電力設(shè)備狀態(tài)檢修與運(yùn)維一體化技術(shù)分析

陳 卯，梁祖輝

（國網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司，山東 棗莊 277000）

建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，積累優(yōu)良資產(chǎn)并提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)是當(dāng)代電網(wǎng)建設(shè)中的重要內(nèi)容。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，則需要保障當(dāng)前電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備均處于安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。狀態(tài)檢修與運(yùn)維則是根據(jù)電力設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行評估及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測等眾多方式解決電力設(shè)備可能存在的問題。相較于定期檢修而言，狀態(tài)檢修具有實(shí)時(shí)性，減少檢修停電時(shí)長，并能夠降低運(yùn)維成本。良好的運(yùn)維一體化技術(shù)能夠保障電力設(shè)備高效運(yùn)行。

1 狀態(tài)檢修及運(yùn)維一體化的意義

1.1 消缺時(shí)限有所提升，促使設(shè)備安全運(yùn)行

狀態(tài)檢修工作及一體化的運(yùn)維工作等能夠通過電力運(yùn)維工作人員解決簡單的故障或是缺陷問題，起到及時(shí)消除缺陷的作用?；蚴窃谘惨曔^程中及時(shí)消除缺陷問題，保障電力設(shè)備的消缺率有所提升，并有效降低了以往在運(yùn)維工作中的電力設(shè)備消缺時(shí)間。例如在實(shí)際工作中，若相關(guān)運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)前電力設(shè)備的網(wǎng)線架構(gòu)上存在鳥窩或是其他垃圾等，則可以及時(shí)解決此類問題。并且此類問題在實(shí)際處理過程中也能夠達(dá)到相對較好的處理效果，在短時(shí)間內(nèi)就能夠完成故障處理，一般情況下處理時(shí)間不會超過半個(gè)小時(shí)[1]。

以往處理電力設(shè)備的故障問題時(shí)通常是根據(jù)缺陷處理原則排查的。檢修班組需要在工作計(jì)劃當(dāng)中列入該項(xiàng)檢修工作，并形成具體詳細(xì)的工作方案才能夠?qū)嵤z修工作。促使某一小型缺陷問題在時(shí)滯性影響下延伸擴(kuò)大形成相對較為嚴(yán)重的故障問題，往往需要消耗幾何倍數(shù)的時(shí)間才能夠徹底解決。例如在變電站當(dāng)中，若熔斷了1、2保險(xiǎn)，則形成了嚴(yán)重的故障缺陷問題，僅僅是按照缺陷處理工作原則實(shí)施處理，受案需要由相關(guān)運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)問題，并向檢修調(diào)度中心匯報(bào)。隨后由檢修調(diào)度中心派遣相關(guān)技術(shù)人員前往檢查，經(jīng)過技術(shù)人員判定故障原因后，申請工作許可，最后才能夠?qū)ΡｋU(xiǎn)進(jìn)行更換。這樣的工作流程至少需要消耗1 h的時(shí)間。而實(shí)施狀態(tài)檢修工作的一體化運(yùn)維，相關(guān)工作人員在發(fā)現(xiàn)故障的第一時(shí)間就能夠及時(shí)地對這樣的問題進(jìn)行處理。更換保險(xiǎn)的時(shí)間能夠控制在15 min內(nèi)，并避免二次保險(xiǎn)熔斷，處理缺陷的時(shí)間明顯縮短，從而保障電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)更加安全。

