电力电气设备状态检修技术的研究

吕守向

（福州海峡职业技术学院 福建 350014）

0 引言

传统电力电气设备的检修方式一般使用定期检修的方法，这种方法通过实践可以看到存在很多问题，因此为了让电力电气设备有效的投入运作，引进状态维修的概念，这是通过对采集电力电气设备运行时的数据，用科学的分析方法对设备进行评估，做好检测计划，并进行故障排除的方法，这种方法能解决定期检修方法的弊端，使电力电气设备更可靠、更安全的运作。

1 电力电气设备状态检修的概述

1.1 状态检修的定义

电力电气设备的检修是上世纪五十年代美国首先提出的检修方式，在那之前以定期检修与事后检修相结合的方式确保电力电气设备的状态，我国的电网电刚开始也使用这种方法。有效的电力电气状态检修能减少各种设各事故出现，能让设备保持良好的运行状态。但是这种方式也有自己的弊端，比如有可能出现维修次数不够使电力电气设备运行时还是会出现问题造成各种事故，或者过度维修造成成本浪费，也有可能出现维修不当使原本没有故障的电力电气设备出现故障。于是，随着科学技术的发展与实践经验的总结，提出一种新的检修模式，即状态检修，它需要对电力电气设备的可靠性、状态监测、寿命监测作一定的评估，根据结果判断是否需要维修、需要维修什么项目，什么时候进进维修。电力电气设备状态检修技术通过更动态的方法取代过去静态的检修方法，这种先进的检修模式必将取代旧有的模式。

1.2 状态检修的内容

（1）目的

状态检测的目的是为了给评估电力电气设备以指标的方式作出评估，这其中包含状态评估、风险评估、检测决策，这种方式能使电力电气设备能安全无故障、状态良好的运行，同时能节省维修的成本，使资源能合理运用。

（2）作用

传统的检修方式是一种静态的检修方式，它固定一年或几年对电力电气设备作维护或调试，而状态检修是一种动态的方式，通过动态的记录，可以通过分析可以了解电力电气设备过去运行状况、现在存在的问题、未来会出现故障的预测，只要拥有记录，可以使用远程的方式作一定程度的故障分析，同时，对故障分析还能细化到出故障的具体位置、具体时间、检测的方式。它能用科学的方式，将检修的方法细化的完成。

（3）原则

状态检修的原则是如果需要维修的地方要赶紧维修，进行维修后要保证电力电气设备运行良好。在检修过后要作好风险因素分析、设备检查计划、未来检修内容等安排。

（4）要求

每次检修过后要对状态做指标性评估，以便实行动态方式管理；新投运的电力电气设备要按国家相关规定进行检修试验，比如100kv的要求1-2年后必须进行检测，220kV在投运一年后必须检测，要根据详细的检测做综合的评估；电力电气设备在长时间运气后，由于设备老化，评估的动态指标需要变化，以便更准确评估出设备目前的状态。

2 电力电气设备状态检修的方法

2.1 状态检修的技术

（1）状态监测

状态监测是根据目前电力电气设备出现的故障，用合适的方法与装置对目前设备运行的状况进行监测，了解整个设备的运行信息，再对这些信息进行处理，抓住信息中反映出来的特证，再进行检测处理。它需要对电力电气设备的整个运行信息做宏观的掌握，再根据所有的信息综合判断出现故障的原因，分析需要检修的时间，避免因为故障运行对设备的损伤。一般来说，在带电压的状态下检测出的数据比不带电压检测出的数据更准确，它能了解电力电气设备实际运转的情况。状态监测的方法在电力电气设备中常常用到，特别是重要的电力电气设备尤其需要使用状态监测技术。状态监测技术要做好数据采集、分析、特征提取、状态评估、故障诊断、分类六个方面的工作。

（2）状态预测

目关状态预测通常使用科学的方法，比如时间序列法、回归分析法、模糊预测法、灰色预测法、人工神经网络活动，等等，这都是根据科学方法与信息技术的方法进行预测。

（3）状态评估

这是以电力电气设备的运行状态作为评估对像，通过指标的方法对设备运行的情况作动态预测，通过这种方法评估可以更清楚的了解电力电气设备的可运行情况，状态评估方法是以正在运行的情况进行评估，在运行之后作出判断，状态的评估决定怎样有效的进行维修。

2.2 状态检修的实施

（1）电力电气设备功能的确定

电力电气设备的主要功能是电力电气设备运行的根本，在检测和维修时非常重要。比如三卷式50MVA、110kV的降压变压器，它的主要功能就是作电压转换，要求变容量的额定值为50MVA，在检测和维修时，要以这项目能为重点。

次要功能是指实现最主要的功能以外，还有一些辅助的功能可以实现，如果次要功能出现故障，会引起主要功能运行不灵，甚至还会出现错误的运转，造成的后果极其严重。比如，变压器的次要功能为给设备提供冷却的作用，但是它如果不能正常运转，电力电气设备会烧毁。因此对次要功能进行深入的了解是极其必要的。随着科技的发展，电力电气设备的次要功能更多，它们能更好的、更有效率的帮助主要动能进行实现，但是这也意味着这些精密的议器一旦出现问题，设备很容易出现故障。

