電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)探討

劉齊貴，任正清

（武漢天河機(jī)場(chǎng)，湖北 武漢430302）

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，電能對(duì)生產(chǎn)與生活越來(lái)越重要，因此電力設(shè)備一旦發(fā)生故障就會(huì)給生產(chǎn)和人們的生活帶來(lái)極大影響，這就給供電可靠性提出了更高的要求。既要提高電力設(shè)備正常使用率，降低故障發(fā)生率，又要提高檢修效率。而目前的電力設(shè)備檢修方式已經(jīng)不能滿足這些要求，必須采用新的檢修技術(shù)取代和完善目前的被動(dòng)檢修和預(yù)防性檢修方式。

2 電氣設(shè)備檢修分析

2.1 被動(dòng)檢修

被動(dòng)檢修也稱為事后檢修，是一種最初始的檢修方式，這種檢修方式以設(shè)備出現(xiàn)非正常工作狀態(tài)或損壞為依據(jù)，在設(shè)備發(fā)生故障且無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)候才進(jìn)行檢修，這種檢修方式往往需要較長(zhǎng)時(shí)間修復(fù)或更換損壞的電氣元件和電路。因?yàn)楣收习l(fā)生后，往往會(huì)造成設(shè)備設(shè)施的不可修復(fù)的損壞，同時(shí)檢修人員還要根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障原因及查找故障點(diǎn)，再進(jìn)行排除故障，這種檢修方式的突出缺點(diǎn)就是停電時(shí)間較長(zhǎng)，供電可靠率低。

2.2 預(yù)防性檢修

由于被動(dòng)檢修已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展對(duì)供電可靠性的要求，為了提高供電可靠性，逐漸出現(xiàn)了針對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境及負(fù)荷波動(dòng)情況，設(shè)定設(shè)備的檢修周期的檢修方式，這種檢修方式就是每隔一段時(shí)間或季節(jié)交替引起負(fù)荷較大變化時(shí)，按照預(yù)定檢修工作內(nèi)容與程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行檢修，做到“到期必修”，這樣就會(huì)出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，不存在缺陷和問(wèn)題，都要停下來(lái)進(jìn)行維修。定期檢修確實(shí)可以在檢修過(guò)程發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障隱患，減少設(shè)備在運(yùn)行中的故障發(fā)生率，起到預(yù)防設(shè)備帶隱患運(yùn)行的作用，將故障隱患消除在萌芽狀態(tài)，這種檢修方式也稱為預(yù)防性檢修。事實(shí)證明：定期檢修制度存在維修過(guò)剩與維修不足兩大缺點(diǎn)，維修過(guò)剩使許多運(yùn)行狀態(tài)良好，不存在缺陷的設(shè)備“主動(dòng)維修”，造成資源的浪費(fèi)，降低設(shè)備利用率和供電可靠性等，維修不足則會(huì)造成該修時(shí)因計(jì)劃安排不當(dāng)未能及時(shí)檢修，從而嚴(yán)重威脅設(shè)備和人身安全。

2.3 狀態(tài)檢修

隨著，新技術(shù)、新設(shè)備、新檢修方法的迅速發(fā)展，設(shè)備管理水平的不斷提高，設(shè)備檢修方式逐步進(jìn)入到主動(dòng)維修、預(yù)測(cè)維修、預(yù)防維修三步驟的模式，其中主動(dòng)維修是在設(shè)備的選型、制造、安裝工藝等環(huán)節(jié)嚴(yán)格監(jiān)督，確保設(shè)備以最佳狀態(tài)投入運(yùn)行。狀態(tài)維修則是利用電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)所采用的維修方法（也稱預(yù)知維修或預(yù)測(cè)維修），預(yù)防維修就是計(jì)劃維修，設(shè)備投入運(yùn)行后，主要采用預(yù)防維修和狀態(tài)維修相結(jié)合的檢修方式［1］。

狀態(tài)檢修方式是在計(jì)劃?rùn)z修和結(jié)合現(xiàn)代監(jiān)測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展形成的檢修方法，以電氣設(shè)備當(dāng)前的實(shí)際運(yùn)行狀況為依據(jù)，通過(guò)各種監(jiān)測(cè)手段獲得必要的數(shù)據(jù)及故障診斷系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行中的異常狀態(tài)加以分析，以確定設(shè)備存在故障征兆類型，發(fā)生故障部位，故障可能損壞的程度，以及異常狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)作出判斷，科學(xué)地制定檢修方案。

由于狀態(tài)檢修目前還是剛興起的一種檢修技術(shù)，沒(méi)有現(xiàn)成的模式可以借鑒，在應(yīng)用過(guò)程中，還須建立一套完善的管理及技術(shù)保障體系，讓狀態(tài)檢修技術(shù)更加具有普及性和實(shí)用性。