1.2 降低生產(chǎn)運(yùn)維成本

實(shí)施狀態(tài)檢修及一體化運(yùn)維工作，使相關(guān)運(yùn)維人員在對電力設(shè)備進(jìn)行巡視的過程中能夠?qū)﹄娏υO(shè)備形成同步運(yùn)維工作的效果，保障能夠達(dá)到更加良好、及時(shí)的檢修效果的同時(shí)，也能夠有效地降低運(yùn)維成本的投入。檢修人員不必在變電站及故障點(diǎn)之間循環(huán)往返，避免在申請維修的過程中派遣其他人員等造成成本浪費(fèi)，能夠保障電力設(shè)備的運(yùn)維工作成本有效降低。并且基于實(shí)際而言，運(yùn)維一體化的工作能夠促使人力成本及管理成本有效縮減，運(yùn)維一體化不但節(jié)約了生產(chǎn)成本，并且快速的故障反應(yīng)時(shí)間等能夠有效降低故障的嚴(yán)重程度，避免由于不及時(shí)的故障處理導(dǎo)致對整體電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響?；谶@樣的效果，保障電力系統(tǒng)構(gòu)件的使用壽命有效延長，為電力用戶提供更加安全穩(wěn)定的用電效果，優(yōu)化電力設(shè)備資產(chǎn)壽命，從而保障經(jīng)濟(jì)效益及社會效益等更加明顯。

1.3 提升運(yùn)維工作質(zhì)量，保障設(shè)備安全

電力設(shè)備的良好運(yùn)行需要建立在運(yùn)維人員良好的運(yùn)維管理工作基礎(chǔ)上，要求相關(guān)運(yùn)維人員具有良好的觀念意識，掌握電力設(shè)備的應(yīng)用結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場實(shí)際情況等。根據(jù)電力系統(tǒng)的接線方式及設(shè)備本身等相關(guān)信息等，形成更具針對性的運(yùn)維管理工作，強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)防范，保障線路安全，也能夠強(qiáng)化控制人員觸電問題。一體化的運(yùn)維工作，需要培訓(xùn)運(yùn)維人員掌握以往一次運(yùn)維及二次運(yùn)維人員的工作技術(shù)內(nèi)容，以更加完善的知識體系及工作經(jīng)驗(yàn)等，提升運(yùn)維工作效率。例如在實(shí)際工作中一次人員執(zhí)行油循環(huán)帶電水沖洗工作，二次運(yùn)維人員負(fù)責(zé)風(fēng)冷停關(guān)等，若這樣的工作由一次人員全部完成，不熟悉這2次運(yùn)維人員的相關(guān)專業(yè)知識技能等，則會引發(fā)主變跳閘的問題[2]。

而在一體化運(yùn)維工作中，對全體運(yùn)維人員進(jìn)行集中培訓(xùn)，各項(xiàng)工作內(nèi)容涉及到的知識技能等均能夠在培訓(xùn)活動(dòng)中學(xué)習(xí)拓展，促使運(yùn)維人員以熟練掌握各項(xiàng)技術(shù)的良好素質(zhì)開展高效運(yùn)維工作，降低故障風(fēng)險(xiǎn)。例如在測試蓄電池的內(nèi)阻及充放電運(yùn)維環(huán)節(jié)時(shí)，若僅由二次運(yùn)維人員完成這樣的工作內(nèi)容，將會使蓄電池的充放電工作及測試內(nèi)阻環(huán)節(jié)由全部人員參與完成，完成工作的實(shí)際時(shí)間將會達(dá)到3個(gè)月以上。若將這樣的工作交由一體化運(yùn)維人員完成，則在日常的巡視維護(hù)工作中就能夠完成，并且僅需要一個(gè)月的時(shí)間就能夠全面完成充放電的工作，促使運(yùn)維工作效率及質(zhì)量等均有所提升。

2 電力設(shè)備狀態(tài)檢修以及運(yùn)維一體化技術(shù)

