电力系统变电一次设备状态检修策略

王力威+郭玉良+吕广辉+杨玉贵+薛乃良+张政+吕广臣

摘 要：电力企业生产经营过程中，离不开变电站系统设备的作用发挥，变电一次设备的运行质量与效率更是关系着整个电力系统的运行水平，所以针对变电一次设备的保护工作必须要做好，首先就是加强，设备操作人员的安全保护意识，正确认识到提高检修水平与维护能力对保护变电一次设备的重要性；其次就是采用科学的状态检修技术，结合现代科技功能，实现智能化检测、检修；最后将现金的状态检修技术应用于实际电力系统运行检修中，提高运行效率。

关键词：电力系统；变电一次设备；状态检修

电能作为服务性、使用性、消耗性的能源，既要保证其运用质量，又要保证电能节约利用，要想实现这两点要求，首要条件就是保证电力系统运行稳定、安全、可靠，并且在稳定的基础上做好动态检修，实现具有预防性的检修工作，以保证故障问题能够降到最小化，促进电力系统的使用寿命延长。在变电器系统中，变电一次设备的作用价值非常高，直接影响到整个系统的运行效率与质量。目前，变电一次设备的检修工作备受重视，并不断加强动态检修技术的改进与优化。

一、变电一次设备状态检修概述

状态检修不同于传统的事故检修，状态检修主要借助传感器、诊断器、通信设备等先进仪器进行设备检测，对监测的信息进行收集、传输、处理，给技术人员提供可靠的分析依据，对其有异常的信息及时提出，并判断其产生原因，做出相关的解决措施，这是一种预制式的检修形式，在故障刚刚萌芽期间就发现，进而控制故障继续生长，将其故障种子拔出，降低故障严重发展，减少故障发生几率。

变电一次设备检修工作，对状态检修方法的应用非常重视，不但能够收集当时采集的状态信息，同时还能够对以往的维修记录以及维修后的运行情况进行有效采集，并结合相关处理技术对故障问题进行实际解决处理，具体状态检修步骤如下：

①明确模型参数，状态检修时，针对变电一次设备的模型构建是以非齊次泊松模型为主，其特点是综合性强、分析效率高，唯一要求就是需要以往的故障信息与维修方式全面掌握，经过相应计算公式分析法，确定模型构建的参数值。

②利用传感器设备，针对变电一次设备运行过程中的状态信息进行实时在线采集，包括了设备特征值、运行参数、历史检修记录以及预防性试验的相关数据等；

③将采集到的各类数据信息进行整理，做好分析预测工作，通过与正常数据的对比，判断设备是否存在故障，如果不存在故障，则转入到第二步操作，如果存在故障，则需要继续进行下一步操作；

④将通过分析和预测得到了设备故障信息、历史信息以及故障可能带来的严重后果输入到变电一次设备状态检修模型中，进行相应的仿真计算，根据计算结果决定是否需要对设备进行检修。如果设备的最优检修停止时间为零，则表明不需要进行检修，转入第一步操作，如果设备的最优检修停止时间大于零，则转入第三步操作；

⑤针对需要检修的一次设备进行状态检修，结合上一步得到的最优检修停止时间，对一次设备的具体检修时间进行明确。

二、变电一次设备状态检修策略

1、状态检测

一是在线检测，这也是最为常用的一种检测方式，主要是利用相应的信息收集系统（以各类传感器为主），对变电一次设备在运行过程中的状态信息进行在线采集，然后经信息管理系统的整理分析，结合数字化调节器和分布式控制系统，实现对于信息的在线检测，判断设备是否存在异常；

二是离线检测，一般是利用振动检测仪、红外测温仪、油质分析仪以及超声波检漏仪等设备，对变电一次设备进行定期或者不定期的检测，查看设备内部的元件是否处于正常工作状态；

三是定期解体检测，这种状态检测方式并不常用，一般是针对停运期间或者维修期间的变电一次设备进行检测，结合设备本身的而出厂信息、作业标准以及相应的检修工艺，对设备内部元件进行检测，判断其是否存在损坏或者裂化的可能。对于技术人员而言，在开展变电一次设备的状态检修工作时，需要根据设备的类型和特点，选择恰当的状态检测方式，保证状态检测的高效性和可靠性。

2、状态预测

在变电一次设备状态检测中，状态预测需要结合相应的预测模型展开，通常来讲，预测模型有BP神经网络的状态检测和灰色系统理论的状态预测。变电一次设备状态预测主要是针对设备的状态特征向量进行预测，依照预先设定的警报阈值，在线预测变电一次设备的运行状态。

基于灰色理论的状态预测效果更加理想，尤其是在短期预测中，有着非常显著的效果。可以将灰色理论预测模型分为基于灰色理论的动态预测模型，以及基于信息状态预测的残差分辨模型。例如，对于轴承，其本身在使用过程中会出现机械磨损，而一般情况下，磨损情况呈浴盆曲线发展，结合灰色系统模型，能够在前一阶段磨损数值的基础上，预测出下一个阶段的磨损情况，从而合理安排检修时间，在保证检修效果的同时，也避免了频繁检修导致的成本增加问题。

3、故障诊断

故障诊断是状态检修中一个非常重要的内容，可以及时发现设备中存在的故障隐患，对故障的类型、危害等进行判断，为后续的故障处理奠定良好的基础。对于变电一次设备而言，故障诊断方式是多种多样的，包括噪声诊断、振动诊断、射线诊断、污染诊断以及专家系统诊断等，而在实际操作中，最为常用的方法如下：

一是振动诊断，主要是结合相应的仪器，对变电一次设备在运行过程中的振动信息（包括位移、速度、相位、频谱、幅值等）进行分析和识别，从而判断设备运行的健康状况，对其中存在的故障和隐患进行诊断。相关统计数据显示，振动诊断可以准确识别60%左右的变电一次设备故障；

二是专家系统诊断，主要是结合专家系统，对变电一次设备运行中存在的故障和问题进行识别和判断，具有智能化、高效性、可靠性等优点。专家系统诊断可以细分为基于信息的诊断以及基于神经网络的诊断，在实际应用中，后者可以再次分为模糊神经网络诊断、集成化网络神经系统诊断、分形神经系网络诊断等。

变压器状态检修的内容包括局部放电测量、油气状况分析、机械部分及电气连接部分的健康检测等，对于不同的检修内容，需要采用不同的检测方法，例如，对于局部放电的测量，可以采用局部放电分析法，对变压器内部设备的局部放电特性进行分析，结合分析结果判断设备的老化程度；对于油气状态分析，可以采用气体状态分析法，对变压器在故障发生前后的内部气体组分进行分析，结合气体百分比数据，对绝缘特性进行诊断。

参考文献：

[1] 任涛，杨新增，陈曙东.变电站一次设备运行过程中存在的问题与状态检修策略分析[J].科技与创新，2016（18）.

[2] 宋妍.智能变电站中状态监测IED的建模与配置[D].华北电力大学，2013.endprint