变电站一次设备状态检修方法研究

王治伟

（国网平凉供电公司变电运检中心）

0 引言

随着科学技术的发展， 智能电网只有不断融入先进的技术， 才能够为电力用户提供安全、 稳定、 可靠的电能， 从而保证工业生产的顺利进行， 实现工业企业的经济效益[1-2］。所以必须对变电站的一次设备机型有效的检修与测试， 采用先进的技术最大限度的提高变电站一次设备的使用寿命， 提高电力检修的工作效率。在变电站一次设备安全稳定运行的前提下， 为工业企业提供安全、 稳定、 可靠的电力供应[3-4］。

1 变电站一次设备状态检修概念

变电站一次设备装药检修是指基于特定的技术手段实现对变电站一次设备运行状况的检测， 并根据检测数据完成检修决策[5-6］。状态检修的目的是正确辨识变电站一次设备的运行状态， 状态检修的判定解决要以实际测量到的数据为核心依据， 这样能够保证判定的精确性和客观性， 从而能够保证电力作业人员能够根据预判出的故障进行有针对性的故障处理， 最大限度保证变电站一次设备的安全、 稳定、 可靠运行[7］。

由于状态检修的决策需要以数据为基础， 所以在状态检修中， 数据的采集和处理是很关键的 。检测技术和诊断技术都是数据采集和数据处理过程中需要运用的技术。基于上述分析， 状态检修主要涵盖了三个方面： 变电站一次设备状态监测、 变电站一次设备故障诊断、 变电站一次设备检修策略确定 。

2 变电站一次设备状态检修关键技术

2.1 变压器状态检修关键技术

变压器作为变电站中的核心部件， 直接影响到电网的运行稳定性。变压器的主要作用是实现不同形式之间电压的变换， 从而保证整个电网的稳定性，对于电网起到了至关重要的作用 。一旦无法保证变压器的稳定性， 则可能导致一系列严重问题， 乃至电网瘫痪， 出线重大经济损失。因此在进行变压器状态检修时， 需要考虑多方面因素， 包括变压器油气状态、 内部放电情况、 变压器机械部分及电气连接部分的状态。

2.2 断路器

在电网运行中， 会有很多种原因会造成接触不良或接触部位过热， 并且故障一旦发生， 严重情况可能会导致电网运行瘫痪， 断路器的作用是保证在进行电网维修时， 保证电力作业人员的安全。对变电站中的断路器进行状态检修能够大幅度提高电能的运用效率， 改善由于温度过高而引起的断路器问题。

2.2 隔离开关

基于隔离开关本身的结构特点， 因此很容易出现载流接触面温度高或接触不良的情况， 最终导致隔离开关出现故障。在进行安装时， 如果接线座质量较差， 螺母会出现不紧固现象， 从而导致接触位置温度高； 如果安装质量不达标， 则同样会导致引线的设备夹与接线座无法牢固接触， 从而影响电网的运行稳定性。

2.3 其他设备

在进行变电站一次设备状态评估时， 需要对试验结果、 监测结果和过程中的危险因素及异常情况进行重点分析， 从而得出最佳的检修项点和检修时间。油路试验是一种非常常规的状态检修方法， 能够对故障的形成原因、 故障的特征、 故障之间的关联性进行判断， 以此为基础对一次设备的油路状态展开分析。在进行状态评估时， 要采用正确的评估方法， 根据状态评估过程中产生的数据总和评判油路故障的综合原因， 逐步晚上油路的试验方法和状态评估方法。在进行状态检修作业时， 有必要采用预防检修技术， 对铁心接地、 极化情况、 吸收电阻、绝缘电阻等项点进行状态分析。

