配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修及運(yùn)維技術(shù)研究

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)都在迅速發(fā)展壯大，配電網(wǎng)作為一個(gè)重要行業(yè)也不例外。自電力工業(yè)發(fā)展以來(lái)，配電網(wǎng)設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行是保證供電可靠性不受影響的主要因素。但在電網(wǎng)規(guī)模不斷拓展及設(shè)備老化情況下，配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)的檢修及運(yùn)維工作將面臨諸多困難。為此，將就這一領(lǐng)域進(jìn)行深入探尋，以期為提高配電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)維效率及供電可靠性提供便利條件。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修運(yùn)維技術(shù)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TM73文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

ResearchonStatusMaintenanceandOperationTechnologyofDistributionNetworkEquipment

TUHui

WuhanPowerSupplyCompanyofStateGridHubeiElectricPowerCo.，Ltd.，Wuhan，HubeiProvince，430077China

Abstract：Withtherapiddevelopmentoftheeconomy，allwalksoflifearerapidlygrowingandexpanding，anddistributionnetwork，asanimportantindustry，isnoexception.Sincethedevelopmentofthepowerindustry，thesafeandstableoperationofdistributionnetworkequipmenthasbeenthemainfactortoensurethereliabilityofpowersupplyisnotaffected.However，withthecontinuousexpansionofpowergridscaleandequipmentaging，themaintenanceandoperationofdistributionnetworkequipmentwillfacemanydifficulties.Tothisend，，in-depthexplorationwillbeconductedinthisfield，inordertoprovideconvenientconditionsforimprovingtheoperationandmaintenanceefficiencyofdistributionnetworkequipmentandpowersupplyreliability.

KeyWords：Distributionnetwork;Equipmentstatus;Maintenanceandoperation;Technicalanalysis

1設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)及原理

1.1設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)

• 傳感器技術(shù)

隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)信息科學(xué)和自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，傳感器也在配電系統(tǒng)中得到應(yīng)用。傳感器可以檢測(cè)到電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障、干擾信號(hào)等，并將其轉(zhuǎn)換成有用的信息來(lái)確定問(wèn)題所在；傳感器還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患并進(jìn)行維修。目前，市場(chǎng)上使用較多的傳感器有電流互感器、電壓互感器、電感式電流互感器等，其具有測(cè)量精度高、靈敏度好、抗干擾能力強(qiáng)、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于配電網(wǎng)中。

傳感器技術(shù)中傳感器是監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)的重要手段，但在實(shí)際應(yīng)用中，傳感器存在不足之處。由于其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，易受外界環(huán)境影響，因此常出現(xiàn)短路、斷路等故障。再者，使用傳統(tǒng)的檢測(cè)方法將難以妥善解決長(zhǎng)延時(shí)接地問(wèn)題，由于其他因素如絕緣老化或潮濕等原因造成的傳感器失效也時(shí)有發(fā)生。為此，可通過(guò)對(duì)電流、電壓和溫度等物理量進(jìn)行測(cè)量，了解被測(cè)對(duì)象的運(yùn)行狀況，并預(yù)測(cè)其未來(lái)可能發(fā)生的故障或異常行為[1]。

1.1.2數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)

數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)主要包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及通訊網(wǎng)絡(luò)三部分。數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)對(duì)電網(wǎng)中大量的測(cè)量信息進(jìn)行分析、整合、存儲(chǔ)、計(jì)算等操作，使得監(jiān)測(cè)人員能夠快速、有效地獲取電網(wǎng)運(yùn)行狀況。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)也在不斷進(jìn)步。目前，常用的數(shù)據(jù)采集方法有兩種：一種是傳感器直接感應(yīng)到設(shè)備狀態(tài)變化時(shí)產(chǎn)生信號(hào)，這種方法需要昂貴的傳感器；另一種則通過(guò)將待測(cè)變量轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)參數(shù)進(jìn)行間接測(cè)量，這種方法成本低、使用方便，但準(zhǔn)確性不高。近年來(lái)，人們提出了一些新的數(shù)據(jù)采集和處理方案來(lái)提高檢測(cè)精度。例如：美國(guó)科學(xué)家研制出一種新型光纖傳感裝置，可以通過(guò)光纖直接讀取電力設(shè)備中溫度、電壓等物理量的變化情況；日本學(xué)者研制出一種具有高分辨率的圖像分析儀，能夠?qū)崟r(shí)獲取紅外光譜曲線(xiàn)圖像并對(duì)其進(jìn)行分析；中國(guó)學(xué)者研制出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線(xiàn)性濾波器，該濾波器具有良好的性能，能有效地抑制諧波干擾[2]。

