基于變電站安全評價的巡視模式研究

向 曉，劉紅云，陳 磊，王梁偉，張青云

（國網湖北省電力有限公司 荊門供電公司，湖北 荊門 448000）

0 引 言

近些年，電網高速發展，變電站越來越多，運維人員的人均工作量也隨之不斷增長。目前，運維班組大多面臨結構性缺員嚴重、年齡斷層明顯、技術水平參差不齊以及班組承載力難以滿足工作要求的情況[1,2]。

巡視是變電站日常運行維護工作中的重要組成部分，是了解全站設備運行狀態和收集變電站各類數據的主要手段[3]。巡視的質量直接影響著運維人員能否正確判斷變電站各類運行設備的安全運行。目前，常規巡視模式耗時巨大，側重點不夠突出，班組承載力不足與工作量激增的矛盾愈發明顯。通過合理分配人力、物力以及精力，使變電站巡視更加高效，而且主次分明且目標明確，這是一個十分值得研究的現實問題。

1 變電站設備基礎情況評價

考慮到現實情況，本文從6個方面評價變電站設備的基礎情況。

1.1 變電站設備投運年限

通過以往的研究發現，在變電站運行過程中，變電站中設備發生故障的幾率與變電站設備投運年限存在一定的曲線關系。在投運初期，由于設備質量、施工工藝以及設計的原因，故障概率相對較高。在投運中期，經過設備之間的相互磨合和對前期故障的有效處理，故障的概率隨之降低。但到一定年限后，由于設備老化、絕緣降低以及材料磨損等原因，設備出現故障的概率又一次激增，整個曲線形狀像一個浴盆，因此通常稱為浴盆曲線。通過此曲線，可以確定變電站投運年限系數。變電站投運1～2年時的系數為1.3，變電站投運3～6年時的系數為1，變電站投運時間超過6年的系數為2。

1.2 變電站電壓等級

隨著我國電力技術的發展，變電站電壓等級也越來越高。越高的電壓等級下，設備的絕緣的要求就越高，絕緣老化和出現故障的可能性就越高。變電站電壓等級為500 kV時，系數為2；變電站電壓等級為220 kV時，系數為1.5；變電站電壓等級為110 kV時，系數為1；變電站電壓等級為35 kV時，系數為0.7。

1.3 變電站設備類型系數

近年來，智能變電站大量推廣。相較于常規站，智能站的設備種類更多，設備更依賴網絡高，也更容易出現缺陷。不同變電站具有不同類型系數，常規站的為1，智能站的為1.5。

1.4 變電站運行環境系數

設備的運行環境直接影響著設備的運行狀況和運行壽命。相較于室內，室外設備長期受刮風下雨等各類惡劣天氣的影響，絕緣老化的速度明顯快于室內設備。室內設備運行環境系數為1.5，室外設備運行環境系數為1。

1.5 變電站設備類型系數

HGIS與GIS的區別類似于室內設備與室外設備之間的區別。GIS設備類型系數為1，HGIS設備類型系數為1.1。

1.6 變電站設備數量系數

由于現在變電站同一電壓等級下的支路設計基本一致，因此可以簡單用變電站內的開關數來反映變電站設備的多少。而且不同電壓等級下的設備承擔著相應的故障風險。變電站電壓等級為500 kV時，變電站設備數量系數為5，變電站電壓等級為220 kV時，變電站設備數量系數為3，變電站電壓等級為35 kV時，變電站設備數量系數為1。

