電力一次設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)用

［關(guān)鍵詞］電力系統(tǒng)；電力一次設(shè)備；狀態(tài)檢修應(yīng)用

1 電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)概述

1.1 設(shè)備壽命的預(yù)測(cè)管理

作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，發(fā)電機(jī)組、變壓器及高壓開(kāi)關(guān)發(fā)揮著重要的作用，對(duì)這些關(guān)鍵設(shè)備開(kāi)展的壽命預(yù)測(cè)及評(píng)估，是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的保障。在進(jìn)行狀態(tài)檢修技術(shù)應(yīng)用時(shí)，可以通過(guò)設(shè)備監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和模擬仿真等手段對(duì)設(shè)備的壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估，并在此基礎(chǔ)上，決定是否需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修或零部件更換。利用這些方法，不僅能有效提升設(shè)備的使用壽命，還能夠減少因設(shè)備故障帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

例如，變壓器作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其壽命評(píng)估能夠保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。變壓器的使用壽命受到多種外部因素的影響，包括設(shè)備的質(zhì)量、運(yùn)行環(huán)境及維護(hù)水平。變壓器在日常運(yùn)行中可能會(huì)受到短路、過(guò)電壓及溫度變化等多種因素的影響，從而降低其使用壽命，所以對(duì)變壓器進(jìn)行全面科學(xué)的壽命評(píng)估，需要綜合考慮上述因素。

1.2 電力設(shè)備的可靠性分析

電力設(shè)備的可靠性是電力設(shè)備在特定條件下能否按預(yù)期完成其功能的重要衡量指標(biāo)?？煽啃允菦Q定電力系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行的前提條件。為提升電力設(shè)備的可靠性，在相關(guān)學(xué)術(shù)研究中，針對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性數(shù)學(xué)模型發(fā)揮著重要作用，其中馬爾可夫模型能夠?qū)﹄娏υO(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率進(jìn)行描述，實(shí)現(xiàn)相關(guān)預(yù)測(cè)功能。而維馬爾可夫模型則在馬爾可夫模型的基礎(chǔ)上增加了維修策略的相關(guān)建議。相比傳統(tǒng)的電力設(shè)備可靠性評(píng)估所采用的浴盆曲線(xiàn)方法，在引入了大數(shù)據(jù)和人工智能等相關(guān)評(píng)估方法后，電力設(shè)備的可靠性預(yù)測(cè)有了全新的提升，對(duì)于提高評(píng)估的準(zhǔn)確性和效率有重要作用。

1.3 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷

為保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)設(shè)備關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，能夠?qū)υO(shè)備的溫度、振動(dòng)、壓力、流量等關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備潛在故障的提前預(yù)警。在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能等相關(guān)技術(shù)的配合下，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性得到了進(jìn)一步提升。

1.4 信息管理和決策

電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)是對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一種維護(hù)策略，通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，使得在發(fā)生故障前，采取相應(yīng)的措施，來(lái)確保檢修工作的順利進(jìn)行。例如，國(guó)外某公司所開(kāi)發(fā)的變電站檢修系統(tǒng)，以設(shè)備壽命周期費(fèi)用作為切入點(diǎn)，依據(jù)設(shè)備的逐漸劣化模型，對(duì)設(shè)備在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的狀態(tài)變化開(kāi)展評(píng)估，以保證設(shè)備的可靠性，降低控制維護(hù)成本。

2 電氣一次設(shè)備的故障診斷方法及檢修的具體應(yīng)用

2.1 電廠一次設(shè)備狀態(tài)檢修

2.1.1 基于信號(hào)變換的診斷方法

隨著科技的不斷進(jìn)步，基于信號(hào)變換的故障診斷方法逐漸發(fā)揮重要作用。小波變換作為一種數(shù)學(xué)工具能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行不同尺度、不同分辨率的分析，通過(guò)伸縮和平移變換能夠?qū)π盘?hào)中的特征信息進(jìn)行精確定位，通過(guò)這些特征信息來(lái)發(fā)現(xiàn)與之相關(guān)的故障信號(hào)。

2.1.2 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BP）的診斷方法

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)工具，在電力設(shè)備故障診斷領(lǐng)域中，提供了一種全新的解決方案。這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)模擬人腦神經(jīng)元工作方式，建立相應(yīng)的計(jì)算模型，模擬神經(jīng)元之間的連接和信號(hào)傳遞，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜非線(xiàn)性關(guān)系的建模和學(xué)習(xí)，通過(guò)這種原理，將大量的故障案例作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)材料，實(shí)現(xiàn)故障信號(hào)特征提取，同時(shí)建立故障模式與故障類(lèi)型之間的正確映射關(guān)系。例如，在進(jìn)行變壓器診斷時(shí)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用相關(guān)的傳感器監(jiān)測(cè)變壓器參數(shù)變化并將其作為故障信號(hào)特征，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的故障診斷。

