電力設備狀態檢修和運維一體化技術探究

煙臺業達項目管理咨詢有限公司 王英明

1 引言

電力設備的安全穩定是支撐電網長期運行的關鍵基礎。當電力設備出現故障和異常時，維護系統可以實時檢測設備狀態、進行風險評估和狀態評估，以確保電力設備始終保持穩定、安全的運行狀態。電力設備狀態檢修在控制維護成本、減少停電時間等方面具有顯著優勢，能夠有效延長動力設備的壽命。一體化運維可以實現設備檢測、現場操作、運維的綜合集成，以較低的資源利用率促進設備穩定可靠運行。

2 電力設備狀態檢修和運維一體化技術的必要性

電力設備進入運行狀態后，需要對電力設備進行定期狀態維護，以完成電力設備的分析和檢測，確保電力設備能夠處于安全穩定的運行狀態，并挖掘設備的潛在隱患問題，設計出故障排除方案。應用狀態維修技術可以有效避免設備維修不足或過度維修，避免維修問題造成的資源浪費。

電力設備的狀態檢修是基于電力設備運行過程中產生的各種數據參數，狀態檢修能夠準確地分析設備的運行狀況，確保自身在使用過程中的準確性和可靠性。通過將狀態檢修與運維一體化技術的應用相結合，進行分工協作，可以高效完成電網調度、運行等任務。此外，基于狀態檢修的準確性，能源公司不僅可以有效控制電力設備的檢修成本，還可以保持能源的連續穩定輸送。狀態檢修與運維一體化技術的應用作為當前電網運行管理流程的核心內容，可以提高電網運行的安全穩定性。

3 電力設備狀態檢修技術

3.1 傳統檢修工作弊端

3.1.1 定期維護

定期維護模式的應用可以實現對電力設備狀況的定期檢查，但實際操作需要投入大量的人力和時間，并且在維護后，電力設備仍然存在著潛在隱患的問題，具有效果差、成本高、效率低等問題。

3.1.2 計劃維護

計劃維護模式的實施不能確保制定的周期計劃與設備使用壽命的常規模式相匹配。雖然可以進行計劃性維護，但存在維護不足和過早維護等問題。

3.1.3 事后檢修

事后檢修雖然可以完全消除相關設備的錯誤和問題，但維護效率低，降低了設備的使用壽命，并且不能在設備首次出現故障時進行有針對性的處理，影響供電系統的穩定運行。

3.2 狀態檢修開展意義分析

電力設備運行期間實施狀態檢修主要基于日常檢查、在線監測、重點檢查、預防性試驗等工作，收集電廠運行狀態信息，利用先進的技術手段評估電廠狀態，合理預測設備的實際壽命，全面識別設備故障隱患，結合數據分析，科學評估設備故障的程度和位置，實現在發生設備故障前及時維護，減少故障問題對電力設備運行的影響。

針對電力設備狀態檢修，需考慮以下兩方面。

一是滿足設備可靠運行的要求。以往電力設備檢修多采用預防性試驗檢修手段，電力企業會以春檢為基準進行預防性檢修試驗，但受到設備數量多、春季用電高峰的影響，所以預防性試驗檢修開展極易對供電可靠性造成影響[1]。

二是電力設備運行期間主要由運行人員負責設備的巡視檢查，但受限于管理人員專業能力缺失、經驗不足等影響，極易出現設備問題無法及時發現的現象，甚至因設備的故障隱患未排除而影響供電系統穩定運行[2]。運維一體化的實施，可以整合維護與運行，通過對運維人員全面培訓，實現在設備狀態檢修過程中對問題進行全面剖析，結合針對性的實施方案，可以延長電力設備運行年限。

4 設備狀態檢修系統設計

4.1 系統架構設計

4.1.1 網絡拓撲結構

系統的網絡結構包括智能手機端和PC端，設備組成包括應用服務器和負載平衡。它以能源行業內網為載體，根據相關要求部署服務器設備，以Http協議為通道將服務器連接到客戶端設備，實現通信傳輸，確保高效、安全的數據交互。服務器設備是系統中數據存儲的主要載體[3]。

4.1.2 系統體系架構

基于Spring、Struts2 等框架，構建了系統服務器架構。使用Ajax 框架和Mvvm 模式實現客戶端架構的組合。集成框架優勢創建一個多級系統結構，滿足維護設備條件的要求。分析系統多層Java EE 架構的組成，尤其包括數據持久層、業務邏輯層、表示層和客戶層。

在系統實際運行過程中，數據持久層的主要作用是直接與數據交互，并為數據的持久性提供支持。業務邏輯層的主要功能是細化基礎業務，通過接口向下完成數據調用，通過接口向上與表示層交互。表示層的主要功能是控制系統，并在操作過程中發送和接收數據?？蛻魧拥闹饕δ苁菍崿F用戶交互。

4.1.3 多客戶端設計

基于服務端與客戶端共同構成該系統整體架構，以Http協議作為樞紐實現服務端與客戶端通信，依托于多客戶端設計，在運行階段介入具備Http通信功能的設備即可實現服務端與客戶端設備的交互，通過數據實時交互傳輸為電力設備狀態檢修提供支撐。