3 变电站一次设备状态检修策略

3.1 变电站一次设备状态检测

变电站一次设备的检测方法可以分为三个大类别， 即在线形式、 离线形式、 定期解体形式， 这三种不同形式的检测方法能够实现传感器与数据采集之间的有效关联， 为数据的传输提供桥梁， 变电站一次设备的状态检修数据由传感器系统界面进行显示， 电力作业人员根据采集到的数据， 对变电站一次设备的状态进行分析， 同时结合离线检测与在线检测， 对数据进行定期或不定期的分析判断。基于数据采集的综合结果， 进行变电站一次设备运行状态的判断， 通过历史记录数据得到离线数据， 从而实现对变电站一次设备运行状态的综合判断。

3.2 变电站一次设备状态预测

在进行变电站一次设备状态检修时， 状态预测是电力作业人员进行故障诊断的基础， 以此通过数据预测模型对数据内容进行模拟仿真， 以数据结果对实际状态进行判断， 数据预测模型可以分为BP 神经网络模型和灰色系统状态模型， BP 神经网络以层级的方式呈现， 能够实现对不同层级的合理划分，以节点的形式模型对应的工况。

3.3 变电站一次设备故障诊断

基于变电站一次设备的多种数据进行故障的综合分析与诊断， 在故障诊断过程中， 具体包括了污染故障、 振动故障、 射线故障、 噪声故障灯， 此类故障都通过振动诊断来实现， 通过振动仪器根据速度、频谱、 相位、 振幅等参数与标准参数进行对比， 从而实现对设备状态的诊断。这种诊断方式的精确度高， 具有一定的应用价值。

4 变电站一次设备状态检修技术体系

4.1 变电站一次设备状态评估模型

对于变电站一次设备的状态检修时， 需要突破常规检修、 高压测试、 油气测试等不同专业之间的限制， 围绕变电站一次设备绝缘、 导电、 机械这三方面性能指标， 基于平衡计分制的原则为变电站一次设备的状态水平进行打分， 具体的评分标准如表1所示。

表1 变电站一次设备状态评分标准

变电站一次设备状态评估模型如图1所示。

图1 变电站一次设备状态评估模型

对于变电站一次设备状态量的评估采用加权平均的计算方法：

式中，C为设备状态量的评价结果，wi为第i个状态量的权重占比参数，lij为第i个状态量对第j个性能的隶属度参数，ai为不同状态量的分析结果。

4.2 变电站一次设备状态评估系统

变电站一次设备状态评估系统是一个以电力生产管理信息系统为基础， 跨部门跨系统的综合应用系统， 其涉及到部门很多， 具体包括了数据中心、 调度中心、 监控中心、 运用中心等， 涉及的系统包括了生产MⅠS 系统、 调度SCADA 系统， 以及其他检测单元，涉及到的装置具体包括了， 红外测温仪、 色谱测试仪、 变压器形变测试仪等。所以在设计变电站一次设备状态评估系统时， 不仅要考虑其功能独立性和开放性外， 还需要考虑与其他现有功能模块、 现有系统的兼容性。

5 验证分析

以某变电站的110kⅤ等级主变压器为研究对象，进行状态评估分析。在实际应用中， 采用故障记录仪测量发生故障时的运行参数， 具体包括了电压、 电流、 功率、 功率因数、 相位角等。作为常规试验项点的色谱分析、 直流电阻、 绝缘电阻、 接地电阻、 极化参数、 介质损耗等， 以及通过在线检测得到的泄漏电流等都可以作为状态量， 而变压器最终的运行状态由绝缘性能、 导电性能、 机械性能三方面来决定。110kⅤ等级主变压器测试数据如表2所示。

表2 110kV变主变压器测试数据

经过分析， 该主变压器的绝缘性能评估结果为重点关注状态， 正在向较差状态进一步演化， 需要深入尽心绝缘性能测试， 以确定检修方案。

6 结束语

为了保证变电站一次设备安全、 可靠、 稳定运行， 延长其使用寿命， 进而提高电力企业的经济效益。需要强化对变电站一次设备的检修工作力度， 对变电站一次设备进行科学有效的状态评估， 及时发现设备存在的安全隐患， 并提出具有针对性的检修方案， 从根本上提高设备的运行可靠性， 实现电力企业的经济效益与社会效益的共同提升。