电网设备状态检修技术现状、问题与发展路径

国网四川广元供电公司 罗军川

现状与问题

2007年国家电网公司系统内全面推行以设备状态为核心的状态检修工作，经过启动准备、试点推广、全面实施、深化提升四个阶段逐步实现设备从定期计划检修到状态检修的模式转变，开启状态检修新纪元。2008年国家电网公司建立和完善了状态检修管理体系、技术体系和执行体系，相继印发输变电设备状态检修管理规定、状态检修评价导则、检修导则和状态检修试验规程等一系列管理和技术方面的核心文件，奠定状态检修工作规范、有序和有效开展的坚实基础。到2010年底，国家电网系统除西藏公司因暂不具备条件而未开展之外，其它25 家公司全部通过了国家电网公司组织的验收，标志着国家电网公司整体步入状态检修时代。电网公司的状态检修近年取得长足进步，但目前仍处于初级阶段向中级阶段的过渡期。随着“互联网+”电网运检业务的深度融合，电网智能运检进入全面建设阶段，状态检修技术将迎来发展的新机遇。

例行试验

根据《国家电网公司输变电设备状态检修试验规程》，油纸电容式变压器套管油中溶解气体分析试验项目属于诊断性试验，也即是说，在例行试验数据无异常的情况下可以不做油色谱试验，而有些单位在油纸电容式变压器套管例行试验中自行增加了油色谱试验项目，但实践中套管例行试验结果均合格（状态评价结果应为正常状态）而油色谱诊断性试验数据有超出注意值的情况时有发生。因此利用变压器停电进行例行试验时机，开展套管油色谱分析工作，采取综合诊断分析的方法，以提高判断的准确率，并对套管绝缘状态做出全面精准评价。

状态评价

断路器机械寿命和电寿命的状态评价。由于认识程度和基础条件的差异，目前各单位开展状态检修的水平参差不齐。从技术层面而言，由于断路器机械特性在线监测等诊断技术研究应用滞后，制约了断路器状态检修的全面发展，定期检修策略仍局部存在。中期寿命检修实质上是实行的传统定期检修模式，将直接导致设备过度检修，或许使长期稳定运行的设备浴盆曲线规律发生变化，形成正常运行中不必要的干扰，反而可能会增加电力设备发生故障的概率，不符合状态检修的基本思想。

变压器绕组变形量的状态评价。目前针对变压器在遭受不良运行工况后绕组变形量尚无成熟有效的在线监测技术手段，在有关状态评价导则中采用短路冲击电流的大小、次数和持续时间作为变压器绕组变形状态评估的间接判据。当短路冲击电流达到允许短路电流90%以上以及重合不成功、短路冲击持续时间超过0.5 秒为重要状态量，只要发生一次即为评价为严重状态。但同时指出，若有条件停电进行诊断性试验，则按相关项目测试结果进行评价，并按状态评价结果开展状态检修。由于状态信息的收集难度，此重要状态量在开展状态评价时往往被忽略。倘若变压器未跳闸，即使遭受近区短路冲击后开展油色谱试验有时也难以保证，更谈不上采取停电开展诊断性试验。由于未能及时发现设备潜伏性缺陷，运行中多次短路冲击累计效应可能发生重大设备事故，因此开展此项工作具有重要意义。解决途径可从两方面着手：一是调度监控等部门要配合，统一数据存储格式，破除竖井式数据库壁垒，实现PMS、OMS、EMS 等业务应用系统数据贯通，推进PMS 系统动态评价与预警功能的深化应用，实现短路电流状态量自动识别与智能化状态评价。二是推进变压器绕组变形在线监测、带电检测技术研究试验，丰富状态监测参数，在设备遭受不良运行工况后及时准确掌握设备状态，以制定有针对性检修策略。

辅助决策评价

系统目前35 千伏及以下变电设备的状态评价依据评价标准人工完成，而110 千伏及以上变电设备采用PMS 系统状态检修辅助决策模块，依靠录入系统的离散状态信息进行状态评价，并自动生成状态评价报告。但目前线上评价问题较多，譬如：基础数据管理还存在很多漏洞，资料不完整、数据不准确现象普遍存在；辅助评价系统中设备缺陷状态量不够丰富，存在一对多情况，导致报告质量较差，设备检修策略缺乏针对性，需要辅以人工干预评价；评价模型与评价导则有不一致情况，不能体现设备状态个性化差异。

检修策略

检修策略缺乏针对性和实效性。被评价为“正常状态”的设备，其检修策略千篇一律。被评价为“注意状态”的设备，未区分评价扣分值是由多项状态量合计扣分，还是仅由单项状态量扣分导致评价结果为“注意状态”的具体情况，而制定有针对性的检修策略。