1.1.3故障診斷技術(shù)

故障診斷技術(shù)通過(guò)對(duì)各種典型故障的特征和發(fā)生機(jī)理進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別和判定來(lái)提高電網(wǎng)管理水平和供電可靠性水平。根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)脑\斷方法，如現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)法和實(shí)驗(yàn)室檢查法，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行初步判斷，查找出潛在問(wèn)題所在，為檢修提供依據(jù)。變電站大量使用電能監(jiān)測(cè)裝置對(duì)用電進(jìn)行監(jiān)測(cè)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為提高供電質(zhì)量提供可靠依據(jù)。由于許多技術(shù)難題無(wú)法通過(guò)常規(guī)方法解決，因此，進(jìn)行全面的測(cè)試非常必要，雖然難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化故障診斷，但需對(duì)任何可能導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)的異常情況加以重視。狀態(tài)檢修的公式可以表示為：

檢修周期=（設(shè)備類(lèi)型+運(yùn)行環(huán)境+工作條件+歷史數(shù)據(jù)）

其中，設(shè)備類(lèi)型、運(yùn)行環(huán)境、工作條件和歷史數(shù)據(jù)是影響檢修周期的主要因素，根據(jù)不同的設(shè)備和實(shí)際情況，可以采用不同的評(píng)估方法和公式來(lái)計(jì)算檢修周期。

1.2設(shè)備運(yùn)維原理

配電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行需要多種設(shè)備共同協(xié)同發(fā)揮作用，因此，各個(gè)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。電力設(shè)備的狀態(tài)檢修不僅是電力設(shè)備自身的運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性的判斷，還包括對(duì)電力設(shè)備的周?chē)h(huán)境的判斷，因此，對(duì)配電網(wǎng)的電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)有著非常重要的作用。配電網(wǎng)設(shè)備的計(jì)算公式如下：

視在功率（S）：S=1.732×U×I

有功功率（P）：P=S×cosφ

無(wú)功功率（Q）：Q=S×sinφ

空載損耗（Po）：Po=Io×Uo×1.732

負(fù)載損耗（Pk）：Pk=Ik×Uk×1.732

其中，U為線(xiàn)電壓，I為線(xiàn)電流，cosφ為功率因數(shù)，Io為空載電流，Uo為空載電壓，Ik為短路電流，Uk為短路電壓。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的設(shè)備型號(hào)和參數(shù)。同時(shí)，在使用設(shè)備時(shí)，需要注意安全操作規(guī)程，確保設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

2配電設(shè)備維護(hù)技術(shù)

2.1清潔維護(hù)技術(shù)

清潔維護(hù)技術(shù)主要對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行日常檢查和清掃，以防止絕緣材料、金屬和塑料材質(zhì)等可能造成的設(shè)備短路或斷路故障。在電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的清潔、清洗和保養(yǎng)來(lái)確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。清潔維護(hù)包括對(duì)設(shè)備表面污垢的清理、擦拭及檢查等操作。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在著污垢或污染物，就需要及時(shí)清除干凈并進(jìn)行處理。清潔維護(hù)通常會(huì)使用一種專(zhuān)門(mén)針對(duì)設(shè)備污垢的清洗劑來(lái)完成，常用的清洗劑有酸溶液、堿溶液和汽油混合液等。清潔維護(hù)不僅能保證電力設(shè)備的正常運(yùn)行，還能夠有效地減少能耗，降低對(duì)環(huán)境造成的影響。

