加強(qiáng)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用 做好設(shè)備運(yùn)維檢修支撐

本文討論在運(yùn)維階段主要是通過加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)管理，包括建立標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)范開展檢測(cè)工作、開展?fàn)顟B(tài)檢測(cè)、開展在線監(jiān)測(cè)和帶電檢測(cè)裝置的性能檢測(cè)、加強(qiáng)典型案例的收集，以及建立信息化平臺(tái)提高管理效率，從而達(dá)到提升電網(wǎng)運(yùn)行可靠性及設(shè)備運(yùn)維水平的目的。

加強(qiáng)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用 做好設(shè)備運(yùn)維檢修支撐

中國(guó)電力科學(xué)研究院高電壓研究所 畢建剛、李 鵬/文

一、引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性要求也越來越高，傳統(tǒng)的定期檢修、停電試驗(yàn)越來越不能適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需要。如何提升電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，提高設(shè)備運(yùn)維水平，在運(yùn)維階段主要是通過加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)管理，包括建立標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)范開展檢測(cè)工作，開展?fàn)顟B(tài)檢測(cè)以及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并實(shí)施針對(duì)性檢修，開展在線監(jiān)測(cè)和帶電檢測(cè)裝置的性能檢測(cè)以提高結(jié)果的可行度，加強(qiáng)典型案例的收集以培養(yǎng)現(xiàn)場(chǎng)人員的診斷水平，以及建立信息化平臺(tái)提高管理效率。

二、狀態(tài)檢測(cè)在設(shè)備運(yùn)維檢修中的作用

設(shè)備狀態(tài)管理是設(shè)備運(yùn)維檢修工作的基礎(chǔ)，我國(guó)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維檢修經(jīng)歷了故障后檢修、預(yù)防性定期檢修、基于定期試驗(yàn)的狀態(tài)檢修，目前正在開展基于不停電檢測(cè)的狀態(tài)檢修。

故障后檢修，即在設(shè)備發(fā)生故障或運(yùn)行功能失效后開展應(yīng)急搶修，不考慮設(shè)備狀態(tài)管控、不對(duì)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)。這是在電力工業(yè)發(fā)展早期所采用的一種設(shè)備運(yùn)維方式，對(duì)不太重要的設(shè)備也會(huì)采用這種故障后的檢修方式。

預(yù)防性定期檢修，即根據(jù)預(yù)先計(jì)劃對(duì)設(shè)備進(jìn)行周期性的試驗(yàn)檢修，主要依據(jù)的是《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（1985版、1996版）。這是向前蘇聯(lián)學(xué)習(xí)的設(shè)備檢修管理方式，在我國(guó)電力設(shè)備運(yùn)維檢修中曾長(zhǎng)期采用，到目前已有60多年的歷史，在許多發(fā)電廠設(shè)備的檢修試驗(yàn)中還繼續(xù)采用。這種方式主要采用周期性預(yù)防性試驗(yàn)評(píng)估設(shè)備狀態(tài)，大多1至3年一次。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，進(jìn)而開展缺陷消除、設(shè)備檢修工作。與故障后檢修相比較，其優(yōu)點(diǎn)是可以減少規(guī)律性的設(shè)備故障，尤其對(duì)開關(guān)等磨損性設(shè)備很有效，能將潛在的故障消滅在萌芽狀態(tài)，曾經(jīng)大幅減少了突發(fā)性故障，解決大量的潛伏性故障隱患。其缺點(diǎn)是陪試率過高，經(jīng)濟(jì)性考慮不夠，容易產(chǎn)生檢修過剩和檢修不足。