得到基本情況得分F1的計算公式如下所示：

考慮到變電站設備數量眾多，計算出變電站基本情況得分后需要進行歸一化處理。將得分最高的那一項作為基本項置1，其余項得分為其初始得分除以最高分所得結果。

2 變電站安全評級

以某省5座變電站為例，其斷路器數據如表1所示，變電站基本情況得分表如表2所示。

表1 變電站斷路器數量表

表2 變電站基本情況得分表

變電站中的缺陷一般根據缺陷內容和嚴重程度，可以分為危急缺陷、嚴重缺陷以及一般缺陷[6]。每一種缺陷對于變電站安全運行的威脅程度不一致，不能一概而論。按照缺陷的性質乘以不同的系數，統計這5個變電站過去一年的缺陷數量。危急缺陷的變電站缺陷系數為5，嚴重缺陷的變電站缺陷系數為3，一般缺陷的變電站缺陷系數為1。

將其乘以系數相加后，進行歸一化，得到變電站缺陷情況得分F2，如表3所示。

表3 變電站缺陷情況得分表

將兩個得分相加，得到變電站安全得分F=F1+F2。按照20%、40%以及40%的比例分級得到最后的變電站安全評級。嚴重程度從1級到3級，每一級都比前一級嚴重，3級最嚴重。變電站安全評級如表4所示。

表4 變電站安全評級

3 基于安全評級的巡視模式

變電站巡視模式主要包括例行巡視、全面巡視、專業巡視、熄燈巡視以及特殊巡視[7]。應用變電站安全評級有效調整各類巡視的周期，將傳統固定周期的巡視工作轉變為一種高效和有針對性的巡視模式。

3.1 例行巡視策略

例行巡視內容通常包括設備設施外觀是否正常、有無異常聲響、有無泄漏發生、二次設備和輔助設施有無異常告警或信號、消防安防系統是否完好以及變電站內的環境有無異常點等。具體的項目根據各個站的實際情況進行調整。依據變電站安全評級，不同電壓等級的變電站按照不同標準進行周期巡視，評級越高的變電站的巡視周期也將越短，巡視周期如表5所示。

表5 例行巡視周期

3.2 全面巡視策略

全面巡視相較于例行巡視項目更多，檢查更細致，范圍更全面，通常要巡視全站的全部設備及設施[8]。依據變電站安全評級，調整往固定的巡視周期，評級越高的變電站的巡視周期也將越短，巡視周期如表6所示。

表6 全面巡視周期

3.3 專業巡視

專業巡視的重點在于專業二字。一般由多層面多方面的人員聯合開展，集中檢查和測驗重要設備。跟據變電站安全評級，合理調整以往固定的巡視周期，評級越高的變電站的巡視周期也將越短，專業巡視周期如表7所示。

表7 專業巡視周期

3.4 熄燈巡視

熄燈巡視指夜間全站熄燈之后開展的巡視。由于發熱發光現象在白天或者有較多光源的情況下容易被忽略，因此在夜間進行熄燈巡視。跟據變電站安全評級，合理調整以往固定的巡視周期，評級越高的變電站的巡視周期也將越短，熄燈巡視周期如表8所示。

表8 熄燈巡視周期

3.5 特殊巡視

特殊巡視理論上是對例行巡視的補充，需要依據現場實際情況和各類工作的開展需求進行動態調整。主要包括各種惡劣天氣前后的巡視，設備新投入運行、設備檢修后、設備進行技改或者長期停運后重新投運的巡視，過負荷、負荷劇增、設備超溫、設備發熱、系統沖擊、跳閘以及有接地故障等情況的巡視，節假日或者重大活動的保供電和變電站處于特殊運行方式時等特殊情況下的巡視。由于特殊巡視時臨時增加，且巡視的條件根據現場情況進行現場安排，因此特殊巡視的周期無法通過安全評價進行調整。但是安全評級3級的變電站應根據現場的需求，在條件允許的情況下，適當延長特殊巡視的時間。

4 結 論

本文建立了對于變電站的安全評級機制，通過計算變電站設備基礎情況得分和變電站缺陷情況得分，將兩者相加得到變電站安全得分。然后按照一定比例評級，得到變電站安全評級。最后通過對變電站的安全評級，有效調整變電站的巡視周期，以達到合理分配巡視工作量和抓住巡視重點的目的，對運維工作的高效開展有指導意義。