电气一次设备状态检修的应用分析

国家能源集团泰州发电有限公司设备管理部 徐 翔

电厂中的电气一次设备主要包括变压器、发动机、互感器、高低压开关、断路器等。由于电厂使用的电气一次设备直接关系到火电厂电能的生产与使用，一旦出现故障不仅直接或间接影响到整个电力系统的稳定性，还会对企业造成不良影响，甚至还会对人员造成伤害。加上电气一次设备本身运行环境比较特殊，在长期运行状态下存在出现各种故障的可能,面对这种情况加强对电气一次设备状态检修就非常重要。利用状态检修能有效保证电气一次设备处于安全稳定运行状态，另外通过状态监测，进而了解相关电气设备的具体情况，有利于评估设备运行状态，再结合电气设备的预防性维护试验对避免电气一次设备出现故障有重要价值。

1 电厂开展电气一次设备状态检修的重要性及具体思路

针对电厂电气一次设备进行状态检修，实现对整个电能生产流程的全面检测，通过分析与评估进一步获取到电气一次设备的所有数据，并在数据中找到设备可能出现的故障，预测可能出现的生产问题等，注重并积极开展电厂电气一次设备的状态检修，对于保证电气一次设备的正常稳定运行非常重要，有着十分明显的作用。

保证正常生产，延长设备使用期限。通过对电气一次设备进行状态检修，从而了解与记录并帮助相关工作人员分析电气一次设备的具体状态，在相关数据支持的基础上，预估电气一次设备的使用期限，制定出更加科学合理的设备使用计划，有利于减少电气一次设备故障发生率及降低故障对设备带来的不良影响，这对于延长设备的使用寿命也有重要意义。

防止安全事故的发生。在制定详细的电气一次设备检修计划表的基础上，定期、有效的对电气一次设备开展检修，可实现对故障的早期发现并有效将故障遏制在较早阶段。此举对避免故障对设备带来的不良影响有重要作用，同时还能有效保证整个电厂生产作业正常运行。

减少维修成本支出。绝大部分电厂仍沿用以往定期维修的方法，加上部分电厂并没有建立起统一的电气一次设备检修标准，导致需投入大量的人力、物力与时间在电气一次设备的检修方面。而通过开展对电气一次设备的状态检修，其建立在设备状态的基础上开展的检修工作，能更加早期更加及时地发现可能存在的问题，并进一步找出问题发生的原因及解决问题，这对于减轻相关工作人员的基础工作量及降低维修成本均有明显作用。

故障模式的确定及设备的影响。电厂电气一次设备出现故障，可将其分为功能故障和非功能故障两种[1]。不同的故障类型需采取更加针对性的方法，其中最常见的故障就在于电气设备的功能失效，这种情况发生将存在较大的危险性和破坏性，因此需最大限度避免设备出现功能性的故障，这也要求在进行检修前一定要先明确设备故障的类型及影响范围的大小，在找到故障出现原因的基础上采取针对性的措施。

电气设备检修的主要方法。电气一次设备检修主要分为状态检修、事后检修、定期检修、隐患排查4种。其中状态检修是最常见也最主要的一种，利用状态检修明确电气一次设备在运行过程中可能存在的故障问题，结合设备运行状况制定针对性的检修计划与检修内容。另外加强对电气设备运行数据库的管理也非常重要，是保证电气一次设备检修的凭证。目前主要采用的方法以专家评价、故障树分析、模糊综合评判三种为主[2]。另外借助先进的计算机系统，也可帮助实现更短时间内更加准确判断故障类型及故障范围大小，其中再利用带电测试、预防性试验、停电检查等各种手段。

2 电气一次设备的故障诊断方法及检修的具体开展

2.1 基于信号变换的诊断方法

采用基于信号变换的诊断方法进行故障诊断，实际上就是利用现代数学交换的方式对出现的故障信号进行解调和分离，其中最常用的一种方法就是采用小波变换[3]。举例分析，在进行电气一次设备故障诊断时，借助小波变换可检测信号的突出点，然后再提取电机定子绕组的故障信息，通过监测电子电流的变化情况，从而分析是由外部负载变化或负载不对称引起的异常变化，利用小波变换可用于电机故障的分析和诊断。