同间隔设备、一次与二次设备的检修原则。1.同间隔设备检修同步问题。按照相关规程规定：对于未开展带电检测设备，试验周期不大于基准周期的1.4 倍；未开展带电检测老旧设备（大于20年运龄），试验周期不大于基准周期。由于变电设备开展状态监测技术条件的差异，同一间隔设备可能有不同的检修周期，势必造成设备重复停电，违背了同间隔设备的检修原则。2.一、二次设备检修同步问题。目前状态检修仅是针对输变电一次设备的检修模式，二次设备仍然沿用常规检验规程采取定期校验，为了与一次设备状态检修计划同步，二次系统设备并未严格按照3年一部检6年一全检的要求进行定期检验。

检修决策不当，“过修” 时有发生。由于不清楚设备故障发展变化的内在机理，对设备缺陷诊断分析深度不够，致使检修决策不当，或是出于争取项目资金所需，在未查出问题真相的情况下，贸然采取一换了之，设备未达到寿命周期提前退役，其做法无疑与状态检修的初心背道而驰。

状态监测

我国电网设备的状态检测和评估工作还处于起步阶段，状态检测技术应用及推广上存在的问题主要有以下几方面：1.状态检测技术应用范围不广，与电网设备总量相比，状态监测技术应用的设备覆盖面还处于较低水平。2.状态检测装置可靠性不高，稳定性和抗干扰性能不足。3.缺乏统一的标准和规范指导，各厂家装置的工作原理、性能指标和运行可靠性等差异较大，同时各类装置的校验方法、输出数据规范以及监测平台都各不相同。4.现行的在线监测技术在设备缺陷检测方面还存在盲区，状态量还不够丰富。

发展路径

2016年12月国家电网公司提出“智能运检”理念并发布《智能运检白皮书》，明确指出了智能运检与状态检修的发展方向。

推进“一体化、标准化、模块化”的智能化状态感知设备研制

1.研究基于内置的高灵敏度、高稳定性、高可靠性的新型传感器的设备状态监测与评估诊断方法及模型，实现对设备正常、异常、故障等状态的实时监测与诊断，提升设备本质状态自感知、自诊断、自控制能力。

2.推进设备制造企业开展设备状态传感器与本体一体化融合设计制造，提升设备自感知、自诊断能力。

3.建立统一技术标准体系，推进设备标准化及模块化设计制造，大幅提高同类设备、模块之间的可互换性，有效减少运检工作复杂性。

建立基于设备不停电检测的技术体系

1.开展成熟技术深化应用和新技术研究应用。提升变压器局放检测、容性设备介损及电容量检测、SF6 气体成分检测、GIS 设备X 射线数字成像等成熟技术的现场应用水平，通过丰富不停电检测技术手段，保证设备状态检测的灵敏度和准确性，提升设备潜伏性缺陷的挖掘能力。

2.推进大数据分析及检测结果应用。依托运检智能化分析管控系统和大数据分析技术，建立融合不停电检测数据和其它信息（在线监测、出厂信息、停电试验、历史数据）的设备状态多源数据自动分析模式，实现设备状态的实时评估及精准预测。

3.建立基于不停电检测的状态检修体系，适应电网迅速发展新形势。研究建立以不停电检测为主、例行试验为辅的输变电设备状态检修体系。制定设备状态检修试验项目及要求，修订状态检修标准，建立以不停电检测数据为输入的输变电设备状态评价方法，实现基于不停电检测的电网设备状态检修，逐步替代停电例行试验，大幅减少停电时间，提高供电可靠性。

提高设备状态评价诊断的智能化和自动化水平

1.系统提升运检数据利用效率。建立面向运检专业的公共数据模型，贯通PMS、在线监测系统、调度系统等应用系统间的数据交互，改善分散平台间的数据通信问题，实现信息与资源共享，有效支撑多源数据集成提取和融合分析，提升运检数据利用效率。

2.提升设备状态分析和状态预测水平。融合电网、设备状态和自然环境等各类信息，建立基于大数据的设备状态评价和趋势预测模型，充分利用设备大量状态信息之间关联关系进行数据挖掘和模型分析，依托大数据可视化技术，实时展示设备状态，提高设备状态评价及预测的智能化水平。

3.提升设备故障诊断能力。构建基于故障案例的设备故障树，利用大数据分析技术，修正传统输变电设备故障诊断模型，快速、精准定位故障。研发故障推演、故障关联分析和专家会诊功能模块，建立故障实时诊断系统，深度分析故障原因，支撑电网故障处置，实现由“经验驱动”向“数据驱动”转变。

4.提升海量运检数据处理技术。利用大数据平台，实现海量数据融合分析，显著提升数据处理能力。研究可见光视频图片、红外热像、紫外成像等非结构化图像数据预处理技术，建立主要设备典型缺陷的图像样本库，实现各类典型缺陷的智能识别和判断。