電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)探析

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；變電一次設(shè)備；狀態(tài)檢修

引言

隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，變電一次設(shè)備作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其運(yùn)行狀況直接關(guān)系到電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。傳統(tǒng)的定期檢修模式雖在一定程度上保障了設(shè)備運(yùn)行，但存在檢修過(guò)度或檢修不足的問(wèn)題，既造成資源浪費(fèi)，又難以有效預(yù)防突發(fā)故障。狀態(tài)檢修技術(shù)以設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)，通過(guò)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段和分析方法，對(duì)設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)檢修，能夠有效克服傳統(tǒng)檢修模式的弊端。因此，深入探析電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)，對(duì)于提升電力系統(tǒng)運(yùn)維水平、保障電力穩(wěn)定供應(yīng)具有重要意義。

一、電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修的原則

（一）安全優(yōu)先原則

在電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修工作中，安全是首要目標(biāo)。電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在高電壓、大電流等危險(xiǎn)因素，任何檢修操作都可能帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，在開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修時(shí)，必須將保障人員安全和設(shè)備安全放在首位。從檢修方案的制定、檢修人員的操作規(guī)范，到檢修現(xiàn)場(chǎng)的安全防護(hù)措施，都要嚴(yán)格遵循相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估和故障處理時(shí)，優(yōu)先考慮可能引發(fā)的安全隱患，采取必要的隔離、防護(hù)措施，確保檢修過(guò)程中不發(fā)生人身傷亡事故和設(shè)備損壞事故，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）預(yù)防性檢修原則

狀態(tài)檢修強(qiáng)調(diào)以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)，進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)和檢修工作，通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)（如電壓、電流、溫度、振動(dòng)等）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的缺陷和故障隱患。在設(shè)備故障尚未發(fā)生或處于萌芽狀態(tài)時(shí)，就采取相應(yīng)的檢修措施，避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。預(yù)防性檢修原則要求檢修人員具備敏銳的觀察力和專(zhuān)業(yè)的分析能力，能夠根據(jù)設(shè)備狀態(tài)的變化趨勢(shì)，提前制定檢修計(jì)劃，防患于未然，進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

（三）經(jīng)濟(jì)合理性原則

電力系統(tǒng)的運(yùn)維需要考慮成本效益，狀態(tài)檢修也不例外。經(jīng)濟(jì)合理性原則要求在保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行的前提下，合理安排檢修資源，降低檢修成本。避免過(guò)度檢修造成的人力、物力和財(cái)力浪費(fèi)，同時(shí)也要防止因檢修不足而引發(fā)設(shè)備故障而造成的更大經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)科學(xué)的狀態(tài)評(píng)估和檢修決策，確定最佳的檢修周期和檢修內(nèi)容，提高檢修資源的利用效率。在選擇檢修技術(shù)和設(shè)備時(shí)，綜合考慮其性能、價(jià)格和使用壽命，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化[1]。

二、電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修的主要對(duì)象

（一）主變壓器

主變壓器是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電壓變換和電能傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備，其運(yùn)行狀況對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與供電質(zhì)量起著決定性作用。狀態(tài)檢修時(shí)主變壓器為重點(diǎn)檢修對(duì)象，主變壓器大修包括對(duì)其油色譜、繞組直流電阻、變比和絕緣電阻的測(cè)試。油色譜分析可以通過(guò)對(duì)變壓器油中溶解氣體組成及含量的檢測(cè)來(lái)判斷變壓器內(nèi)是否發(fā)生過(guò)熱、放電及其他故障。測(cè)量繞組直流電阻可檢查繞組接線是否完好，有無(wú)斷股和焊接不良。變比測(cè)試是為了保證變壓器電壓變換比滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，通過(guò)絕緣電阻的檢測(cè)，我們可以判斷變壓器絕緣的性能優(yōu)劣。通過(guò)定期對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，可以發(fā)現(xiàn)主變壓器可能存在的故障并及時(shí)采取相應(yīng)的維護(hù)措施，確保主變壓器的安全、可靠運(yùn)行。

