電橋。試驗過程中，需要先將被測設(shè)備的直流電阻接入直流電橋引線端，再測量分接開關(guān)上各線圈的阻值，如果出現(xiàn)中性點則表示存在直流電阻。試驗期間要保證電橋各接線接觸良好，變壓器內(nèi)側(cè)和線圈外側(cè)都需要各接入兩根接線，電壓線和電流線的極性需相對應(yīng)，以此保障直流電阻試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4 變比試驗

也是常用的高壓電氣試驗方法之一，主要是通過測量變壓器的變比判斷其電壓變換是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時驗證開關(guān)接線是否存在問題。在變比試驗過程中，還可以借由檢測變壓器變比進一步判斷變壓器匝間短路情況，進而了解變壓器的運行狀態(tài)，確保其安全穩(wěn)定運行，保障設(shè)備使用的安全性[4]。當(dāng)下在進行變比試驗的過程中應(yīng)用的主要儀器是變壓器變比數(shù)字式電橋，來測量變壓器變比，主要測量方法為電壓表法。

3 變電站高壓電氣試驗設(shè)備技術(shù)的具體改進策略

當(dāng)前常用的高壓電氣實驗設(shè)備均存在些許不足，因此若想進一步提高檢測效率和質(zhì)量，保障電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運行，還需在現(xiàn)有高壓電氣試驗設(shè)備技術(shù)的基礎(chǔ)上，對其進行科學(xué)的改良精進。此過程中可以適當(dāng)引進先進的計算機信息技術(shù)，讓變電站高壓電氣試驗設(shè)備技術(shù)向更現(xiàn)代化、自動化及智能化方向發(fā)展，提高試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。具體改進策略如下。

3.1 對常規(guī)電氣試驗設(shè)備進行技術(shù)改造

前文對常規(guī)電氣試驗設(shè)備進行了詳細介紹，不難看出其雖然具有成本低、應(yīng)用廣泛的優(yōu)勢，卻也受到自身性能的限制存在各種弊端，為滿足國家可持續(xù)發(fā)展政策要求，減輕企業(yè)資金成本負擔(dān)，遂決定對常規(guī)電氣試驗設(shè)備進行科學(xué)的技術(shù)改造。

首先，針對常規(guī)電氣實驗設(shè)備現(xiàn)有問題，可以借助先進的計算機技術(shù)予以改善，通過建立合適的計算機系統(tǒng)，將常規(guī)電氣試驗設(shè)備檢測過程中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)上傳至計算機網(wǎng)絡(luò)，并利用相關(guān)軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析，可以高效完成對檢測數(shù)據(jù)的記錄分析工作[5]。同時，還能避免檢測過程中受到人為因素的影響，大幅提高檢測效率，縮短檢測時間，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。由此可見，計算機技術(shù)在常規(guī)電氣試驗設(shè)備改進過程中的應(yīng)用，電氣試驗設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力和自動化能力得到強化升級，其對于工作人員的專業(yè)能力也提出更高要求。工作人員必須事先掌握計算機系統(tǒng)使用方法及使用原理，才能將改進后的常規(guī)電氣試驗設(shè)備投入到變電站高壓電氣設(shè)備的實際檢測中。

除此之外，根據(jù)目前實際應(yīng)用情況來看，常規(guī)高壓電氣試驗設(shè)備的主要問題還是方便性和快捷性的問題，常規(guī)電氣試驗設(shè)備通常重量較大，不方便運輸，對此，可以將電氣試驗設(shè)備的外觀也重新設(shè)計，比如將其設(shè)計成可拆卸式，減輕重量的同時更方便運輸使用。

3.2 加強高壓電氣試驗設(shè)備管理信息化建設(shè)

為了讓變電站高壓電氣試驗設(shè)備技術(shù)向智能化、現(xiàn)代化方向發(fā)展，應(yīng)加大對高壓電氣試驗設(shè)備信息管理軟件的開發(fā)力度，同時完善計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)的主要功能是為試驗人員的操作新進行提示，試驗數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)后自行分析處理。計算機系統(tǒng)功能比較廣泛，可以分為數(shù)據(jù)錄入、存儲管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)比較等多個程序。