2.1.3 斷路器狀態(tài)檢修

斷路器能夠在短路故障發(fā)生時(shí)迅速切斷電路，從而保護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。然而受到多種外部因素的影響，斷路器可能會(huì)出現(xiàn)故障，所以對(duì)斷路器的故障診斷和預(yù)防性維護(hù)非常重要。作為斷路器重要的核心部件之一，觸頭磨損和老化是導(dǎo)致故障的重要原因。通過(guò)加裝斷路器觸頭壽命評(píng)估軟件，能夠?qū)嗦菲鞯姆珠l次數(shù)和分閘電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)可依據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)觸頭的剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，這種預(yù)防性維護(hù)措施有助于提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，避免故障的發(fā)生。對(duì)于6kV真空開(kāi)關(guān)等特定類(lèi)型的斷路器，還可以使用紅外無(wú)線(xiàn)測(cè)溫和光纖測(cè)溫結(jié)合的方式來(lái)對(duì)斷路器的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

2.1.4 避雷器狀態(tài)檢測(cè)

氧化鋅避雷器是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氧化鋅避雷器兩端的漏電流能夠?qū)Ρ芾灼鞯墓ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行全方位了解，一旦避雷器發(fā)生故障，如閥片老化或損壞，會(huì)使得漏電流發(fā)生異常變化。通過(guò)對(duì)比歷史數(shù)據(jù)和設(shè)定閥值，能夠快速發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題，同時(shí)采取相應(yīng)的維護(hù)措施。氧化鋅避雷器在正常的工作電壓下流過(guò)閥片的主要是阻性電流，通過(guò)對(duì)該電流的大小和相位角進(jìn)行測(cè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)避雷器絕緣性能和工作狀態(tài)的科學(xué)評(píng)估。在測(cè)量回路中引入補(bǔ)償元件，可消除線(xiàn)路的電容效應(yīng)和電感效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)避雷器阻性電流的準(zhǔn)確測(cè)量。而通過(guò)光電技術(shù)進(jìn)行隔離和處理，能夠有效解決極端條件下的監(jiān)測(cè)問(wèn)題。所以綜合運(yùn)用這些監(jiān)測(cè)手段能夠有效提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保障電力供應(yīng)的安全。

2.2 變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1 變電設(shè)備狀態(tài)檢修

在提高110kV變電站安全性的過(guò)程中，應(yīng)先依據(jù)變電站的地理位置及環(huán)境條件等多種因素制訂科學(xué)的系統(tǒng)規(guī)劃，如通過(guò)制訂相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，同時(shí)進(jìn)行定期巡檢和維護(hù)，提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題。而通過(guò)對(duì)運(yùn)維人員的培訓(xùn)，可提高其專(zhuān)業(yè)技能和應(yīng)急處理能力。此外運(yùn)維人員還應(yīng)建立完善的數(shù)據(jù)管理體系，如收集和更新相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行整理和分析形成有價(jià)值的信息資源，為變電站的運(yùn)維和管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過(guò)信息化手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和協(xié)同管理，使得運(yùn)維工作效率和質(zhì)量得到提升。

2.2.2 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢修

為確保電力系統(tǒng)中高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行定期巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理故障，以避免出現(xiàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)高壓開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，需要對(duì)高壓開(kāi)關(guān)的操作系統(tǒng)進(jìn)行必要的檢修，這是保證其正常工作的前提條件。此外高壓開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行維護(hù)監(jiān)控也是保證高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)氣體濕度、直流電阻及氣體泄漏等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控能發(fā)現(xiàn)潛在的故障。在對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控和檢測(cè)過(guò)程中，需要采取正確的方法和技術(shù)，同時(shí)需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行維護(hù)，所以工作人員應(yīng)當(dāng)積極地引入先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)，以提高監(jiān)控效率和準(zhǔn)確性。對(duì)高壓開(kāi)關(guān)中的油開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢測(cè)維修時(shí)，應(yīng)以油開(kāi)關(guān)的等效切換時(shí)間和累計(jì)切斷電流作為判斷依據(jù)，通過(guò)分析相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)油開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，從而制訂合理的維護(hù)策略和計(jì)劃。

