電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修模式下變電檢修技術(shù)應(yīng)用策略分析

國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司吳忠供電公司 陳立威

某變電檢修企業(yè)承接工作須在電力系統(tǒng)檢修模式下完成，原有變電檢修技術(shù)應(yīng)用方案不合理，無(wú)法完成變電檢修任務(wù)，經(jīng)分析，變電檢修工程中應(yīng)用檢修技術(shù)存在以下問題。

檢修人員風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)不足，不重視設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的開展，采取的檢修方式不合理；檢修過(guò)程中各設(shè)備處于帶電狀態(tài)，檢修難度大，如不規(guī)范檢修人員帶電操作方式，稍有不慎便會(huì)威脅檢修人員的人身安全；檢修人員未認(rèn)識(shí)到接頭處理工作的重要性，不能熟練掌握接頭處理技巧，處理后的接頭難以滿足變電檢修需要，無(wú)法凸顯狀態(tài)檢修模式下運(yùn)用變電檢修技術(shù)的優(yōu)勢(shì)；主變壓器檢修工作開展不及時(shí)，通常在主變壓器出現(xiàn)問題后，才開展檢修工作，會(huì)給變電站造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[1]。

高壓開關(guān)的檢修未作為變電檢修的工作重點(diǎn)，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在故障的開關(guān)；變電設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生熱量無(wú)法散失，導(dǎo)致變電設(shè)備運(yùn)行被破壞，變電設(shè)備出現(xiàn)故障可能性較高；不重視接地線維護(hù)工作的開展，接地線損壞嚴(yán)重，且很難被檢測(cè)；制定變電檢修技術(shù)應(yīng)用方案后，未評(píng)估檢修方案經(jīng)濟(jì)效益，變電檢修成本過(guò)高，變電檢修技術(shù)的應(yīng)用效果達(dá)不到預(yù)期。

鑒于以上問題，該企業(yè)使用待檢修電力系統(tǒng)的運(yùn)行特征，識(shí)別變電檢修技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中可能存在的問題，以便工作人員分析問題成因，提出更科學(xué)的變電檢修技術(shù)應(yīng)用方案。

1 電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修模式下變電檢修技術(shù)的應(yīng)用

1.1 設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

狀態(tài)檢修模式中，為發(fā)揮變電檢修技術(shù)的作用，重視設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作開展，以便檢修人員做出準(zhǔn)確判斷，在執(zhí)行檢修方案之前，判斷檢修方案的實(shí)際可行性。故障是設(shè)備存在風(fēng)險(xiǎn)的核心原因，由于電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境負(fù)責(zé)，使用設(shè)備種類較多，影響設(shè)備發(fā)生故障概率的因素多樣化，如生產(chǎn)質(zhì)量、使用時(shí)間、運(yùn)行方式等，都會(huì)改變?cè)O(shè)備的故障率，計(jì)算變電設(shè)備故障率的公式如下：λ=ke-M+C，其中，k即比例系數(shù)，C為曲率系數(shù)，e為單位電荷量，M為設(shè)備健康指數(shù)，取值范圍在0至100之間，該數(shù)值越大，設(shè)備狀態(tài)越好，變電檢修常用設(shè)備故障率計(jì)算方式。

統(tǒng)計(jì)法同樣可用于設(shè)備故障率計(jì)算，設(shè)定統(tǒng)計(jì)的周期，按照要求記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算某一周期內(nèi)，設(shè)備發(fā)生故障的平均概率，公式為：λP=ND/N，式中ND與N分別為出現(xiàn)故障設(shè)備數(shù)量與設(shè)備總數(shù)，計(jì)算結(jié)果具有一定的參考價(jià)值，檢修人員統(tǒng)計(jì)多年設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，至少超過(guò)2年，依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定上述公式中的未知系數(shù)，計(jì)算設(shè)備的故障率。

完成故障率計(jì)算后，進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估環(huán)節(jié)，借助檢修費(fèi)用評(píng)價(jià)故障造成的損失，設(shè)備損失風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方式為：Rs=λ（L（Lm）+ClTl），式中：λ為設(shè)備故障率，L（Lm）為某設(shè)備檢修等級(jí)檢修任務(wù)花費(fèi)的費(fèi)用，Cl與Tl為單位工時(shí)成本與檢修工時(shí)，得出結(jié)果為檢修設(shè)備的費(fèi)用，以更為直觀的形式展示故障風(fēng)險(xiǎn)，考慮評(píng)估結(jié)果，適當(dāng)優(yōu)化檢修方案[2]。