（二）斷路器

斷路器在電流系統(tǒng)開(kāi)關(guān)裝置中的核心任務(wù)是切斷和管理故障電流。如果電路狀態(tài)不同，斷路器必須將整個(gè)電路的故障問(wèn)題控制在可接受的范圍內(nèi)，同時(shí)及時(shí)關(guān)閉電源。因此，狀態(tài)檢修系統(tǒng)（如圖1所示）負(fù)責(zé)及時(shí)收集斷路器的運(yùn)行數(shù)據(jù)，全面評(píng)估整個(gè)電路的基本運(yùn)行狀態(tài)。由于其獨(dú)特的性能特性，其組件的壽命在高壓和高負(fù)載下可能會(huì)受到損害，并可能發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。因此，通過(guò)采用該技術(shù)來(lái)維持電力系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)，可以更準(zhǔn)確地進(jìn)行設(shè)備的測(cè)試和處理。

（三）GIS設(shè)備

氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備（Gas Insulated Switchgear，GIS）以其占地少、可靠性高和維護(hù)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)被現(xiàn)代電力系統(tǒng)廣泛采用。然而，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)封閉，一旦出現(xiàn)故障，檢修難度較大。因此，GIS設(shè)備也是狀態(tài)檢修的主要對(duì)象之一。對(duì)GIS設(shè)備的狀態(tài)檢修主要包括對(duì)其內(nèi)部氣體的密度、含水量、分解產(chǎn)物等進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)氣體密度的監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備是否存在氣體泄漏現(xiàn)象；對(duì)含水量的檢測(cè)可防止因水分過(guò)高導(dǎo)致設(shè)備絕緣性能下降。此外，還需對(duì)GIS設(shè)備的局部放電進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)超聲波、特高頻等檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的放電隱患。通過(guò)對(duì)GIS設(shè)備的全面狀態(tài)監(jiān)測(cè)和分析，確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低故障發(fā)生的概率[2]。

三、電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修的主要內(nèi)容

（一）設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)測(cè)和判斷模型

建立科學(xué)、合理的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測(cè)與判斷模型，是狀態(tài)檢修中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作。建立預(yù)測(cè)和判斷模型需考慮裝備歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及裝備設(shè)計(jì)參數(shù)、制造工藝，需要運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)手段深入分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)并提取出反映設(shè)備狀態(tài)特征量。例如，用時(shí)間序列分析方法來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)備溫度、振動(dòng)和其他參數(shù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)；采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立設(shè)備故障和各參數(shù)的非線性關(guān)系模型。利用這些模型可以預(yù)測(cè)設(shè)備將來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)，并提前識(shí)別出設(shè)備可能存在的各種故障，從而為檢修決策的制定提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)也能根據(jù)裝置運(yùn)行狀態(tài)不斷地優(yōu)化改進(jìn)模型以提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性與可靠性[3]。

（二）狀態(tài)綜合分析

狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)有三種類(lèi)型：離線檢測(cè)、在線檢測(cè)和分辨率檢測(cè)。在選擇合適的分析方法之前，需要對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面總結(jié)和分析，制定更有效的后續(xù)方案，以確保統(tǒng)一管理工作的順利通過(guò)。維護(hù)設(shè)備狀態(tài)是離線監(jiān)測(cè)的重要手段，利用振動(dòng)、超聲波等儀器實(shí)現(xiàn)基本檢測(cè)和分析。系統(tǒng)調(diào)查主要設(shè)備的離線狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)定期、及時(shí)地檢測(cè)和分析電網(wǎng)設(shè)備，降低電網(wǎng)中變壓器設(shè)備的故障概率。在線測(cè)試區(qū)主要結(jié)合傳感器捕獲和總結(jié)數(shù)據(jù)信息的內(nèi)容，構(gòu)建綜合分析和處理平臺(tái)，開(kāi)展及時(shí)的測(cè)試工作。整合具體信息，根據(jù)控制系統(tǒng)和控制裝置的要求，總結(jié)電力系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律和特點(diǎn)，確保對(duì)相關(guān)設(shè)備的準(zhǔn)確和全面控制。狀態(tài)分析支持設(shè)備的拆卸，有效建立設(shè)備在維修時(shí)間或停機(jī)期間的維修流程，更好地根據(jù)設(shè)備出廠數(shù)據(jù)信息、時(shí)間參數(shù)進(jìn)行維修，完成內(nèi)部零件工作狀態(tài)的全面校準(zhǔn)，以確定零件是否存在損壞情況或安全隱患，并選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試技術(shù)來(lái)評(píng)估設(shè)備的整體工作質(zhì)量。