2.2.3 主變壓器設(shè)備狀態(tài)檢修

作為電力系統(tǒng)中關(guān)鍵的一次設(shè)備，變壓器承擔(dān)著電壓轉(zhuǎn)換和電能傳輸?shù)暮诵娜蝿?wù)，其性能和狀態(tài)對(duì)于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和供電質(zhì)量的提升起到直接的作用，所以針對(duì)變壓器的檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估非常重要。具體的檢測(cè)狀態(tài)評(píng)估中，變壓器的溫度監(jiān)控是保證其穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，具體的檢測(cè)依據(jù)紅外熱像技術(shù)及溫度傳感器來(lái)對(duì)變壓器的熱點(diǎn)和溫度分布進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)過(guò)熱現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)來(lái)制訂預(yù)防性維護(hù)措施。此外，通過(guò)聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)也能夠?qū)ψ儔浩鬟\(yùn)行所產(chǎn)生的噪聲信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果識(shí)別相應(yīng)的故障或異常狀態(tài)。在應(yīng)用狀態(tài)檢修技術(shù)時(shí)，如非齊次泊松模型，能夠幫助運(yùn)維人員依據(jù)歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)時(shí)參數(shù)的對(duì)比來(lái)對(duì)設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)制訂相應(yīng)的檢修計(jì)劃。

3 電力工程中的發(fā)電廠設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)踐案例

某企業(yè)發(fā)電廠設(shè)備狀態(tài)檢修流程中，通過(guò)變電運(yùn)維室、檢修室、輸電運(yùn)檢室和配電運(yùn)檢室，使得各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的檢修工作得到了有效執(zhí)行，保證設(shè)備狀態(tài)檢修具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性。同時(shí)狀態(tài)評(píng)價(jià)班為整個(gè)技術(shù)實(shí)施流程提供了監(jiān)督機(jī)制，通過(guò)對(duì)檢修工作所開(kāi)展的定期評(píng)價(jià)，使得檢修計(jì)劃的編制擁有了更好的理論基礎(chǔ)。同時(shí)該企業(yè)使用了先進(jìn)的PMS系統(tǒng)來(lái)開(kāi)展信息管理，使得檢修信息實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理流程，利用三級(jí)管控體系保證所有的檢修信息具有良好的準(zhǔn)確性，同時(shí)施工班組將狀態(tài)檢修信息錄入系統(tǒng)，技術(shù)室負(fù)責(zé)審核相關(guān)信息的準(zhǔn)確性。通過(guò)狀態(tài)評(píng)價(jià)班來(lái)對(duì)檢修信息的真實(shí)性進(jìn)行審核分析。這種逐層開(kāi)展的管理方式，大幅提升了檢修信息的管理效率。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中檢修信息進(jìn)行不定期核查，剔除不合格數(shù)據(jù)或?qū)?jī)效考核指標(biāo)產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)。同時(shí)，將其與員工的績(jī)效獎(jiǎng)金進(jìn)行掛鉤，全方位的監(jiān)督激勵(lì)機(jī)制，使得員工處理過(guò)的檢修信息更加準(zhǔn)確和及時(shí)，是提升系統(tǒng)運(yùn)行效率的重要保障。

該企業(yè)在開(kāi)展設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)時(shí)，所使用的精細(xì)化管理策略利用三級(jí)管控體系，以及狀態(tài)評(píng)價(jià)班的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)控和有效評(píng)價(jià)。通過(guò)三級(jí)管控體系中的各個(gè)職能使得管理網(wǎng)絡(luò)的嚴(yán)謹(jǐn)性得到了進(jìn)一步加強(qiáng)。施工班組作為執(zhí)行方，其主要職責(zé)是對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)及對(duì)異常情況進(jìn)行描述，其工作質(zhì)量的保障來(lái)源于對(duì)異常運(yùn)行狀態(tài)的描述的準(zhǔn)確程度，并以此為依據(jù)，制訂合理的檢修策略。技術(shù)室則扮演著審核與分析數(shù)據(jù)的功能，除了對(duì)檢修策略和異常情況描述進(jìn)行審核之外，還需要對(duì)異常狀況嚴(yán)重的設(shè)備進(jìn)行分析，并以此來(lái)對(duì)設(shè)備的健康狀況進(jìn)行評(píng)估，為后續(xù)檢修計(jì)劃的制訂提供科學(xué)依據(jù)。狀態(tài)評(píng)價(jià)班通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的全面收集和分析來(lái)制訂工作報(bào)告，為后續(xù)檢修計(jì)劃的制訂提供科學(xué)合理的技術(shù)支持。制訂檢修計(jì)劃時(shí)，不僅要考慮設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史故障記錄，還要依據(jù)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)估，組織合理的檢修力量，保證檢修工作能夠按時(shí)高效地完成。

4 結(jié)束語(yǔ)

電力一次設(shè)備在促進(jìn)電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行等方面承擔(dān)著重要使命，電力企業(yè)必須采取加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)檢修和提高設(shè)備故障診斷與處理能力等有效措施，保障電力一次設(shè)備健康運(yùn)行。