2.1 檢測技術(shù)與故障分類

電力設(shè)備狀態(tài)檢修中的常見監(jiān)測技術(shù)多種多樣，包括油氣中監(jiān)測水分含量的技術(shù)、結(jié)合ICP等離子發(fā)射光譜對變壓器故障檢測的技術(shù)、用電鏡鐵譜對電力設(shè)備的故障問題進(jìn)行分析判斷、DGA氣相色譜分析技術(shù)及診斷技術(shù)、根據(jù)紅外成像對變壓器的過熱故障問題進(jìn)行檢測診斷、借助于六氟化硫分解物對電力設(shè)備的基礎(chǔ)故障結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測并確定故障位置，電力設(shè)備的老化情況則可以通過應(yīng)用糠醛含量進(jìn)行判斷。具體而言，在實(shí)際工作中所應(yīng)用到的狀態(tài)檢修基數(shù)可以分為2類，一種為需要連接電路狀態(tài)時(shí)的檢測技術(shù)，一種是基于非用電狀態(tài)就能夠進(jìn)行檢測的技術(shù)形式。其中前者需要連接電路進(jìn)行狀態(tài)檢測的技術(shù)中，主要是通過電力設(shè)備在檢測過程中的變壓器繞組變形狀況及局部結(jié)構(gòu)的變形，同時(shí)檢測電力設(shè)備的耐壓程度等相應(yīng)的檢測方法[3]。而非用電狀態(tài)下的檢測技術(shù)中，通過核磁共振、波譜、光譜、色譜及光電等方式對電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)。其中發(fā)電機(jī)最為明顯的故障問題則往往是在繞組匝、轉(zhuǎn)子及鐵心等結(jié)構(gòu)當(dāng)中。

通過實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的電力設(shè)備應(yīng)用過程中，發(fā)電機(jī)的定子及鐵心故障問題則是基于過高的溫度導(dǎo)致鐵心溫度提升過快，從而引發(fā)過熱故障問題。而現(xiàn)階段對于這樣的溫度過熱進(jìn)行檢測，仍舊處于初步探究階段，盡管熱監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)初具雛形，但在實(shí)際的應(yīng)用中對于電力設(shè)備的定子鐵心而言仍舊難以形成良好的監(jiān)測效果。發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障的轉(zhuǎn)子繞組問題，則是由于匝線之間出現(xiàn)短路引發(fā)的。解決此類問題，需要在狀態(tài)檢修過程中應(yīng)用到氣隙磁密的方式從而形成更加精準(zhǔn)的檢測效果，在氣隙磁密的作用下，能夠在短時(shí)間內(nèi)確定繞組匝的短路故障位置及損壞程度。而電力設(shè)備的轉(zhuǎn)子故障問題最關(guān)鍵的影響因素是變化內(nèi)部結(jié)構(gòu)的離心力參數(shù)，從而使轉(zhuǎn)子自身的旋轉(zhuǎn)及電流方向難以形成一致的效果。

2.2 狀態(tài)監(jiān)測

在電力設(shè)備的運(yùn)行中實(shí)施狀態(tài)檢修，其中的監(jiān)測技術(shù)作為重中之重不可或缺，狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的形成主要是基于提取故障信號進(jìn)行分析從而形成精準(zhǔn)的故障信息。向檢修系統(tǒng)上傳故障信息后，能夠根據(jù)電力設(shè)備被監(jiān)測時(shí)的變化趨勢及已發(fā)生的變化等，對故障原因進(jìn)行判斷，精準(zhǔn)對應(yīng)故障問題。狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是一種預(yù)知類型的新興的技術(shù)形式，能夠以狀態(tài)預(yù)知效果，對電力設(shè)備結(jié)構(gòu)起到提前狀態(tài)維護(hù)的作用，有效降低電力設(shè)備的故障率。在狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)正式投入到電力設(shè)備的檢修工作之前，我國長久以來使用的是基于時(shí)間狀態(tài)下的維護(hù)方式。時(shí)間狀態(tài)的維護(hù)工作則是基于定期的檢測維護(hù)，根據(jù)監(jiān)測時(shí)間段形成相應(yīng)的時(shí)間表，或是以電力設(shè)備的離線計(jì)劃作為基礎(chǔ)開展維護(hù)工作，其目的是防止電力設(shè)備的運(yùn)行中出現(xiàn)故障問題影響正常運(yùn)行[4]。