檢修系統架構設計如圖1所示。

圖1 檢修系統架構設計

分析該系統架構的具體設計包含以下兩部分。

一是Net 客戶端設計，該客戶端設計主要是在與服務端交互的前提下，試驗人員進行數據審核編輯、數據上傳下載、數據分析等操作。依托于專用客戶端的設計，為大量業務的實現提供支撐。功能設計包括設備管理、個人信息維護、用戶登錄、試驗報告瀏覽、設備狀態分析、試驗報告編輯瀏覽等。

二是Web客戶端設計，客戶端設計主要作用體現為資料查詢、展示、共享以及瀏覽等。功能設計囊括用戶登錄、設備狀態分析、網站介紹、資料下載、結果展示等。Net 客戶端運行階段的數據分析可以通過Web客戶端同步顯示，以客戶端互聯的方式來促進狀態檢修系統作用的理想化體現。

4.2 系統功能模塊設計

4.2.1 數據采集模塊

系統數據采集功能的實現主要依托于振蕩波局放測試，該模塊下設振蕩波與局放通信、測距信號采集、網絡通信、信號采集校準子模塊，能夠實現在運行期間對所需信息數據的全面、實時采集。

4.2.2 數據傳輸模塊

數據傳輸模塊以上位機為載體進行線路系統采集和存儲數據，并使用數據傳輸模塊實現數據傳輸到后臺，為后續數據分析和處理提供支持。數據傳輸的實現應基于測試數據的持久性。通過傳輸模塊對數據進行處理后，上位機可以快速返回，為不同客戶的交互訪問提供保障。

4.2.3 客戶端模塊

客戶端模塊設計需要考慮數據的采集與交互，同時需要增設安裝與卸載功能，其中安裝功能的設置以EPCBM 軟件為主要對象，可以實現在運行階段進行下載、安裝以及檢測，而卸載功能同樣以EPCBM 軟件為主，可以實現在運行期間進行軟件快捷方式、運行文件刪除、功能模塊體系架構等，客戶端安裝卸載功能顯示如圖2所示。

圖2 客戶端安裝卸載功能顯示

4.2.4 系統工作流程

該系統在運行期間依托于傳感設備進行試驗數據采集，并以后臺服務器為載體利用Http協議進行數據傳輸存儲，通過數據分析處理進行設備報告管理，試驗報告的上傳需保證對設備狀態情況的全面體現，在此基礎上借助智能模型進行設備運行狀態的智能化分析，為相關人員提供客觀且準確的設備狀態結果。

5 狀態檢修與運維一體化的融合

在電器運行中滲透運維一體化和狀態檢修，可以保證設備管理的創新和效率。其主要優點為：根據運維一體化的要求重新配置現有人員，盡可能地利用和配置現有人力資源，并與運維人員進行合作和補充，可以用更少的人力資源支持能源設備的穩定和安全運行；運維一體化的實施，實現了同一專業的運維管理，使運維工作在設備運行過程中同步進行，相關人員可以統一匯總、整理和管理運維數據，為高效開展狀態維修奠定基礎。

以某電力公司為例，2020年1月～3月實施運維一體化和狀態檢修，公司運維團隊嚴格按照相關要求開展了測試和檢測工作，包括38 個元件的絕緣在線監測設備維護、油色譜帶電檢測、變壓器絕緣油取樣試驗、超高頻局部放電、46 個元件的微水含量檢測、SF6斷路器帶電補風等維護工作。運維一體化和狀態檢修的滲透應用，實現了電力設備運行過程中的設備檢修、切換運行、運維一體化，不僅顯著提高了設備運維效率，同時也保證了能源設備的可靠穩定運行。

為了確保運維與狀態檢修一體化發揮應有的作用，應注意，安全第一、預防為主。加強安全管理，強調實施風險防控和安全生產，從教育、技術、管理等方面完善和設計安全管理模式，確保狀態維修與運維的一體化始終在安全的環境中進行。人員通過實訓為運維一體化和狀態維修的高層次發展，提供人才支撐，同時可以促進人員提高技能。

傳統管理模式與運維一體化模式進行比較，具體比較內容包括人員素質、安全和質量控制水平、人員效率、工作協調等。

一是應全面分析現有設備維護工作內容，逐步推進維護檢修業務。二是必須根據“先簡單后復雜”和“一次后兩次”的原則，優化工廠運維安全管理。三是根據設備的運行維護要求，明確劃分人員的安全任務，并結合現狀開展狀態檢修和運維一體化，科學制定和實施細則。四是維修團隊在運維團隊組建過程中的領導責任，在運維一體化模式的實施過程中，確保狀態維修和人員集成的規范化。五是深入分析設備運維管理現狀，明確運維一體化模式的過渡程序，突出狀態檢修的重點，為運維一體化和狀態維修的集成和滲透提供支持。

6 結語

電力設備的維護和運行管理直接影響電網運行的穩定性?；诖耍瑸榱搜娱L電力設備的使用壽命，并降低故障和異常出現的概率，電力公司需要依靠智能化系統建設，實現設備的全面狀態檢修，并結合運維一體化模式的實施，促進電力設備穩定可靠運行。