探究变电设备状态检修技术

【 关键词 】变电设备 ；状态检 修 ；状态监测
１状态检修技术 的关键 状态检修体制建立 在对 设备 比较完善 的状 态监测与故障诊断的 基础上 ，只有对 设备 的运行状态有一个 比较全面 地了解，才有可能 对 设备实施状态检修 。状态检 修技术的发展得益 于设备检 测技术、 故障诊断技术的迅速发展和广 泛应用 ，随着传感技 术、微电子 、计 算机软硬件和数字信 号处理技术、人工神经 网络 、专家系统、模糊 集理论等综合智 能技术在状态 监测及故障诊 断中应 用，使基于设备 状态监测和先进诊断技术 的状 态检修研究得 到发 展，并且使状态检 修分析决策系统 的实现提供 了可能性 ，使其成为 电力系统中的一个 重 要研 究 领 域 。 变 电 设 备 状 态 检 修 的关 键 之 一 为 状 态 监 测 技 术 ， 只 有 通 过 状 态 监测获得更多有价值 、更加 可靠的信息 ，才 能为进 一步的状态检修 决策提供条件和支撑 。状态 监测基于理论分析与 实践，即大量故障 不会在同一时间发生 ，设备的劣化普遍需要经历 一个 逐渐变化 的发 展过程 。通过对 能够反 映设备运行状态 的参考量进 行监测，如果发 现 设备已经出现异常 的迹 象，并且 这种异常迹象仍然有 发展恶化的 趋 势，就可认为该设备有发生 故障的可能 ，这种可 能性 随着恶化的 发 展进 度 而 逐 渐 增 大 。 另一个关键技术为 检修 决策 ，即根据 已经获得 的状态信息进行 分析，制定 出最符合 当前变 电设备现状和运行要求 的可行方案 。物 联网技术主要解决的 问题是信 息获取 问题 ，而信 息如 何管理与如何 制 定决策进行检修 ，则 需要从 全局 考虑 。管理决策作为 一门独 立学 科 ，状 态检 修作为一种先进 的检修 体制 ，是与多方面 的管理工作分 不开的。世界各 国从不 同的管理 目标 出发形成 了不 同的管理系统， 存 考虑市场情况及技术条件 的前提下 ，考虑一种包括 状态检修在 内 的多种策略均衡应用 的检修 管理系统 。引入诊断 专家系统可 以保障 可靠 性和 安全性达到可接受 的水平，并对检修计划及检 修流程 进行 优化 。 ２ 基于物联 网技术 的状态检修 的特点 本文研究 的前提是 在智能 电网框架下 ，基于物 联网的变 电设备 状态 检修，有必要将其与 常规 的状态检修 区分 。已有文献对此进行 了研 究，本节仅做出总结归纳 ，主要有 以下几点： ２ ． １多种先进智能感知设备的支持 在智能电 网框架下 ，提 供了多种全新 的智 能感 知设备，为状态 检修 提供 了全新的信息支持 ， 无论 多么 先进 的分析方 法和判 断能力 ， 没有 更多更准确 的信 息支持 ，都是无法完成 的。对 于位 移、速度、 加 速度、压力、液 面、流量、振动 多种传 统方 法难以测量的状态量 ， 在 新的框架下都能够 实时准确 的测量 。此外 ，智 能高压设备还采用 了 内 部结 构 可视 化 技 术 及 手 段 ，如 可 移 动 探 头 、ｘ 射 线 、红 外 监 测 窗 口等技 术，在不影响 内部绝缘 、密封性能的前提 下，实现 对不同类 型设备采 用不同的检测方法 。 新的感知设备 ，为 数据 的获得和存储提供 了可 能，更为全面系 统的分析提供了支持 。成为 了基于物联网状态检修 的关键 。以二次 设 备，如继 电保护的状态检修 为例 ，传统 的状态检修 ，由于没有感 知设备 的支持， 只能依靠人工巡视和设备 自身 的错误
是 一 种 以设 备 实 时 运 行 状 态为 检 修 依 据 的检 修 方 式 。 状 态检 修 建 立 的基础计算机技 术、检 测技术 、电力技 术、在线诊断技术等 多学科 技 术的融合 ，其核 心是在线监测和分析诊 断技 术。将状 态检修应 用 于 变电设备 ，并结合 智能 电网中的核 心技 术—— 物联 网，便形成 了 基 于物 联 网 的 变 电设 备 状 态检 修 。 对 于 物联 网技 术 ，本 文 不 多做 介 绍 ，其核 心为感知层、网络层 、应用层共计３ 层 参考体 系，本文从此 ３ 层 出发 ，对变 电设备的状 态检修进行研 究，并 以电力 变压 器的状 态 检 修 为 例 进 行 分 析 。
电力科技
探究变电设备状态检修技术
曹长 东
（ 广 州南方电力建设集 团有 限公司 。广东 广州 ５ １ ０ ２ ５ ０）