基于定期試驗(yàn)的狀態(tài)檢修，以周期性停電試驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過設(shè)備狀態(tài)評(píng)估情況來制定科學(xué)的維修計(jì)劃，主要依據(jù)的是《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》（2008版），是近10年來國(guó)內(nèi)大力推廣的試驗(yàn)檢修方式。試驗(yàn)周期上，確定停電試驗(yàn)基準(zhǔn)周期為3年，并可根據(jù)設(shè)備狀態(tài)、地域環(huán)境和網(wǎng)架特點(diǎn)等進(jìn)行提前或延后，但最多不超過5年；試驗(yàn)手段上，引入紅外熱像等成熟的帶電檢測(cè)技術(shù)；評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)上，存在缺陷不是決定設(shè)備檢修的唯一標(biāo)準(zhǔn)，需綜合考慮企業(yè)安全、可靠性、環(huán)境、成本等因素，通過設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，檢修決策等環(huán)節(jié)工作實(shí)施。其優(yōu)點(diǎn)是提高了設(shè)備檢修的針對(duì)性和經(jīng)濟(jì)性，一定程度上減少了陪試情況和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工作量。但由于設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)性有限，不能根據(jù)設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)制定有效的檢修策略；停電試驗(yàn)周期雖有了調(diào)整空間，但每3-5年將所有設(shè)備停電一次，這仍是巨大的設(shè)備運(yùn)維成本，限制了供電可靠性的提高。

基于不停電檢測(cè)的狀態(tài)檢修，強(qiáng)調(diào)帶電檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)試驗(yàn)對(duì)于設(shè)備狀態(tài)檢修的決策作用，主要參考的是《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》（2013版）、《電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用導(dǎo)則》（系列）等。隨著紅外熱像、紫外成像、SF6分解產(chǎn)物、特高頻局放、高頻局放、超聲波局放、機(jī)械特性、光纖繞組測(cè)溫等帶電檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，絕大部分停電試驗(yàn)檢出的設(shè)備缺陷逐漸可由相應(yīng)的帶電檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)手段獲取。近年來，國(guó)網(wǎng)公司也不斷探索和試點(diǎn)基于不停電檢測(cè)技術(shù)的狀態(tài)檢修方式，以不停電檢測(cè)來替代停電試驗(yàn)，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備狀態(tài)，作為狀態(tài)評(píng)價(jià)和檢修決策的依據(jù)，從而最大限度減少設(shè)備停電次數(shù)，提高電網(wǎng)供電可靠性。

分析電力設(shè)備運(yùn)維檢修方式的發(fā)展過程，狀態(tài)檢測(cè)越來越成為設(shè)備檢修決策的主要依據(jù)，試驗(yàn)手段逐漸由簡(jiǎn)單到豐富變化，試驗(yàn)方式逐漸由停電向帶電和在線轉(zhuǎn)變，數(shù)據(jù)分析逐漸由簡(jiǎn)單閾值判斷向復(fù)雜的橫向比較、趨勢(shì)分析、指紋分析、大數(shù)據(jù)分析方向發(fā)展。

三、中國(guó)電科院設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的主要工作及成效

作為國(guó)內(nèi)專門的電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行檢修研究單位，中國(guó)電科院根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)管理工作需要，結(jié)合在設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)方面的既有技術(shù)支撐能力，重點(diǎn)開展了包括狀態(tài)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、狀態(tài)檢測(cè)裝置性能檢測(cè)、狀態(tài)檢測(cè)新技術(shù)研究及應(yīng)用、重要電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)、運(yùn)檢數(shù)據(jù)信息化應(yīng)用、典型檢測(cè)案例收集分析等方面的技術(shù)支撐工作。

1.狀態(tài)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

牽頭編制修訂基礎(chǔ)性的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》（2008版、2010版、2013版）。帶電檢測(cè)方面，構(gòu)建了帶電檢測(cè)配置原則、技術(shù)規(guī)范、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用導(dǎo)則的體系架構(gòu)，共計(jì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)41項(xiàng)，組織和參與編寫其中15項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。在線監(jiān)測(cè)方面，構(gòu)建了包含主站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，輸電、變電、配電、電纜在線裝置技術(shù)規(guī)范及檢驗(yàn)規(guī)范的體系架構(gòu)，共計(jì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)105項(xiàng)，組織和參與編寫其中20余項(xiàng)。檢測(cè)數(shù)據(jù)處理方面，牽頭編制電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（系列），將帶電檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)合理納入設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)。

