淺談變電站電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢修

（眉山多能電力建設(shè)有限責(zé)任公司,四川 眉山 620010）

電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢修是高層次的檢修體制，它是從預(yù)防性檢修發(fā)展而來(lái)的,能夠在設(shè)備性能降低到極限之前或設(shè)備故障發(fā)生前有計(jì)劃地進(jìn)行檢修。與傳統(tǒng)的計(jì)劃?rùn)z修相比較，電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢修具有檢修費(fèi)用低、設(shè)備可用率高、保障設(shè)備可靠、安全運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。狀態(tài)評(píng)估包括有檢修工藝流程、檢修周期、檢修內(nèi)容以及預(yù)試數(shù)據(jù)值等。為了確保設(shè)備在正常健康的狀態(tài)下運(yùn)行就必須對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

1 檢修電氣設(shè)備狀態(tài)的必要性

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效率，電力供應(yīng)體制也從當(dāng)初的國(guó)家統(tǒng)一管理逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏ζ髽I(yè)自主經(jīng)營(yíng)體制，這就使電力企業(yè)對(duì)電氣設(shè)備的維護(hù)高效性與變電站的供電穩(wěn)定性方面提出更高的要求。電氣設(shè)備狀態(tài)的檢修在診斷設(shè)備的基礎(chǔ)上，采用準(zhǔn)確的檢測(cè)和方法，創(chuàng)建了相應(yīng)的設(shè)備故障監(jiān)測(cè)模式，對(duì)變電站電氣設(shè)備的各方面運(yùn)行指標(biāo)和情況進(jìn)行測(cè)量和檢查。它為了避免設(shè)備損壞給社會(huì)和人們的生活帶來(lái)?yè)p失，保障電氣設(shè)備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行,使電氣設(shè)備的效率得以提高，保障設(shè)備的正常運(yùn)行，必須要發(fā)揮理想的維修效果、掌握具體設(shè)備運(yùn)行的情況、避免受到干擾，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢查和測(cè)量。長(zhǎng)期以來(lái)，變電站電氣設(shè)備產(chǎn)生故障的原因與設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境、負(fù)荷狀況以及所受承載力的關(guān)系密不可分。供電企業(yè)為保障人們生活、生產(chǎn)用電安全，制定了預(yù)防性試驗(yàn)和定期的維護(hù)管理策略，這些措施雖然在某種程度上確保了操作人員生命安全以及財(cái)產(chǎn)安全，但傳統(tǒng)電氣設(shè)備系統(tǒng)的維護(hù)和檢修需要停電、離線維護(hù)，且消耗時(shí)間長(zhǎng)，所以，不但妨礙了許多企業(yè)工作生產(chǎn)的進(jìn)行，還給人們的生活工作帶來(lái)很多不便，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的損失。定期進(jìn)行電氣設(shè)備檢修不但會(huì)造成財(cái)力、物力、人力的大量浪費(fèi)，導(dǎo)致了檢修過(guò)剩，而且還忽略了變電站設(shè)備的個(gè)體特征，這種到期必修的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢修策略既不合理也不科學(xué)。而且，經(jīng)過(guò)停電檢修合格的設(shè)備也有可能在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生缺陷和故障，最終帶來(lái)事故，由此說(shuō)明這種定期預(yù)防性檢修從本質(zhì)上并不能完全、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備內(nèi)部存在的病源和隱患。要想改善這種狀態(tài)，并解決這些設(shè)備檢修所帶來(lái)的問(wèn)題，就需要運(yùn)用科學(xué)、有效的檢測(cè)手段，開(kāi)創(chuàng)一種以檢驗(yàn)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)為基礎(chǔ)的檢修方法。它可以針對(duì)所需要檢測(cè)的運(yùn)行設(shè)備的使用情況進(jìn)行檢測(cè)、檢修，既節(jié)省了人力、物力、財(cái)力，又體現(xiàn)了安全性與高效性。

2 檢修電氣設(shè)備的注意事項(xiàng)