1.2 帶電操作

在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下開展檢修工作，是狀態(tài)檢修模式的特點(diǎn)，為此開展人員培訓(xùn)工作是關(guān)鍵，督促參與檢修人員熟練掌握操作方式，做好安全防護(hù)措施。紅外熱成像檢測(cè)設(shè)備的故障，利用物體散發(fā)的紅外輻射，制成熱像圖，展現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，應(yīng)用該技術(shù)過(guò)程中，計(jì)算物體不同檢測(cè)點(diǎn)的相對(duì)溫差，計(jì)算公式為：σ=T1-T2/T1-T0×100%。

其中：T1、T2分別為發(fā)熱點(diǎn)、正常點(diǎn)溫升與溫度，T0為環(huán)境溫度，計(jì)算結(jié)果輔助檢修人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱位置，擴(kuò)大檢修人員與帶電設(shè)備距離，保護(hù)檢修人員的人身安全，且檢測(cè)結(jié)果不受外界因素的影響，準(zhǔn)確性有所保證。局部放電檢測(cè)，帶電操作常用檢修技術(shù)，通過(guò)采集放電產(chǎn)生的聲波，確定設(shè)備中放電位置，這種檢測(cè)方式排除外界干擾，準(zhǔn)確判定放電位置，但靈敏度低，僅適用于部分類型設(shè)備放電，容易出現(xiàn)誤判，影響狀態(tài)檢修結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)接收紫外實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備檢修，紫外線波長(zhǎng)為240～280nm，根據(jù)成像情況，識(shí)別設(shè)備產(chǎn)生電暈的位置，同時(shí)檢測(cè)電暈的強(qiáng)度，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，適用于檢測(cè)設(shè)備外部放電，檢修人員讀取檢測(cè)結(jié)果難度小，縮短檢修工作完成周期。將故障的不良影響降至最低。

圖1 紫外成像技術(shù)原理

1.3 接頭處理

電力系統(tǒng)涉及大量接頭，其接觸情況決定系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，為凸顯狀態(tài)檢修模式的優(yōu)勢(shì)，在運(yùn)用檢修技術(shù)期間要注意接頭的處理，控制接頭處的溫度，使接頭兩端連接狀態(tài)良好，在系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)揮作用，避免電力系統(tǒng)陷入故障。調(diào)取系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程采集接頭溫度數(shù)據(jù)，觀察接頭的顏色，檢驗(yàn)螺絲的松緊度，按照電力系統(tǒng)接頭維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，判斷接頭是否存在故障，初步分析接頭的運(yùn)行狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)接頭出現(xiàn)氧化物，及時(shí)采取措施清理，保持接頭處干凈，無(wú)雜質(zhì)影響接頭的連接效果。接頭處氧化物與雜質(zhì)等，造成接頭接觸不良，引發(fā)發(fā)熱故障，破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)借助0號(hào)砂紙與鋼絲刷清理接頭，恢復(fù)接頭處的整潔環(huán)境，使接頭兩端緊密相連，同時(shí)擰緊固定接頭的螺絲，當(dāng)螺絲等零件損壞嚴(yán)重時(shí)，更換性能適宜的零件。

此外，分析接頭處結(jié)構(gòu)的合理性，結(jié)構(gòu)不合理也是造成溫度升高的原因之一，接頭面積難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)增加接頭數(shù)量，避免接頭處溫度超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到控制接頭溫度的效果，減緩接頭處零件的磨損速度，降低接頭檢修難度。以110kV變電站為例，此類變電站中只設(shè)置1個(gè)接口，接頭處接觸面積過(guò)小，或只使用1個(gè)螺栓固定，都會(huì)提升接頭發(fā)熱的可能性，將接口與螺栓數(shù)量增至2個(gè)，便可解決該問題，接頭處溫度在合理范圍內(nèi)，不會(huì)威脅系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.4 主變壓器檢修