（三）故障判定

電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)維修系統(tǒng)不僅可以完成基本信息的收集，還支持設(shè)備故障的判斷。基于嚴(yán)格遵循基本故障評(píng)估流程的全面安全風(fēng)險(xiǎn)分析，該系統(tǒng)具有有效的故障診斷手段配置和噪聲分析、輻射和振動(dòng)頻率分析等多種機(jī)制，可全面了解電廠運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題[4]。例如，通過(guò)應(yīng)用振動(dòng)診斷機(jī)制，可以對(duì)特定設(shè)備的速度、振幅、頻率和位移狀態(tài)進(jìn)行全面分析，并使用基于集成數(shù)據(jù)信息的專(zhuān)家系統(tǒng)的技術(shù)解決方案進(jìn)行更有效的評(píng)估。

四、電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的優(yōu)化措施

（一）制訂詳細(xì)的檢修方案和操作規(guī)范

制訂周密的維修計(jì)劃及操作規(guī)范，是確保維修得以順利實(shí)施的一個(gè)重要保障。維修方案要根據(jù)設(shè)備類(lèi)型、運(yùn)行條件和維修周期進(jìn)行個(gè)性化制定，并確定具體的維修內(nèi)容、程序、方法及安全措施。如檢修主變壓器時(shí)，要對(duì)油色譜、繞組直流電阻進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)其他各類(lèi)試驗(yàn)對(duì)象的操作過(guò)程及標(biāo)準(zhǔn)要求做出詳細(xì)的規(guī)定。與此同時(shí)，還需要建立一套嚴(yán)格的操作規(guī)程，包括檢修前的安全準(zhǔn)備工作，比如設(shè)立警告標(biāo)志、穿戴防護(hù)設(shè)備等；以及檢修過(guò)程中的操作細(xì)節(jié)問(wèn)題，比如設(shè)備的正確使用等。從數(shù)據(jù)記錄到維修的最后步驟，如設(shè)備的重新設(shè)置和現(xiàn)場(chǎng)的清潔工作，都必須遵循明確的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。與此同時(shí)，設(shè)備技術(shù)要不斷更新，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要逐漸完善，對(duì)維修方案及操作規(guī)范要定期進(jìn)行修改與優(yōu)化，保證其時(shí)刻與行業(yè)實(shí)際需求及發(fā)展趨勢(shì)保持一致，進(jìn)而提升維修工作的科學(xué)性與有效性。

（二）做好設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)工作

進(jìn)行日常設(shè)備維護(hù)是降低設(shè)備故障率、延長(zhǎng)設(shè)備壽命的重要舉措，在狀態(tài)維修中占有基礎(chǔ)性地位。日常檢查是及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在問(wèn)題、制定合理的檢查計(jì)劃、規(guī)范專(zhuān)業(yè)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查的前提工作，檢查設(shè)備外觀是否損壞，連接部件是否松動(dòng)，操作是否異常。檢查主變壓器時(shí)必須注意油溫和油位的變化；對(duì)于斷路器，必須檢查操作人員的操作狀態(tài)；對(duì)于GIS設(shè)備，必須監(jiān)測(cè)氣體壓力和密封性能。除了檢查，定期維護(hù)設(shè)備同樣重要。根據(jù)操作環(huán)境和系統(tǒng)的使用頻率制定有針對(duì)性的維護(hù)計(jì)劃，例如定期潤(rùn)滑斷路器的操作機(jī)構(gòu)，以防止部件磨損；清潔并檢查GIS設(shè)備的氣體密封面，以確保良好的密封性能[5]。建立完整的設(shè)備維護(hù)檔案，詳細(xì)記錄維護(hù)時(shí)間、維護(hù)內(nèi)容、維護(hù)人員、維護(hù)前后設(shè)備狀況，跟蹤維護(hù)工作的全過(guò)程。通過(guò)對(duì)設(shè)備的持續(xù)維護(hù)和保養(yǎng)，消除設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，有效降低設(shè)備故障率，減少了工作量，降低維護(hù)成本。