2.1 詳細(xì)了解和掌握變電所產(chǎn)生故障的規(guī)律

企業(yè)應(yīng)統(tǒng)計(jì)出長(zhǎng)期使用、且大量的電氣設(shè)備的故障模式、故障產(chǎn)生幾率以及設(shè)備的使用歷史等數(shù)據(jù)，研究、分析電氣設(shè)備所產(chǎn)生故障的模式，并針對(duì)其模式采集有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理，改善檢測(cè)手段。通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢修，掌握屬于本變電所的故障出現(xiàn)規(guī)律，就能夠做到有預(yù)見(jiàn)性的預(yù)防故障發(fā)生。

2.2 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢修內(nèi)容

一般情況下，檢修設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)包括了設(shè)備正在運(yùn)行的數(shù)據(jù)、維修情況、設(shè)備歷史的運(yùn)行狀況等。其中，設(shè)備正在運(yùn)行的參數(shù)如預(yù)防性試驗(yàn)的數(shù)據(jù)（以表為例）、設(shè)備在線檢測(cè)的特征量等。應(yīng)依據(jù)在線監(jiān)測(cè)的結(jié)果，結(jié)合以上電氣設(shè)備的考察量，來(lái)對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生的故障進(jìn)行客觀、全面的評(píng)估。

狀態(tài)檢修不僅僅是對(duì)電氣設(shè)備環(huán)節(jié)的單純檢修，其環(huán)節(jié)包括了施工、訂貨、設(shè)計(jì)等一些列的具體過(guò)程。一方面，在運(yùn)行電氣設(shè)備前，應(yīng)盡可能清晰、大量地掌握和了解電氣設(shè)備的信息，例如包括了施工記錄、交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)、各部件的出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)、特殊或型式試驗(yàn)數(shù)據(jù)、銘牌數(shù)據(jù)等等。另一方面，在電氣設(shè)備投入運(yùn)行前，要避免其先天性不足，要確保最初的健康狀態(tài)。狀態(tài)檢修的工作目的是對(duì)檢修的時(shí)機(jī)進(jìn)行確定，它是一種對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢修的決策性技術(shù)。重視統(tǒng)計(jì)分析電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的具體狀態(tài)，要充分考慮到新設(shè)備的運(yùn)行、應(yīng)用等情況、并及時(shí)在內(nèi)容上對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確、完整的修訂工作，達(dá)到健全電氣設(shè)備缺陷類別匯編所建立的目的。在執(zhí)行的過(guò)程中，各專業(yè)部門(mén)要每年進(jìn)行必要的總結(jié)，每月分析一次部門(mén)中存在的缺陷管理工作。盡量采用新的技術(shù)，在熟練、準(zhǔn)確掌握電氣設(shè)備狀態(tài)的基礎(chǔ)上，監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)電氣設(shè)備，對(duì)于現(xiàn)代化的設(shè)備狀態(tài)檢修而言，新技術(shù)的應(yīng)用已成為更有效的監(jiān)測(cè)手段與方法。在對(duì)相應(yīng)的技術(shù)改造項(xiàng)目進(jìn)行批準(zhǔn)時(shí)，必須上報(bào)，以便更好執(zhí)行。在測(cè)試電氣設(shè)備時(shí)，為了確保系統(tǒng)和電氣設(shè)備的安全，更好地分析電氣設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)，應(yīng)使用如變壓器油色譜測(cè)試、紅外熱成像技術(shù)等，充分地利用離線、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和裝置。電氣設(shè)備資產(chǎn)作為生產(chǎn)管理的核心，它涉及到電氣設(shè)備缺陷管理、電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)管理等的計(jì)算機(jī)綜合管理以及電氣設(shè)備檢修管理計(jì)劃、變電運(yùn)行管理定級(jí)管理、送電設(shè)備檢修及運(yùn)行管理等系統(tǒng)。例如：電氣設(shè)備檢修時(shí)間、變壓器受短路沖擊次數(shù)、斷路器切斷短路電流的次數(shù)等等。

表1 變壓器高壓絕緣試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2.3 正確認(rèn)識(shí)變電站電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)