電力系統(tǒng)中，主變壓器發(fā)揮重要作用，檢查主變壓器的狀態(tài)，是變電檢修人員的工作重點(diǎn)，待主變壓器出現(xiàn)故障后維修，給變電站帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)影響周邊居民的生活，落實(shí)狀態(tài)檢修模式有助于克服該問題，維持主變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。主變壓器的組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，尤其主體部分檢修難度大，其他附件的檢修難度相對(duì)較小，且檢修技術(shù)的應(yīng)用流程簡(jiǎn)單，調(diào)取主變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)，了解電力系統(tǒng)主變壓器的參數(shù)指標(biāo)，用于判斷主變壓器的狀態(tài)。分析油中溶解氣體，通常使用油浸紙檢測(cè)油中氣體含量，如O2、N2、H2、CO、CO2等，依據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定主變壓器的密封性，這種狀態(tài)檢測(cè)方式應(yīng)用成本低，操作方式簡(jiǎn)單，如各類氣體含量明顯高于標(biāo)準(zhǔn)，代表主變壓器出現(xiàn)問題，結(jié)合超標(biāo)氣體的類型，確定主變壓器問題，針對(duì)性采取措施，維修主變壓器。

同時(shí)，將人工智能技術(shù)用于主變壓器狀態(tài)檢修，替代人力完成信息的采集，檢修人員無(wú)需近距離接觸主變壓器，檢修人員遠(yuǎn)程操作智能設(shè)備，利用智能技術(shù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析與處理優(yōu)勢(shì)，幫助檢修人員分析數(shù)據(jù)，得出分析結(jié)果速度快，結(jié)果準(zhǔn)確性高于人工計(jì)算，快速發(fā)現(xiàn)主變壓器存在的故障，提供維修主變壓器的建議，及時(shí)還原主變壓器良好運(yùn)行環(huán)境，減輕檢修人員的工作壓力。

1.5 高壓開關(guān)檢修

電力系統(tǒng)中包含油開關(guān)、SF6開關(guān)、真空開關(guān)，不同類型開關(guān)的功能各不相同，相互配合支持電力系統(tǒng)的運(yùn)行，其中油開關(guān)的穩(wěn)定性差，易出現(xiàn)故障問題，其他兩種開關(guān)穩(wěn)定性相對(duì)較好，均為變電檢修工作的重點(diǎn)。雖然油開關(guān)陷入異常概率高，但檢修故障難度較低，檢修人員定期檢查油開關(guān)，是化解該問題的最佳方式，安排專業(yè)人員檢查油開關(guān)，提前預(yù)測(cè)油開關(guān)故障的發(fā)生，適時(shí)采取措施。SF6開關(guān)檢修次數(shù)適當(dāng)減少，記錄開關(guān)的使用時(shí)間，每3年檢修一次即可，檢修內(nèi)容為回路電阻值、微水含量，如SF6開關(guān)達(dá)到使用壽命，依照規(guī)范更換高質(zhì)量開關(guān)，真空開關(guān)的檢修頻率與SF6開關(guān)檢修頻率一致[3]。

1.6 熱故障處理

電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生大量熱量，如不及時(shí)散失熱量，熱量在系統(tǒng)內(nèi)聚集，溫度迅速上升，引起熱故障，變電設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，是電力系統(tǒng)常見故障。在狀態(tài)檢修模式中，要重視熱故障的檢修與處理。為避免熱故障的頻繁發(fā)生，使用耐熱與抗氧化能力強(qiáng)的材料，檢驗(yàn)支撐設(shè)備材料的散熱性能，這種材料受熱后，不會(huì)被氧化，始終保持最佳狀態(tài)，設(shè)備運(yùn)行未受到影響，消除熱故障的不良影響，維護(hù)變電設(shè)備安全的運(yùn)行環(huán)境。