2.2 基于人工神经网络（ANN）的诊断方法

这种诊断方法对复杂故障有着十分重要的作用，还可用于评估故障的严重程度。BP 网络方法是最广泛的应用方法之一[4]，将其应用于电气一次设备故障的诊断，借助相应的传感器从而获得电气设备故障的信号特征，例如包括电压、电流、噪声，然后再将获取的故障特征信号进行Fu Liye 变换，对特征信号的频谱峰值作为BP 网络的输入样本，实际上就是借助BP 网络强大的自学习能力和联想记忆能力实现更短时间内的故障诊断。

2.3 开展变压器状态检修

在整个电气一次设备甚至是整个电力企业中，变压器在其中有着十分重要的作用。由于变压器直接承担输电、变电、配电等重要工作，加强对变压器的状态检修是整个电气管理工作中的重点。按照《电力变压器检修导则》（DL/T573-2010）第7.1条要求运行超过10年的变压器进行大修，但对大型油浸式变压器来说，吊罩大修不仅费用高、工期长，且现场各种施工难度大，有一定的风险。同时该导则也推荐采用计划检修和状态检修相结合的检修策略，变压器检修项目可根据运行情况和状态评价结果进行动态调整。那只要这台变压器运行中没有发生过异常、出口没有承受过短路、没有设计缺陷，那么完全可通过技术手段对其进行状态评估，如评估结果正常就可不对变压器进行吊罩大修。

在进行变压器状态检修中主要是对绝缘状况、引线状况、运行声响三方面进行检查。其中在绝缘状况开展检查主要内容是利用油简化实验、老化实验判断与评估老化、破损、受潮等方面[5]。针对引线检查也是工作开展中的重点，部分变压器出现故障都是引线故障导致，例如引导烧断、触摸不良等，影响到变压器的正常运行。运行声响检查主要是评估与判断设备在运行过程中是否出现异常声响。

2.4 断路器状态检修

断路器对于保障整个电力企业的安全运行、维护电源线路有重要价值，其一旦发生短路故障会主动堵截电路。考虑到断路器故障将会带来明显的安全隐患，特别是因部分小细节错误导致的问题可能出现断路器无法工作，对于一部分修理代价高昂、检修非常不便的高压断路器可通过加装断路器触头寿命评估的软件，通过对断路器分闸次数和分闸电流进行计算评估出断路器触头寿命，同时红外成像和紫外成像也是状态检修的重要补充手段。对于6kV 真空开关可通过红外无线测温或光纤测温结合在线局放和弧光保护来评估断路器的状态。

2.5 避雷器状态检测

其中氧化锌避雷器moa 是一种保护性能优异的过电压保护设备，其状态监测主要方法有在线监测全电流和带电测量阻性电阻两个方面。目前主要是利用监测及阻性电流进而诊断及绝缘情况，在正常工作电压下流过氧化锌避雷器阀片的主要是柔性电流。通常是采用谐波分析法监测其阻性电流。补偿法和谐波法测量氧化锌避雷器的带电阻性电流。考虑到避雷器在遭受雷击时可能存在监测设备的接地电位过高问题，因此一般是通过在电流取样端和检测处理端采用光电技术进行处理。

2.6 控制室的综合检查

针对中控制室的综合检查是基础性工作之一，通过以电厂的电机轴连接段1:2为主，进而测定获得漏电电阻实际功率，为检查水管中是否有泄漏的情况。通过以轴承元件的连接方式为定向区间进行电机的温度测量即可了解[6-7]。电机中的控制系统会在磁共振作用下进行内部结构检验，以绕线式的电子装置为测量平台，轴电流会以波点的形式将数据分布到不同的信道中，系统通过实际数值比对来确定最终检查结果，并实现一次性设备的状态分析。

2.7 对气体绝缘变电站一次设备的状态检修

气体绝缘变电站的状态检修要求相关工作人员须具备一定工作经验，这是因为电力体系对气体绝缘变电站的要求高，在进行电气一次设备的状况检修时，严格进行泄露要素、湿度、气压等的检查，整个运行状况的检查也有较为严苛的标准，其中重点检查气体绝缘变电站是否有出现发作火花反常或部分放电障碍的情况，从而进一步了解整个变电站内的运行状况。

综上，对于火电厂而言，注重并以高水平、高要求、高目标作为出发点开展电气一次设备的状态检修，对于保证整个火电厂的稳定运行有着重要的意义。高质量的电气一次设备状态检修工作也有利于延长相关设备的使用期限，实现企业的可持续发展，帮助企业带来良好的经济效益，有着重要意义。