對(duì)于設(shè)備檢修難題要堅(jiān)持不懈地尋找新技術(shù)，要利用任何有助于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)的手段。應(yīng)有效結(jié)合變電站自身的具體情況，研究和推廣例如色譜分析法、紅外檢測(cè)法等先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備。另外，也不要忽略用于定期檢修的監(jiān)測(cè)設(shè)備和有效實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)檢測(cè)和檢修作用的良好發(fā)揮。在線監(jiān)測(cè)是在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)設(shè)備的相關(guān)參量，利用固定安裝的測(cè)試裝置進(jìn)行連續(xù)在線測(cè)量，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)掌握設(shè)備各種狀態(tài)變化情況。一般情況下，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，可以獲取如下信息①設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的響聲、振動(dòng)、異常等人們感官所能了解到的信息；②如運(yùn)行溫度、電壓、電流、功率、頻率、壓力等電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)；③如監(jiān)測(cè)斷路器操作回路的機(jī)械特性、開(kāi)斷能力、完整性等，在線監(jiān)測(cè)氣體絕緣組合電器和斷路器，成為狀態(tài)評(píng)估的關(guān)鍵；④變壓器的在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：鐵芯泄漏電流測(cè)量、油中氣體測(cè)量與分析等，監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，提醒用戶可能導(dǎo)致事故或絕緣老化的狀態(tài)信息。

3 電氣設(shè)備檢修技術(shù)

3.1 狀態(tài)檢修技術(shù)

狀態(tài)檢修并非傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)性規(guī)定，其特點(diǎn)為依靠技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析并進(jìn)行決策。狀態(tài)檢修能夠預(yù)測(cè)電氣設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)的故障，它根據(jù)電氣設(shè)備在出現(xiàn)故障前存在的使用壽命判斷設(shè)備的異常狀態(tài)，它通過(guò)計(jì)算分析和先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)而診斷出設(shè)備的狀態(tài)，再根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行不定期檢修、設(shè)備確定項(xiàng)目的檢修并安排適時(shí)的檢修計(jì)劃。電器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢修主要由判斷電氣設(shè)備的故障、預(yù)測(cè)電氣設(shè)備的狀態(tài)以及檢測(cè)電氣設(shè)備的狀態(tài)等項(xiàng)目構(gòu)成的，它是一個(gè)系統(tǒng)工程。為了能夠提高設(shè)備的可用性和安全性，由定期檢修所導(dǎo)致的設(shè)備失修或過(guò)修的問(wèn)題可以通過(guò)電氣設(shè)備狀態(tài)檢修來(lái)克服。電力變壓器是變電系統(tǒng)運(yùn)行中最容易發(fā)生事故的設(shè)備，也是最重要的設(shè)備。如果變壓器發(fā)生了故障，變壓器與周圍電氣設(shè)備的聯(lián)系被突然切斷的話，其損害程度對(duì)電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是致命的。所以，可以以此作為反映設(shè)備異常的特征量，因?yàn)?，變壓器中油溶解氣體含量和組分在某種程度上可以反映出變壓器出現(xiàn)故障的可能性和變壓器絕緣老化的程度。通常僅僅簡(jiǎn)單維護(hù)必要的部件，而不對(duì)SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備和GIS組合電器等進(jìn)行停電維修。