（三）實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)一體化檢測(cè)

實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)一體化檢測(cè)，是促進(jìn)狀態(tài)檢修高效、準(zhǔn)確進(jìn)行的核心途徑。在數(shù)字化和智能化技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代背景下，依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)建立電力設(shè)備統(tǒng)一檢測(cè)平臺(tái)已成為一種必然發(fā)展趨勢(shì)。該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)變電一次設(shè)備對(duì)多種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集中采集、高效存儲(chǔ)及深度分析，突破了不同監(jiān)測(cè)設(shè)備系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)壁壘并進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交互。通過(guò)將主變壓器、斷路器和GIS設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置與一體化檢測(cè)平臺(tái)進(jìn)行連接，實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，包括電壓、電流、溫度，振動(dòng)和氣體成分等數(shù)據(jù)。通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與處理，這不僅可以準(zhǔn)確地判斷出單臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行情況，還可以通過(guò)對(duì)設(shè)備間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的分析來(lái)檢測(cè)出可能存在的系統(tǒng)性故障隱患。另外，一體化檢測(cè)平臺(tái)還可以與電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)融合、信息互聯(lián)，讓運(yùn)維人員充分了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理與決策提供全面、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而提升狀態(tài)檢修的智能化水平與整體效能[6]。

（四）做好檢修人員的培訓(xùn)工作

檢修人員作為狀態(tài)檢修工作的直接執(zhí)行者，其專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平直接決定著檢修工作的質(zhì)量和效果。為打造一支高素質(zhì)、專(zhuān)業(yè)化的檢修隊(duì)伍，需建立完善的培訓(xùn)體系，定期組織檢修人員參加專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和技能考核。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)涵蓋設(shè)備運(yùn)行原理、故障診斷方法、檢修操作技能、新型檢測(cè)技術(shù)等多個(gè)方面，采用理論講解、實(shí)踐操作、案例研討等多樣化的培訓(xùn)方式，確保檢修人員能夠深入理解和掌握相關(guān)知識(shí)與技能。鼓勵(lì)檢修人員積極參與學(xué)術(shù)交流和技術(shù)研討活動(dòng)，及時(shí)了解行業(yè)內(nèi)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和前沿技術(shù)，拓寬技術(shù)視野，激發(fā)創(chuàng)新思維。同時(shí)，建立科學(xué)合理的激勵(lì)機(jī)制，對(duì)在培訓(xùn)學(xué)習(xí)和實(shí)際工作中表現(xiàn)優(yōu)異的檢修人員給予表彰和獎(jiǎng)勵(lì)，如頒發(fā)榮譽(yù)證書(shū)、提供晉升機(jī)會(huì)、發(fā)放獎(jiǎng)金等，充分調(diào)動(dòng)檢修人員學(xué)習(xí)和工作的積極性與主動(dòng)性，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)和工作氛圍，為電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修工作提供堅(jiān)實(shí)的人才保障。

結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)對(duì)確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行具有十分重要的意義。遵循安全優(yōu)先、預(yù)防性檢修、經(jīng)濟(jì)合理原則，明確了主變壓器、斷路器、GIS設(shè)備的主要檢修目標(biāo)，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行了預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)、全面進(jìn)行狀態(tài)分析、排除故障等深入細(xì)致的檢修工作。同時(shí)，制定詳盡的檢修方案，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修與維護(hù)，確保全面檢查，并強(qiáng)化人員培訓(xùn)。本實(shí)用新型技術(shù)有效地提高了狀態(tài)維修技術(shù)水平，對(duì)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)辨識(shí)與處理，降低了設(shè)備故障率，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，減少了維修成本。

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