2.2潤(rùn)滑維護(hù)技術(shù)

潤(rùn)滑維護(hù)技術(shù)是電力設(shè)備檢修運(yùn)維的重要內(nèi)容。常見(jiàn)故障有斷路、短路和接地，這些都會(huì)導(dǎo)致絕緣體破損而引起觸電事故。為了保證供電安全，應(yīng)定期對(duì)變壓器進(jìn)行保養(yǎng)。一般來(lái)說(shuō)，要每季度清洗一次變壓器油底紙，并定期檢查其表面溫度，以防止產(chǎn)生氣泡或者腐蝕。在我國(guó)南方地區(qū)，氣候干燥，濕度較高，因此，要注意保暖、保濕。變壓器表面出現(xiàn)污垢時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理干凈，當(dāng)發(fā)現(xiàn)污垢增多或水印增多時(shí)，應(yīng)立即更換新的油底紙，以免造成電路短路[4]。

2.3緊固維護(hù)技術(shù)

緊固維護(hù)技術(shù)主要涉及對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備的維護(hù)和修理，在電力系統(tǒng)中，如果配電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障或者零部件損壞，會(huì)導(dǎo)致供電中斷、電壓下降等問(wèn)題，這就需要及時(shí)進(jìn)行維修。為了提高檢修效率，可以采用新型的監(jiān)測(cè)儀器來(lái)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，并采取有效措施進(jìn)行維護(hù)。目前，市場(chǎng)上使用較多的是傳感器技術(shù)，其具有精度高、價(jià)格相對(duì)便宜等特點(diǎn)。傳感器技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，并提出相應(yīng)的處理方案。此外，還可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)判斷設(shè)備情況，以便更好地開(kāi)展檢修工作[5]。

2.4熱紅外檢測(cè)技術(shù)

熱紅外檢測(cè)技術(shù)是一種利用光譜分析法來(lái)確定設(shè)備內(nèi)部故障的方法，通常使用特殊的傳感器，并結(jié)合溫度和光譜數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)設(shè)備表面是否有缺陷或者損壞。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)到的信息進(jìn)行處理，可以判斷出設(shè)備是否存在問(wèn)題。此外，這種技術(shù)還能幫助企業(yè)快速、準(zhǔn)確地找出設(shè)備潛在風(fēng)險(xiǎn)。目前，在我國(guó)電力行業(yè)中，應(yīng)用較廣的熱紅外檢測(cè)技術(shù)包括基于波長(zhǎng)譜的檢查儀和光電子測(cè)溫儀兩種類(lèi)型，這些儀器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行情況，為設(shè)備狀態(tài)檢修提供依據(jù)。

3配電網(wǎng)設(shè)備維護(hù)策略

3.1預(yù)防性維護(hù)

預(yù)防性維護(hù)主要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境和工作條件進(jìn)行全面、系統(tǒng)的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取有效措施。例如：溫度過(guò)高或過(guò)低會(huì)導(dǎo)致絕緣體軟化、老化；壓力過(guò)大使材料泄漏，造成機(jī)械損傷等；濕度過(guò)低則易結(jié)冰、發(fā)霉、腐蝕等情況。預(yù)防性維護(hù)是確保配電網(wǎng)設(shè)備正常運(yùn)行的重要手段。在檢修過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)關(guān)鍵部位嚴(yán)格檢查，以避免故障發(fā)生；結(jié)合實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整負(fù)荷，保證元件參數(shù)正常；加強(qiáng)日常巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并予以處理；定期檢驗(yàn)繼電器、連接器是否正常工作，防止因更換新零件而產(chǎn)生不穩(wěn)定因素。

3.2故障性維護(hù)