使用導(dǎo)電膏處理接頭，處理后接頭的抗氧化能力增強(qiáng)，防止氧化物的累積，使用銼刀去除接頭毛刺，使接頭表面光滑，控制銼刀處理后接頭面積，銅質(zhì)接頭橫截面積減少量低于原始面積的3%，鋁質(zhì)截面積減少量不超過(guò)5%，確認(rèn)接頭接觸面積達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，以免接頭處產(chǎn)生熱量高于預(yù)設(shè)值，溫度升高。關(guān)注螺栓的材質(zhì)，分析該材質(zhì)螺栓的特性，動(dòng)態(tài)設(shè)置螺栓的擰緊標(biāo)準(zhǔn)，借助彈簧墊圈緩沖螺栓的壓力，在條件允許情況下，使用力矩扳手完成螺栓的固定，接觸面形狀固定，符合電力系統(tǒng)運(yùn)行需要，科學(xué)處理熱故障。

1.7 接地線維護(hù)

接地線為電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置，也是狀態(tài)檢修模式順利實(shí)施的基礎(chǔ)保證，只有接地線完整，且在電力系統(tǒng)中發(fā)揮應(yīng)有作用，才能保護(hù)檢修人員的人身安全。為變電檢修技術(shù)的運(yùn)用奠定基礎(chǔ)，維護(hù)電力系統(tǒng)接地線措施如下：觀察接地線外觀，一旦接地線表面出現(xiàn)銹蝕，迅速展開維護(hù)工作，在接地線表面涂抹防腐蝕漆料；接地線地面以上50cm與地下30cm為重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域，該區(qū)域按照安全設(shè)施管理規(guī)范，導(dǎo)線表面涂抹寬度1.5～10cm黃綠相間漆料，進(jìn)一步強(qiáng)化接地線的抗腐蝕能力；采用直流伏安法測(cè)量接地線中電流值，測(cè)量電流在10A左右為最佳，如測(cè)量電流過(guò)小，可能受到外界因素的干擾，測(cè)量結(jié)果失去參考價(jià)值。

2 檢修效益分析

在確定變電檢修方案之前，分析技術(shù)應(yīng)用方案的效益，判斷技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，做出正確的決策，選擇適宜的檢修方案，順利完成狀態(tài)檢修模式的實(shí)施。檢修效益是衡量的方案可行性的指標(biāo)，計(jì)算方式為：ΔR=Δ（Rs+Pp+Re），式中：Rs、Rp、Re分別為設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)、人身風(fēng)險(xiǎn)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，盡量選擇檢修效益良好的檢修方案。根據(jù)檢修項(xiàng)目的復(fù)雜度，設(shè)置檢修項(xiàng)目等級(jí)，考慮檢修中發(fā)現(xiàn)的故障，制定故障維修方案，分析不同維修方案的效益，在不影響維修質(zhì)量的條件下，選擇實(shí)施難度小的維修方案。

同時(shí)，計(jì)算維修后設(shè)備的健康指數(shù)，科學(xué)評(píng)價(jià)檢修方案的運(yùn)用效果，健康指數(shù)的計(jì)算方式為：，其中：Dpt為設(shè)備P狀態(tài)量i的扣分值，Qpt為改善情況，取值0代表完全修復(fù)，取值1為設(shè)備未被檢修。匯總不同檢修方案的效益分析結(jié)果，比較不同檢修方案的效益差異，判讀檢修方案實(shí)施帶來(lái)的效益是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮不同因素的影響，選擇效益良好的變電檢修方案，維護(hù)電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，輸送源源不斷的電能。

變電變壓器檢修等級(jí)及項(xiàng)目如下：A類。返廠檢修，整體更換；B類，零部件更換與處理；C類。設(shè)備清理、維護(hù)、檢修，設(shè)備試運(yùn)行；D類。帶電測(cè)試，維護(hù)與保養(yǎng)，日常巡視；E類。帶電檢修、消缺、維護(hù)。

綜上所述，狀態(tài)檢修模式下，變電檢修技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，維持系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，提高系統(tǒng)的供電質(zhì)量，優(yōu)化用戶的用電體驗(yàn)。相關(guān)人員要關(guān)注技術(shù)領(lǐng)域最新研究成果，學(xué)習(xí)先進(jìn)的變電檢修技術(shù)的應(yīng)用理念，以加快系統(tǒng)檢修效率為目標(biāo)，調(diào)整檢修方案，克服傳統(tǒng)檢修技術(shù)的應(yīng)用弊端，最大限度消除故障的不良影響。