電氣設(shè)備狀態(tài)評(píng)估由整體評(píng)價(jià)和部件評(píng)價(jià)兩部分構(gòu)成。部件的評(píng)價(jià)例如：將變壓器分為非電量保護(hù)、分接開(kāi)關(guān)、冷卻系統(tǒng)、套管、本體。對(duì)其部件的評(píng)估要對(duì)部件惡化的程度進(jìn)行分級(jí)，狀態(tài)評(píng)估要結(jié)合部件合計(jì)扣分和單項(xiàng)狀態(tài)量的扣分情況來(lái)綜合考慮。設(shè)備的狀態(tài)通常分為嚴(yán)重狀態(tài)、異常狀態(tài)、注意狀態(tài)、正常狀態(tài)。正常狀態(tài)是設(shè)備的各個(gè)狀態(tài)的運(yùn)行工況穩(wěn)定，技術(shù)性能完好，沒(méi)有嚴(yán)重缺陷。注意狀態(tài)是設(shè)備單相的狀態(tài)量有劣化的趨勢(shì)，但是不會(huì)對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定安全運(yùn)營(yíng)造成影響。異常狀態(tài)是單向的狀態(tài)量存在會(huì)影響安全運(yùn)行的缺陷，其明顯變化已經(jīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值。嚴(yán)重狀態(tài)為重要的狀態(tài)量已經(jīng)出現(xiàn)最少一項(xiàng)超標(biāo)，且運(yùn)行工況已經(jīng)不能達(dá)到設(shè)備運(yùn)行條件。運(yùn)行組的初評(píng)、車間的評(píng)價(jià)、工作組的評(píng)價(jià)、專家組的評(píng)價(jià)、領(lǐng)導(dǎo)組的評(píng)價(jià)，以及按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行整體評(píng)估。

通過(guò)分析長(zhǎng)期故障模式得出一個(gè)結(jié)論，電氣設(shè)備檢測(cè)的重點(diǎn)就是變壓器本身以及變壓器有載開(kāi)關(guān)。在對(duì)變壓器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)時(shí)，要注意電氣回路和機(jī)械的完整性測(cè)量、油中氣體的分析與測(cè)量、局部放電測(cè)量、有載開(kāi)關(guān)觸頭磨損等項(xiàng)目。對(duì)變壓器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)能夠監(jiān)控到初始故障形成的過(guò)程。監(jiān)測(cè)變壓器狀態(tài)有絕緣電阻測(cè)試、油中氣體的分析與測(cè)量等方法。運(yùn)行方式不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生故障。例如：某些運(yùn)行方式導(dǎo)致了變壓器過(guò)熱，水分產(chǎn)生了能降低絕緣介質(zhì)液體強(qiáng)度的氣泡，氣泡造成介質(zhì)失效，最終導(dǎo)致事故產(chǎn)生。除了可以采用測(cè)溫儀對(duì)電氣設(shè)備的發(fā)熱狀況進(jìn)行測(cè)溫以外，最好定期使用紅外熱像測(cè)溫，并提出檢修方法，對(duì)診斷出的缺陷進(jìn)行綜合分析。

3.2 診斷電氣設(shè)備故障

電氣設(shè)備的故障類型多樣，可以通過(guò)直接感知和儀器檢測(cè)兩大類對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。直接感知是人們通過(guò)用視覺(jué)觀察、用嗅覺(jué)嗅其氣味、聽(tīng)其響聲、觸摸設(shè)備來(lái)確定設(shè)備故障的部位，看其是否存在變色、振動(dòng)、異常的升溫等。但是，還有很多設(shè)備故障是人們無(wú)法直接感知的，必須借助各類儀表、儀器來(lái)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)速、振幅、溫度、絕緣值、阻抗、頻率、功率、電流、電壓等諸多方面的檢測(cè)后，才能有效確定故障源。例如，可以通過(guò)測(cè)量直流電阻來(lái)確定線路的接地點(diǎn)、短路點(diǎn)，要想判斷設(shè)備絕緣是否受潮，可以通過(guò)對(duì)介質(zhì)損耗、吸收比、絕緣電阻等的測(cè)量來(lái)進(jìn)行故障的判定。用儀器、儀表測(cè)量法對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行測(cè)量時(shí)的方法有：測(cè)量絕緣電阻法、測(cè)量電阻法、測(cè)量電流法、測(cè)量電壓法。故障模式的分析是對(duì)系統(tǒng)中關(guān)鍵的參數(shù)在失效時(shí)出現(xiàn)故障的程序進(jìn)行確定，有效表現(xiàn)出征兆，并對(duì)征兆的原因進(jìn)行分析，以便在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)解決相關(guān)問(wèn)題。準(zhǔn)確診斷電氣設(shè)備故障的方法有很多種，像噪聲診斷、振動(dòng)診斷、射線診斷等等。在電氣設(shè)備故障中，由絕緣性能失效或者降低、溫度上升而導(dǎo)致的故障所占的比例相當(dāng)大。電氣設(shè)備所產(chǎn)生的故障中，絕大多數(shù)都是由絕緣損壞造成的。因此，要重視電氣設(shè)備中的絕緣性保措施。絕緣診斷技術(shù)主要運(yùn)用局部放電法、漏電流法、矢量疊加原理作為依據(jù)，還采用了交流電壓和交流電流作為參數(shù)。電流在通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，會(huì)產(chǎn)生設(shè)備熱量，如果設(shè)備能將所產(chǎn)生的熱量散出，將溫度控制在安全范圍內(nèi)，就能使保持設(shè)備正常運(yùn)行。但是熱量如果超過(guò)極限，則會(huì)導(dǎo)致故障的產(chǎn)生。