此外，此系統(tǒng)將站所名稱作為第一級牽引，設(shè)備名稱、類型、編號等作為第二級牽引，第三級牽引為檢測日期（年、月），以此方便后續(xù)對系統(tǒng)的擴充管理。信息管理軟件的設(shè)計首先要設(shè)計有效接口，以便將計算機和傳統(tǒng)高壓電氣試驗設(shè)備相連，然后配備激光打印機、硬盤、顯示器等硬件設(shè)備，為高壓電氣試驗提供良好的軟硬件環(huán)境。其中，打印機的配備是為了便于工作人員對所需數(shù)據(jù)資料的打印，方便存儲及應(yīng)用。

3.3 建立完整的數(shù)據(jù)庫

為便于高壓電氣試驗設(shè)備技術(shù)應(yīng)用后續(xù)工作的調(diào)用和處理分析，應(yīng)針對高壓電氣試驗過程中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫建立主要可以遵循以下幾項原則：每個變電站都要建立單獨的數(shù)據(jù)庫，同時分別配備多臺設(shè)備，對所有檢測過程進行詳實地記錄。在進行試驗時，可以先使用常規(guī)高壓電氣試驗設(shè)備參與測試，然后將測試結(jié)果和測試過程中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)信息上傳至計算機系統(tǒng)中，再由相應(yīng)管理軟件程序負責(zé)對這些數(shù)據(jù)進行分析、處理、換算以及存儲。與此同時，通過和以往試驗結(jié)果之間的對照分析，觀察得到數(shù)據(jù)變化規(guī)律后可以為試驗人員的后續(xù)試驗操作提供科學(xué)的參考依據(jù)。

此外，為了實現(xiàn)對電氣設(shè)備性能和運行狀態(tài)的持續(xù)追蹤和實時監(jiān)測，存儲更多的試驗資料信息，應(yīng)將試驗結(jié)果保留存檔，錄入數(shù)據(jù)庫中，將數(shù)據(jù)庫的存儲內(nèi)容持續(xù)刷新，豐富數(shù)據(jù)庫。通過建立完整的數(shù)據(jù)庫，工作人員可以隨時調(diào)取所需資料，并根據(jù)這些寶貴的資料科學(xué)判斷高壓電氣設(shè)備的性能和運行狀態(tài)，幫助其試驗分析。

4 結(jié)語

隨著我國科技水平的飛速提升，高壓電氣設(shè)備的現(xiàn)代化水平也隨之提高，電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，對檢測工具的先進程度和工作人員的專業(yè)素養(yǎng)也提出更高要求。高壓電氣實驗設(shè)備是檢測電氣設(shè)備運行過程中各項性能發(fā)揮穩(wěn)定性的主要工具，當(dāng)前在應(yīng)用過程中頻頻出現(xiàn)各種技術(shù)問題，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性?；谖覈沙掷m(xù)發(fā)展的要求，不建議淘汰落后檢測工具。

因此，為提高檢測質(zhì)量，研究人員應(yīng)在原有高壓電氣實驗設(shè)備基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況對高壓電氣試驗設(shè)備技術(shù)進行有針對性地改良優(yōu)化，提高檢測結(jié)果可靠性和準(zhǔn)確性的同時提高檢測效率，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益最大化。

[1]聊方倫,周平.基于PCA的火電廠電氣設(shè)備故障診斷方法[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用,2022,3.

[2]史書衛(wèi),申偉鵬.電氣設(shè)備故障智能自診斷系統(tǒng)[J].河南科技,2022,6.

[3]何杰.電氣設(shè)備故障分析及可靠性方法研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化,2022,2.

[4]尹治邦.人工智能在電氣設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2021,2.

[5]盧芳革.高壓電氣設(shè)備局部故障智能診斷系統(tǒng)探究[J].廣西教育,2021,27.