但是基于實(shí)際而言，這樣的時(shí)間維護(hù)手段不僅具有一定的局限性，在實(shí)際應(yīng)用中也會發(fā)生意外。這是由于檢修單位難以在相關(guān)設(shè)備的全面信息基礎(chǔ)上開展相應(yīng)維護(hù)工作，不清楚電力設(shè)備結(jié)構(gòu)真正的故障問題，相關(guān)工作人員僅憑借以往的工作經(jīng)驗(yàn)開展運(yùn)維，從而因缺失精準(zhǔn)的維修目的而造成盲目的維護(hù)工作，并在這一過程中造成大量的時(shí)間、人力和資金等成本的消耗，最終無法解決電力設(shè)備的故障問題，難以形成動(dòng)態(tài)監(jiān)控效果。對于狀態(tài)檢修工作而言，對當(dāng)前電力設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的跟蹤并根據(jù)其出現(xiàn)的異常變化及數(shù)據(jù)參數(shù)的不良反應(yīng)等，能夠更加清晰直觀地觀察到電力設(shè)備的故障問題并分析故障原因，從而有效避免盲目工作保障電力設(shè)備始終處于安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。并且狀態(tài)檢修的技術(shù)應(yīng)用，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成故障處理，避免了以往在維修電力設(shè)備的過程中長時(shí)間停電的弊端。

一般情況下，電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的常見技術(shù)為矢量故障檢測，通過對電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行矢量檢測，在確保良好適應(yīng)性的同時(shí)，也能夠保障在實(shí)際工作中形成相對良好的應(yīng)用效果。在現(xiàn)代化信息技術(shù)的支撐下，狀態(tài)檢修技術(shù)同樣可以應(yīng)用到信息融合及傳感技術(shù)的故障診斷中，從而精準(zhǔn)研判電力設(shè)備的故障現(xiàn)象。其中應(yīng)用到的多傳感技術(shù)最為關(guān)鍵的就是能夠多角度觀測支行的電力設(shè)備，包括多個(gè)側(cè)面及視圖等，從而能夠基于時(shí)間、空間、頻域等眾多內(nèi)容著手實(shí)施完善物體測量?；诙鄬哟渭岸囝I(lǐng)域的故障特征量收集，能夠保障形成全面故障信息，并在信息融合技術(shù)的應(yīng)用中，將多傳感技術(shù)中收集而來的眾多數(shù)據(jù)內(nèi)容等按照既定順序進(jìn)行排列。整合完畢后，利用信息技術(shù)自動(dòng)分析差異性的數(shù)據(jù)，對照以往電力設(shè)備正常運(yùn)行下監(jiān)測到的眾多數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)獲取其中的異常數(shù)據(jù)內(nèi)容，對應(yīng)數(shù)據(jù)分析電力設(shè)備的故障環(huán)節(jié)及故障點(diǎn)位。其次則是應(yīng)用到模糊理論原則下的最大隸屬標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證，能夠快速定位電力設(shè)備的故障原因，同時(shí)也能夠?qū)Υ祟惞收线M(jìn)行判斷。保障在充分結(jié)合模糊理論原則的狀態(tài)信號之后，對電力設(shè)備的故障變化性及模糊性進(jìn)行分析。最后則是在現(xiàn)代社會環(huán)境中常見的先進(jìn)技術(shù)方式，以人工智能技術(shù)手段對電力設(shè)備的故障進(jìn)行狀態(tài)檢測，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及專家系統(tǒng)等相應(yīng)辦法，能夠提升故障檢測速度的同時(shí)，保障形成更加精準(zhǔn)的檢測結(jié)果。

2.3 感應(yīng)電機(jī)故障監(jiān)測

電力設(shè)備當(dāng)中常見的應(yīng)用設(shè)備之一就是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其容易出現(xiàn)定子故障的問題，一般情況下是基于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的絕緣層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，從而促使繞組匝之間發(fā)生明顯的短路。分析定子的電流信號則是掌握定子故障原因的關(guān)鍵舉措，這樣的監(jiān)測成本相對較為低廉，并且操作便捷。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子出現(xiàn)故障使定子繞組匝發(fā)生氣隙磁密畸變的現(xiàn)象，由于定子電流會產(chǎn)生諧波，則可以在故障檢修中應(yīng)用到定子電流作為參考[5]。

其次則是轉(zhuǎn)子故障問題，大多數(shù)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障問題是因?yàn)檗D(zhuǎn)子導(dǎo)條受損斷裂，促使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩跳動(dòng)、轉(zhuǎn)速波動(dòng)，出現(xiàn)過熱及轉(zhuǎn)子振動(dòng)的現(xiàn)象。對于這樣的問題，則可以應(yīng)用氣隙檢測技術(shù)等，檢測感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子故障，從而采取相應(yīng)對策解決這樣的故障問題。