4 提高檢修人員素質(zhì)

很多企業(yè)的生產(chǎn)人員技術(shù)水平已經(jīng)跟不上電氣設(shè)備更新改造的要求，檢修人員不能對(duì)新設(shè)備的內(nèi)部故障情況進(jìn)行準(zhǔn)確的分析與判定，很多的新技術(shù)和新設(shè)備維修技術(shù)知識(shí)沒(méi)有被檢修人員了解、掌握，因此，導(dǎo)致設(shè)備的無(wú)法維修。企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)培訓(xùn)與教育，并引入崗位競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，獎(jiǎng)勵(lì)技術(shù)優(yōu)秀人員，采用激勵(lì)的手段對(duì)理論培訓(xùn)和技能兩方面進(jìn)行培訓(xùn)。在一個(gè)企業(yè)中，人才是發(fā)展與生產(chǎn)的根本。電氣設(shè)備狀態(tài)是否能及時(shí)得到維護(hù)與檢修有賴于高素質(zhì)的檢修人員。與計(jì)劃性檢修不同，狀態(tài)檢修要求檢修人員在熟練掌握了專業(yè)知識(shí)后，還需要具備檢修檢測(cè)分析故障技術(shù)與獨(dú)立的判斷能力，要有很強(qiáng)的事故處理能力和高超的檢修技術(shù)。檢修人員真正要做到在檢修、處理設(shè)備故障中，有效確保設(shè)備整體效益和利用率，能把經(jīng)濟(jì)損失降到最低。另外，應(yīng)讓檢修人員和相關(guān)技術(shù)人員參與電氣設(shè)備檢修技術(shù)改造和科學(xué)研究中來(lái)，從一開(kāi)始就有意識(shí)地進(jìn)行技術(shù)人員全員參與、全方位、全過(guò)程的學(xué)習(xí)中，并要善于歸納與總結(jié)，互相尊重各自的建議和意見(jiàn)，這樣，不但能加快新設(shè)備的推廣，有效縮短了從開(kāi)發(fā)到實(shí)用的時(shí)間，提高了新設(shè)備的適應(yīng)性和實(shí)用性，而且還培養(yǎng)出了能夠勝任現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備維護(hù)、操作、檢修的骨干人員，從而真正達(dá)到了培訓(xùn)的目的。

結(jié)語(yǔ)

伴隨變電站高電壓的發(fā)展，電氣設(shè)備產(chǎn)生事故后給人們工作、生活造成的損失巨大，所以確保電氣設(shè)備的安全運(yùn)行也成為越來(lái)越嚴(yán)峻的課題。從本文的分析中了解到，對(duì)與電氣設(shè)備故障而言，單一的參數(shù)或單一的方法是難以對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行安全、可靠的診斷和檢修的。因此，為了保障社會(huì)中從生產(chǎn)到生活的質(zhì)量，使人們放心、安心、穩(wěn)定的用電，就必須在現(xiàn)有電氣設(shè)備檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，尋找更安全、更便捷、更適合的電氣設(shè)備檢測(cè)手段。

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