基于变电站安全评价的巡视模式研究

向 晓，刘红云，陈 磊，王梁伟，张青云

（国网湖北省电力有限公司 荆门供电公司，湖北 荆门 448000）

0 引 言

近些年，电网高速发展，变电站越来越多，运维人员的人均工作量也随之不断增长。目前，运维班组大多面临结构性缺员严重、年龄断层明显、技术水平参差不齐以及班组承载力难以满足工作要求的情况[1,2]。

巡视是变电站日常运行维护工作中的重要组成部分，是了解全站设备运行状态和收集变电站各类数据的主要手段[3]。巡视的质量直接影响着运维人员能否正确判断变电站各类运行设备的安全运行。目前，常规巡视模式耗时巨大，侧重点不够突出，班组承载力不足与工作量激增的矛盾愈发明显。通过合理分配人力、物力以及精力，使变电站巡视更加高效，而且主次分明且目标明确，这是一个十分值得研究的现实问题。

1 变电站设备基础情况评价

考虑到现实情况，本文从6个方面评价变电站设备的基础情况。

1.1 变电站设备投运年限

通过以往的研究发现，在变电站运行过程中，变电站中设备发生故障的几率与变电站设备投运年限存在一定的曲线关系。在投运初期，由于设备质量、施工工艺以及设计的原因，故障概率相对较高。在投运中期，经过设备之间的相互磨合和对前期故障的有效处理，故障的概率随之降低。但到一定年限后，由于设备老化、绝缘降低以及材料磨损等原因，设备出现故障的概率又一次激增，整个曲线形状像一个浴盆，因此通常称为浴盆曲线。通过此曲线，可以确定变电站投运年限系数。变电站投运1～2年时的系数为1.3，变电站投运3～6年时的系数为1，变电站投运时间超过6年的系数为2。

1.2 变电站电压等级

随着我国电力技术的发展，变电站电压等级也越来越高。越高的电压等级下，设备的绝缘的要求就越高，绝缘老化和出现故障的可能性就越高。变电站电压等级为500 kV时，系数为2；变电站电压等级为220 kV时，系数为1.5；变电站电压等级为110 kV时，系数为1；变电站电压等级为35 kV时，系数为0.7。

1.3 变电站设备类型系数

近年来，智能变电站大量推广。相较于常规站，智能站的设备种类更多，设备更依赖网络高，也更容易出现缺陷。不同变电站具有不同类型系数，常规站的为1，智能站的为1.5。

1.4 变电站运行环境系数

设备的运行环境直接影响着设备的运行状况和运行寿命。相较于室内，室外设备长期受刮风下雨等各类恶劣天气的影响，绝缘老化的速度明显快于室内设备。室内设备运行环境系数为1.5，室外设备运行环境系数为1。

1.5 变电站设备类型系数

HGIS与GIS的区别类似于室内设备与室外设备之间的区别。GIS设备类型系数为1，HGIS设备类型系数为1.1。

1.6 变电站设备数量系数

由于现在变电站同一电压等级下的支路设计基本一致，因此可以简单用变电站内的开关数来反映变电站设备的多少。而且不同电压等级下的设备承担着相应的故障风险。变电站电压等级为500 kV时，变电站设备数量系数为5，变电站电压等级为220 kV时，变电站设备数量系数为3，变电站电压等级为35 kV时，变电站设备数量系数为1。

得到基本情况得分F1的计算公式如下所示：

考虑到变电站设备数量众多，计算出变电站基本情况得分后需要进行归一化处理。将得分最高的那一项作为基本项置1，其余项得分为其初始得分除以最高分所得结果。

2 变电站安全评级

以某省5座变电站为例，其断路器数据如表1所示，变电站基本情况得分表如表2所示。

表1 变电站断路器数量表

表2 变电站基本情况得分表

变电站中的缺陷一般根据缺陷内容和严重程度，可以分为危急缺陷、严重缺陷以及一般缺陷[6]。每一种缺陷对于变电站安全运行的威胁程度不一致，不能一概而论。按照缺陷的性质乘以不同的系数，统计这5个变电站过去一年的缺陷数量。危急缺陷的变电站缺陷系数为5，严重缺陷的变电站缺陷系数为3，一般缺陷的变电站缺陷系数为1。

将其乘以系数相加后，进行归一化，得到变电站缺陷情况得分F2，如表3所示。

表3 变电站缺陷情况得分表

将两个得分相加，得到变电站安全得分F=F1+F2。按照20%、40%以及40%的比例分级得到最后的变电站安全评级。严重程度从1级到3级，每一级都比前一级严重，3级最严重。变电站安全评级如表4所示。

表4 变电站安全评级

3 基于安全评级的巡视模式

变电站巡视模式主要包括例行巡视、全面巡视、专业巡视、熄灯巡视以及特殊巡视[7]。应用变电站安全评级有效调整各类巡视的周期，将传统固定周期的巡视工作转变为一种高效和有针对性的巡视模式。

3.1 例行巡视策略

例行巡视内容通常包括设备设施外观是否正常、有无异常声响、有无泄漏发生、二次设备和辅助设施有无异常告警或信号、消防安防系统是否完好以及变电站内的环境有无异常点等。具体的项目根据各个站的实际情况进行调整。依据变电站安全评级，不同电压等级的变电站按照不同标准进行周期巡视，评级越高的变电站的巡视周期也将越短，巡视周期如表5所示。

表5 例行巡视周期

3.2 全面巡视策略

全面巡视相较于例行巡视项目更多，检查更细致，范围更全面，通常要巡视全站的全部设备及设施[8]。依据变电站安全评级，调整往固定的巡视周期，评级越高的变电站的巡视周期也将越短，巡视周期如表6所示。

表6 全面巡视周期

3.3 专业巡视

专业巡视的重点在于专业二字。一般由多层面多方面的人员联合开展，集中检查和测验重要设备。跟据变电站安全评级，合理调整以往固定的巡视周期，评级越高的变电站的巡视周期也将越短，专业巡视周期如表7所示。

表7 专业巡视周期

3.4 熄灯巡视

熄灯巡视指夜间全站熄灯之后开展的巡视。由于发热发光现象在白天或者有较多光源的情况下容易被忽略，因此在夜间进行熄灯巡视。跟据变电站安全评级，合理调整以往固定的巡视周期，评级越高的变电站的巡视周期也将越短，熄灯巡视周期如表8所示。

表8 熄灯巡视周期

3.5 特殊巡视

特殊巡视理论上是对例行巡视的补充，需要依据现场实际情况和各类工作的开展需求进行动态调整。主要包括各种恶劣天气前后的巡视，设备新投入运行、设备检修后、设备进行技改或者长期停运后重新投运的巡视，过负荷、负荷剧增、设备超温、设备发热、系统冲击、跳闸以及有接地故障等情况的巡视，节假日或者重大活动的保供电和变电站处于特殊运行方式时等特殊情况下的巡视。由于特殊巡视时临时增加，且巡视的条件根据现场情况进行现场安排，因此特殊巡视的周期无法通过安全评价进行调整。但是安全评级3级的变电站应根据现场的需求，在条件允许的情况下，适当延长特殊巡视的时间。

4 结 论

本文建立了对于变电站的安全评级机制，通过计算变电站设备基础情况得分和变电站缺陷情况得分，将两者相加得到变电站安全得分。然后按照一定比例评级，得到变电站安全评级。最后通过对变电站的安全评级，有效调整变电站的巡视周期，以达到合理分配巡视工作量和抓住巡视重点的目的，对运维工作的高效开展有指导意义。