配電網(wǎng)設(shè)備的故障性維護(hù)主要是指對(duì)整個(gè)電網(wǎng)中一些容易發(fā)生的問(wèn)題或異常狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和診斷。常見(jiàn)的配電網(wǎng)設(shè)備故障包括絕緣老化、老化失效、導(dǎo)體開(kāi)裂、短路、斷線(xiàn)、線(xiàn)路接頭松動(dòng)等，這些都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)出現(xiàn)局部甚至整體短路現(xiàn)象、電力系統(tǒng)正常供電能力下降甚至中斷供電，從而影響正常供電，因此，應(yīng)對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備的異常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷和處理。應(yīng)對(duì)故障的有效方法是在故障發(fā)生前或發(fā)生后盡快實(shí)施運(yùn)維措施，以保證設(shè)備能夠恢復(fù)正常運(yùn)行。由于電網(wǎng)中存在大量不同類(lèi)型的電器組件和元件，因此會(huì)產(chǎn)生諸多故障。

3.3修復(fù)性維護(hù)

配電網(wǎng)設(shè)備的修復(fù)性維護(hù)主要是對(duì)電路和機(jī)械進(jìn)行檢查、測(cè)試，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果分析故障原因，制定維修方案。供電企業(yè)要做好發(fā)電機(jī)、變壓器、線(xiàn)路及其他電器元件的安全檢查工作，確保其運(yùn)行正常，同時(shí)還要加強(qiáng)配電網(wǎng)絡(luò)的巡查工作，及時(shí)排除異常情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患。為了保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，供電企業(yè)應(yīng)建立一套科學(xué)、合理的檢修體系，保證發(fā)電機(jī)組、變壓器等主要發(fā)電設(shè)備的定期檢修及例行大修制度，同時(shí)還要加強(qiáng)電網(wǎng)管理，嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)度規(guī)則，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并予以解決。

配電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)檢修與維護(hù)工作一直是電力行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，修復(fù)性維護(hù)逐漸成為了電力企業(yè)提高服務(wù)質(zhì)量、降低維修成本的有效手段。通過(guò)傳感器技術(shù)，可以對(duì)電氣線(xiàn)路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并采取相應(yīng)措施。通過(guò)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，可以得到詳盡、準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，為現(xiàn)場(chǎng)人員提供更加可靠的參考依據(jù)。

3.4智能性維護(hù)

智能性維護(hù)是一種常見(jiàn)的電力設(shè)備狀態(tài)檢修和運(yùn)維技術(shù)，其通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)中不同類(lèi)型傳感器、數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)及故障診斷技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控及預(yù)警功能。智能化維護(hù)可以大大提高工作效率，減少工作時(shí)間，提高系統(tǒng)可靠性。通過(guò)對(duì)各種重要信息進(jìn)行綜合分析，還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除設(shè)備運(yùn)行中存在的安全隱患，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

智能性維護(hù)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，可以幫助設(shè)備在故障發(fā)生前就發(fā)現(xiàn)和排除問(wèn)題，這對(duì)于降低運(yùn)維成本、提高供電可靠性都具有重要意義。目前，一些先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到配電網(wǎng)上，如激光傳感器、電橋式電流互感器等，這些設(shè)備能夠有效地檢測(cè)出配電網(wǎng)中常見(jiàn)的各類(lèi)問(wèn)題，并迅速采取應(yīng)對(duì)措施，同時(shí)還能實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便及時(shí)處理各種突發(fā)事件。

4結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們對(duì)其性能和可靠性的要求的日益提高，因此，有必要采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)來(lái)確保這些設(shè)備正常運(yùn)行。近年來(lái)，智能傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)等新興技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，在此背景下，使用先進(jìn)的傳感技術(shù)來(lái)進(jìn)行在線(xiàn)檢修或運(yùn)維已成為可能。目前，應(yīng)用于配電網(wǎng)中的主要傳感技術(shù)包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、光纖互感器等，其可以實(shí)時(shí)測(cè)量電源線(xiàn)路中各點(diǎn)的電壓水平，并將信息傳輸至監(jiān)控平臺(tái)供工作人員分析，這對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修及運(yùn)維工作多有裨益。

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