电力电气设备为了让设备能安全、高效、连续的运转通常会提供一些保护的功能，它能自动排除一些运行中的故障碍。比如会提供一些断路器压力闭锁装置、继电器保护装置等等。它们的原理是如果设备运行中出现故障则运行自动中止；如果设备不正常运行则提供报警；通过一种备用的运行方式替换出现故障的运行方式等等。这些保护装置虽然在运行过程中能极大提高电力电器设备运行的安全行，但是却给检测时带来很多障碍，它会干涉到检测的正常流程。比如断路器由于可以实现压力异常报警，那么就将传统的出现压力异常问题改为检修压力异常报警装装置是否能正常运行。

（2）电力电气设备评估诊断方法

对电力电气设备的型号、装置各不相同，如果在检测的时候做全面的状态检测不仅非常麻烦而且要耗费大量的成本，因此要做好电力电器设备与装置的评估工作，使需要检修时能立刻找到需要维修的重点。目前在电力电气设备中，常常使用蒙特卡罗仿真法与层次分析法，这两种方法操作简单，评估结果比较准确，通过这两种方法进行评估能得到电力电气设备实际的状态。

对于电力电气设备做出的评估，还要进行在线监测，通过在线的方式能对电力电气设备动态的了解，在线监测系统通过自动监测、记录、存储、报警等一系列的设置能够对电力电气设备做详细的跟踪，在线监测系统不能取代评估的工作，评估是在线监测的基础，只有做好评估工作，在线监测才能以评估的数据当一个大概的指标，通过采集种种数据与评估做对比，用更详细的方式动态的了解电力电气设备的运作情况，。目前在线监测一般使用介质损耗监测系统、油色谱监测系统、局部放电监测系统等。

在做好评估与在线监测工作后，对于电力电气设备的故障障要做好维修工作，在维修以前，首先要根据评估与在线监测找到出故障的原因，通过找到出故障的可能性、诊断模式再来找出故障诊断的方式。比如一台变压器出现故障可以通过各种科学的故障判断方法一步一步进行排除，如果断路器出现故障通常是用机械寿命分析法与电寿命分析法。

3 电力电气设备状态检修的方法

3.1 电力电气设备状态检修应用现状

电力电气设备的状态检测在国外很早就得到应用，美国杜邦公司在70年代就已经提出状态检修的概念，对这一概念美国电力科学研究院很快做深入的研究，目前向 RCM（又即reliability centered maintenance）方面发展，日本电力电气设备在80年代引进状态检修技术。我国引进电力电气设备状态检修方法比较晚，目前各种技术正不断进步中。

3.2 电力电气设备检修技术的发展

（1）寿命管理技术发展

电力电气设备在70年代开始普遍应用，通常来说，这些设备的使用寿命为25-30年，目前，这批旧有的设备正呈老化的趋势，只有做好准确的评估与预测、合理的维修才能延长设备的寿命，同时也能使设备使用的状态更良好。目前绝大部分电力电气的使用设备都将寿命的预测与评估视为状态检测的关键环节，它们是目前旧有电力电气设备需要预测和评估的重点，特别是锅炉、汽机、发电机、变压器、高压开关的寿命预测与评估是整个设备的运行状态检测评估的重点。

（2）可靠性技术发展

过去的电力电气设备的寿命评估与预测通常使用浴盆曲线法，这是因为它的曲线形状像一个浴盆，但是这种评估方法预测的范围比较狭窄，它只能对出现支配性耗损故障进行预测，而且预测的结果十分模糊，如果引进多元统计方法中的因子分析与聚类分析的方法对电力电气设备进行预测，那么不仅可评估、预测的范围扩大，而且可靠性大幅度提升。这种技术方法是以火电大机组的可靠性指标体系为基础，对我国目前100MV火电与相关的机组设备进行分系，建立起一套能准确评估预电力电气设备的技术，这种技术在进一步研究后可以广泛推广使用。

（3）信息决策技术发展

状态检修是信息管理的一种方式，实际上对电力电气设备进行检测就是一种对数据的管理，而进行判断与维护则便于数据的决策，因此，使用先进的信息管理方式能够让状态检修工作顺利的进行。用怎样的信息技术能实现更好的数据管理，使数据能准确提供决策资料是目前正在发展的一门科学。芬兰曾提出一种建立在一对变电站长期检修的基础上，对寿命周期费用进行统计，然后概括出设备劣化模式的方式；苛兰则提出一种将多种策略均衡应用的方式引入到状态检测里，它拥有诊断专家的功能，其可靠性与安全性目前都能满足实际的需要；德国提出把供货商的管理层功能融入到状态检测里，概括出状态检测的瘦型管理模型，在实际运用中，它能使状态检测的流程得到优化。

4 总结

未来，随着科学技术的发展，电力电气设备会在非破坏性实验的前提条件下进行状态检修，它会发展出更多智能设备，能够自动采集电力电气设备运行的数据，能够模拟人工思维的方法找到诊断结果；要使用状态检修技术，对员工素质的要求更高，员工需要有很高的专业技术素质，能完成精密的仪器操作，同时还要具有良好的职业道德素质，能按照要求完成标准化作业；未来电力电气行业要将管理体系、技术体系、执行体系融合在一起，向着科学化、系统化方向发展。

[1]田玲.刑建国.电气设备实施状态维修决策方法的探讨[J].电网技术，2004.28（16）.

[2]孙霉景.魏立明.发电厂及变电站设备的状态检修研究综述[J].中国电力教育，2007（2）.

[3]陈钢.变电站电气设备的状态检修和状态监测技术现状及其发展趋势[J].贵州电力技术，2005（1）.