3 設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)方案

（1）電力設(shè)備的狀態(tài)檢修需要掌握設(shè)備性能、技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行環(huán)境、檢修試驗(yàn)數(shù)據(jù)等，才能根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作出正確的判斷，所以平時(shí)就要做好當(dāng)前設(shè)備技術(shù)檔案的整理及管理工作。

（2）根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行環(huán)境，結(jié)合設(shè)備主要參數(shù)和設(shè)備的歷史檔案，制定恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)方案，對(duì)投入運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行環(huán)境較差的設(shè)備適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)頻率，對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)良好的設(shè)備則適當(dāng)減少監(jiān)測(cè)次數(shù)。

（3）開展在線監(jiān)測(cè)與帶電測(cè)試，隨著傳感技術(shù)，通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備的智能化，電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，已在電力系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)帶電測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)更加真實(shí)可靠，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析更加準(zhǔn)確，為實(shí)施狀態(tài)檢修提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（4）開展設(shè)備的狀態(tài)檢修，設(shè)備監(jiān)測(cè)是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，故障診斷技術(shù)則是狀態(tài)檢修的核心，沒(méi)有設(shè)備監(jiān)測(cè)提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，就無(wú)法通過(guò)診斷技術(shù)得到準(zhǔn)確的判斷。所以說(shuō)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的范圍及層次在一定程度上反映狀態(tài)檢修的深度，由于設(shè)備故障是由多種因素決定的，但是各種故障發(fā)生的頻率不同，所以故障診斷技術(shù)應(yīng)從多方面多層次針對(duì)重點(diǎn)進(jìn)行分析，才能做到設(shè)備檢修有的放矢。

4 變電站狀態(tài)檢修的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中，變電站是變壓、輸電、配電的集結(jié)點(diǎn)，而變電站是由多個(gè)電氣設(shè)備組合構(gòu)成的供配電設(shè)備集合體，因而變電站電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)供電可靠性至關(guān)重要，狀態(tài)檢修則是保障電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)手段，而監(jiān)測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)。隨著變電站電氣設(shè)備的智能化，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用，逐步為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，故障診斷及狀態(tài)檢修提供了硬件與軟件支持。

4.1 一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)，實(shí)際就是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，確定故障隱患產(chǎn)生原因及位置，實(shí)施檢修消除故障隱患的過(guò)程。由此可見設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是實(shí)施狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，變電站的主要設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)就顯得至關(guān)重要，所以變電站一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要包括變壓器、GIS（高壓組合電器）、斷路器、高壓補(bǔ)償裝置、避雷器監(jiān)測(cè)等。如何確定以上設(shè)備各自監(jiān)測(cè)的范圍與重點(diǎn)，這就需要分析設(shè)備故障產(chǎn)生原因有那些。例如：斷路器的故障有許多種，而最主要的是斷路器誤動(dòng)與斷路器拒動(dòng)二種故障現(xiàn)象，以斷路器拒動(dòng)為例；斷路器拒動(dòng)的原因有直流電壓過(guò)高或過(guò)低，控制回路元件接觸不良或斷路，線圈層間短路，操動(dòng)機(jī)構(gòu)卡滯等。監(jiān)測(cè)的范圍就為與原因產(chǎn)生的范圍，而監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)則應(yīng)放在控制回路和操動(dòng)機(jī)構(gòu)上［2］。

4.2 二次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

變電站二次設(shè)備主要包括繼電保護(hù)裝置、測(cè)控裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等，在運(yùn)行中二次設(shè)備故障時(shí)有發(fā)生，對(duì)一次設(shè)備的安全可靠運(yùn)行造成潛在威脅，隨著一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的推廣，因設(shè)備檢修導(dǎo)致停電時(shí)間將越來(lái)越短，因此二次設(shè)備的狀態(tài)檢修對(duì)變電站設(shè)備的安全運(yùn)行顯得尤為重要。

對(duì)變電站二次設(shè)備的監(jiān)測(cè)與變電站一次設(shè)備不同，一次設(shè)備是由變壓器，斷路器等單體設(shè)備組成，變電站二次設(shè)備則由測(cè)量、控制、信號(hào)、保護(hù)等單元或系統(tǒng)組成，所以變電站二次設(shè)備的監(jiān)測(cè)對(duì)象是一個(gè)單元或一個(gè)系統(tǒng)。應(yīng)根據(jù)各個(gè)單元或系統(tǒng)特點(diǎn)，確定不同的監(jiān)測(cè)方式，為狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)支持。

變電站二次設(shè)備中多采用智能元件，變電站二次設(shè)備中的電子元件及集成電路極易受到電磁干擾，電磁波對(duì)二次設(shè)備會(huì)造成工作狀態(tài)異常，保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)等，同時(shí)也會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾，提供錯(cuò)誤信息，因此在變電站中要做好干擾源的監(jiān)測(cè)與消除抑制［3］。