最后則是軸承的故障問題，電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定狀態(tài)受到軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)影響，需要及時(shí)診斷軸承的故障問題。一般情況下，狀態(tài)檢修技術(shù)為監(jiān)測定子電流的方式，其最為明顯的優(yōu)勢是能夠保障在電機(jī)的外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，僅僅需要將監(jiān)測設(shè)備固定在外部結(jié)構(gòu)上即可完成監(jiān)測。

2.4 運(yùn)維一體化

按照國家電網(wǎng)的運(yùn)維工作思路，在實(shí)施電力設(shè)備的運(yùn)維工作過程中，需要調(diào)整生產(chǎn)管理職責(zé)，促使每一對應(yīng)監(jiān)管單位都能夠參與到電力設(shè)備的運(yùn)維工作中，從而實(shí)現(xiàn)更加良好的工作建設(shè)。減少重疊工作或是交叉檢修的工作問題，提升電力設(shè)備的工作效率。實(shí)施一體化運(yùn)維工作之前，以往的電力運(yùn)維工作是由相應(yīng)的電力設(shè)備監(jiān)管人員開展電力設(shè)備的整體巡視工作，在這樣的工作模式下，監(jiān)管人員由于缺乏電力設(shè)備應(yīng)用技術(shù)，會導(dǎo)致難以充分掌握設(shè)備的運(yùn)行性能及正常參數(shù)狀態(tài)等，從而在出現(xiàn)任何問題時(shí)，都難以及時(shí)地對其進(jìn)行管理控制。發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)間相對較晚，往往會使電力設(shè)備產(chǎn)生更加嚴(yán)重的故障問題。而開展一體化運(yùn)維工作，則能夠培養(yǎng)具有專業(yè)知識的運(yùn)維人員，從而開展相應(yīng)的運(yùn)維工作，保障能夠形成更加良好的技術(shù)表現(xiàn)。深入展開電力設(shè)備的運(yùn)維工作，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的故障問題，形成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化的管理工作，便于在問題出現(xiàn)時(shí)即刻解決，從而提升電力設(shè)備運(yùn)行可靠度與安全性。

在以往的運(yùn)維工作實(shí)施過程中，關(guān)于電力設(shè)備的各項(xiàng)檔案內(nèi)容、運(yùn)行記錄及工況信息等均需要經(jīng)過設(shè)備運(yùn)行單位實(shí)施監(jiān)管，而設(shè)備檢修單位則負(fù)責(zé)檢修記錄及試驗(yàn)檔案等，電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)檢修工作是關(guān)乎到設(shè)備安全及完整度的關(guān)鍵所在，其中涉及到的檢修數(shù)據(jù)及資料等眾多內(nèi)容。但是在以往的資料管理中由于涉及到的主體本身存在著一定的差異性，不同的管理體系使資料之間難以形成相互共享的效果。開展電力設(shè)備的檢修工作時(shí)，則需要電力設(shè)備的運(yùn)行單位配合檢修單位的工作，才能夠形成更加良好的高效協(xié)調(diào)工作效果。實(shí)施運(yùn)維一體化的工作，則能夠保障設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)等工作均歸屬于同一單位執(zhí)行，從而保障運(yùn)行工作的效率與效益等均呈現(xiàn)出相對較為良好的效果。

3 結(jié)束語

為保障當(dāng)前社會中的用電均處于高質(zhì)量狀態(tài)，需要供電安全穩(wěn)定，電力系統(tǒng)的運(yùn)行相對良好。結(jié)合現(xiàn)代化的工作需求，需要完成電力設(shè)備的運(yùn)行檢修，以一體化的運(yùn)維工作作為基礎(chǔ)，能夠有效提升電力設(shè)備的運(yùn)行效率。通過對眾多設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，以常態(tài)化的動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作形成更加及時(shí)的故障處理工作狀態(tài)，才能夠促使電力系統(tǒng)及行業(yè)長效發(fā)展。