【 摘 要 】 状态检修 （ Ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｍａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ， 简称为Ｃ Ｂ Ｍ）
传输量大 ，对于 设备 内部 的状 态量，或者不便于直接连接 的信号 ， 还可 以采用无线传输 ，保 证数 据可 以随时传送到主站 。在主站 ，由 于传输来 的数据为数字量 ，因此 可以直接存 储，为 日后的分析和 比 较做好准备 。 ２ ． ３ 更为智 能的专家系统 专家系统在 当前的设备状 态检修 中也有应用 ，但 由于数据量 、 信号源 的限制 ，无法发挥 其应 有的作用 。由专家系统 的特点可知 ， 越多越准确 的信 息，可 以为专 家的准确决策提供帮助 。但更 多的信 息，也为专家系统 的构建提 高了难度 ，为了解决这一 问题 ，采用 了 数据权值的方法 ，即对于不 同的信息 ，使用不 同的比重 ；进行决策 。 ３基 于物联 网技术 的电力变压器 状态检 修实例 ３ ． １变压器状态检修系统 的感知层 变压器 的状态监测及状态检 修系统，除了需要变压器各侧 的电 流 、电压这些基本 的电气信 息外，还 要在变压器的一次侧 、二次侧 和变压器本体放置多种传感器 。需要说 明的是，有些数据 ，如气体 含量和漏油等状态 ，并非仅依靠传感器 就可 获得的，因此需要监测 装置完成 。传感器与监测装置的数据经网络层进入计算机 。 ３ ． ２变压器状态检修系统的网络层 变压器状态检修系 统的网络 层主 要 由光缆、光端机组成 ，采用 分级控制 ，不 同的主站和 主机 处理 不同的信 息，并非单一 的数据传 递。网络层 的存储和提取功能对于变压器这种长 期运 行、状态缓慢 恶化的变 电设备极为重要。 ３ ． ３变压器状态检修系统的应用层 变压器状态检修系统 的应用层 ，实际上是制定变压器检修策略 或为管理人员制定检修策略提供参考 ，考虑 到变压器在电力系统 中 的重要性 ，以及设备本身 的价值极 高，因此 对于变压器的检修极为 慎重，既要保证变压器运行的安全 ，不 发生严重 故障导致 变压器损 坏，又要尽量提高变压器 的利用率 ，减 少因检修 导致 的停 电时间或 负荷损失。 对于传感器和监测装置获得 的信 息，需要分清重要程度和可靠 程度进行评估，并综合决定检修策略 。 对于一次侧和二次侧 的振动传感 器，由于外部接线有可能因为 运行环境等因素导致振动 ，如风吹 、雨 雪等 天气 原因，对 变压器一 次二次引线发生的振动 ，需要结合其他 设备 上的振动 ，如母线、线 路等进行综合判断 ；而对于变压器本体 上的振动传感 器，各种情况 下均不应发生较大 的振动 ，一旦有较大 的振 动或者位 移，应当是因 为剧烈碰撞 、地震 、洪水等极端恶劣情 况导致 的，必定会有大量的 相关传感器发生越限或告警等情况 ，考虑到极端 恶劣情况发生的可 能性极低，故仅有变压器本体发生振动 时，一般判 断为传 感器导致 的错误信号。 对于温度 、湿度等周 围环境相关 的传感器 ，需要多个传感器的 数据进行取值和分析 ，如变压器不 同位置 、不同时间、不同负荷状 况的温度不 同，因此需要灵活调整 ，采 用基 于人工智能的专家分析 系统，参考过往 的温湿度 数据有助 于分析。 漏油、局部放 电等情况一般伴随着气体 的产生 ，油面的变化， 需要监测装置与液面传感器、流量传感器 的数据进 行 比较 ，方可认 为可靠。 ４ 结 语 近年来 ，物联 网技术与智 能电网技术都是有吸引力的课题 ，而 基于物联网技术的变 电设备状态检修则更具挑 战。基 于物 联网技术 的变电设备状态检修 ，其主要研究方面在于 以下几 点：状 态监测技 术的新发展、物联网技术对于状态检修技术性 能的提 高、新型智能 感知设备的研究与利用 ，只有结合这几 点，才 能保证 变电设备的安 全运行，从而保证 电网和电力系统可靠有效地为用户提供 电能。 参考文献 ： … １蓝 少 艺 ． 变 电 设 备 状 态检 修 的 分 析 与探 讨 中 国 电 力 教 育， ２ ０ ０ ８ （ ０ ８ ） ． ２刘凡， 张星海， 贺含峰 ， 吴 晓辉 ， 刘敬 民． 大型 电力变压器状 态评估 与 寿命管理方法应用研究Ⅱ １电气应 用， ２ ０ ０ ９ （ １ ７ ） ． ｆ ３ １ 秦 海峰 ． 变电设备状 态检修 与实施 Ⅱ １ ． 黑龙江科技 信息， ２ ０ １ ２ （ ０ １ ） ．