4.3 一次設(shè)備的狀態(tài)檢修的實(shí)現(xiàn)

一次設(shè)備狀態(tài)檢修主要利用測(cè)量裝置、智能元件、數(shù)字電路對(duì)高低壓設(shè)備的溫度、電壓、電流等參數(shù)實(shí)時(shí)采集，并與數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)一起進(jìn)行比較分析，進(jìn)而查出設(shè)備的異常狀態(tài)，確定故障隱患產(chǎn)生的原因及在電路中的位置，以及故障隱患的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)診斷結(jié)果制定檢修內(nèi)容及步驟，對(duì)設(shè)備實(shí)施檢修。

4.4 二次設(shè)備的狀態(tài)檢修的實(shí)現(xiàn)

對(duì)于二次設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，由于二次設(shè)備大部分采用電子數(shù)字電路，則對(duì)二次設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)就容易實(shí)現(xiàn)，智能裝置本身可以對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可通過(guò)軟件編程方式實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)功能。例如：繼電保護(hù)中不再使用常規(guī)變電站連接板（壓板），保護(hù)的投退用軟壓板控制，因而實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)是可行的。

變電站基本都采用微機(jī)繼電保護(hù)裝置，因?yàn)槲C(jī)繼電保護(hù)裝置本身具有自檢功能與診斷功能，各繼電保護(hù)裝置的自檢信息均匯集到微機(jī)信息中心，經(jīng)過(guò)處理后供運(yùn)行人員能夠?qū)崟r(shí)查詢，監(jiān)控繼電保護(hù)的運(yùn)行情況。

4.5 二次設(shè)備與一次設(shè)備狀態(tài)檢修的關(guān)系

二次設(shè)備的檢修一般應(yīng)與一次設(shè)備檢修同時(shí)進(jìn)行，在實(shí)際檢修時(shí)，二次設(shè)備檢修都必須在一次設(shè)備停電時(shí)才能進(jìn)行，因此在制定檢修計(jì)劃時(shí)要充分考慮一、二次設(shè)備檢修時(shí)間的統(tǒng)籌安排，盡量減少設(shè)備停電次數(shù)，縮短檢修時(shí)間，做好狀態(tài)檢修技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，既要減少一、二次設(shè)備停電造成的經(jīng)濟(jì)損失，又要保證一、二次設(shè)備安全可靠的工作［4］。

4.6 客觀評(píng)價(jià)狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修實(shí)施的結(jié)果降低了檢修成本，減少了停電次數(shù)，通過(guò)狀態(tài)檢修減少了大量的停電檢修和帶電檢修的工作量，提高了人身和設(shè)備安全，同時(shí)提高了供電的可靠性。

但是，狀態(tài)檢修與事故檢修和預(yù)防性檢修一樣，檢修技術(shù)都是與技術(shù)水平相聯(lián)系的，需要技術(shù)基礎(chǔ)支撐，只有把這個(gè)基礎(chǔ)夯實(shí)，狀態(tài)檢修工作才能得到長(zhǎng)久的發(fā)展，獲得長(zhǎng)期效益。

實(shí)施狀態(tài)檢修，相應(yīng)的技術(shù)管理需要加強(qiáng)，狀態(tài)檢修需要科學(xué)管理來(lái)支撐，目前技術(shù)管理仍存在一些薄弱環(huán)節(jié)。例如：技術(shù)資料不能提供完整的設(shè)備檔案記錄及運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)記錄等，歷史資料沒(méi)有得到很好的利用，只能提供有限的信息供檢修工作參考。所以狀態(tài)檢修工作復(fù)雜而艱巨，需要從技術(shù)和管理方面進(jìn)一步提升，狀態(tài)檢修才能得到發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)，強(qiáng)調(diào)以設(shè)備當(dāng)前的實(shí)際工作狀態(tài)為依據(jù)，通過(guò)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段，專家診斷技術(shù)，判斷設(shè)備狀態(tài)，識(shí)別故障的早期征兆，對(duì)故障部位及嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)做出判斷，并根據(jù)分析診斷結(jié)果，實(shí)施最佳檢修方案，狀態(tài)檢修是技術(shù)與管理綜合體，所以技術(shù)水平與管理能力有待提高，才能促進(jìn)狀態(tài)檢修的健康發(fā)展。

［1］ 陳三運(yùn)，譚洪恩，江志剛.輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2004.

［2］ 李志武.電力設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)施策略研究［J］.忻州師范學(xué)報(bào)，2009（6）：70～72.

［3］ 王遠(yuǎn)璋.變電站綜合自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)與運(yùn)行維護(hù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

［4］ 郭莉鴻.電氣設(shè)備狀態(tài)維修的理論依據(jù)及其保障體系［J］.電力學(xué)報(bào)，2000（3）：131～133.