2..狀態(tài)檢測(cè)新技術(shù)研究及應(yīng)用

近年來，主要開展變壓器繞組光纖測(cè)溫、變壓器抗短路能力校核、變壓器繞組變形在線監(jiān)測(cè)、開關(guān)柜聲表面波測(cè)溫、變壓器局放試驗(yàn)電源系統(tǒng)、SF6絕緣設(shè)備分解產(chǎn)物檢測(cè)、特高壓GIS現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)、電力電纜狀態(tài)綜合診斷、電容器組開關(guān)壽命評(píng)估方法等多項(xiàng)新技術(shù)新裝置的研究和推廣工作。

3.狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置性能檢測(cè)

建成輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，通過國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審，獲得CNAS&CMA資質(zhì)，具備開展油中溶解氣體、電容性設(shè)備絕緣、金屬氧化物避雷器絕緣、變壓器鐵芯接地電流4大類在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)試驗(yàn)?zāi)芰?，具備開展高頻局部放電、特高頻局部放電、超聲波局部放電、暫態(tài)地電壓局部放電、電容型設(shè)備絕緣帶電、紅外熱像儀、SF6紅外成像檢漏儀、油中溶解氣體分析（氣相色譜法）、油中溶解氣體分析（光聲光譜法）、SF6氣體分解產(chǎn)物、SF6氣體檢漏等13類帶電檢測(cè)儀器檢測(cè)試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

組織開展?fàn)顟B(tài)檢測(cè)裝置性能檢測(cè)。編制發(fā)布輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置性能檢測(cè)方案，2014-2015年開展4類在線監(jiān)測(cè)裝置的性能檢測(cè)工作，共承擔(dān)47個(gè)廠家130套變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置、16個(gè)廠家121套輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置的委托試驗(yàn)檢測(cè)。編制并發(fā)布電力設(shè)備帶電檢測(cè)儀器性能檢測(cè)方案，2014-2015年開展了148臺(tái)套紅外成像、特高頻局放、超聲局放等9大類帶電檢測(cè)儀器性能檢測(cè)。此項(xiàng)工作強(qiáng)化了狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的質(zhì)量管理，提高電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的可信度，將為掌握國(guó)內(nèi)在線監(jiān)測(cè)裝置和帶電檢測(cè)儀器整體質(zhì)量情況，有效實(shí)施狀態(tài)檢測(cè)，起到重要作用。

組織開展帶電檢測(cè)裝備檢驗(yàn)比對(duì)能力評(píng)價(jià)。為統(tǒng)一定期試驗(yàn)比對(duì)的試驗(yàn)內(nèi)容和要求，確保統(tǒng)一完善的技術(shù)體系，中國(guó)電科院開展對(duì)國(guó)網(wǎng)公司系統(tǒng)各單位帶電檢測(cè)裝備檢驗(yàn)比對(duì)能力現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)。根據(jù)紅外熱像類、局部放電類、SF6氣體分解物、介損電流類11大類帶電檢測(cè)裝置評(píng)價(jià)工作方案，2015年度完成了16家單位86大項(xiàng)檢測(cè)能力的全部認(rèn)證評(píng)價(jià)工作，首次建立了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的檢測(cè)能力，為下一步開展帶電檢測(cè)裝備定期檢驗(yàn)和比對(duì)、到貨抽檢等技術(shù)管控工作提供了技術(shù)層面的能力支撐。

4.重要電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)

開展特高壓交流變電站專項(xiàng)帶電檢測(cè)。為確保特高壓交流變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，每年安排人員到特高壓變電站現(xiàn)場(chǎng)開展設(shè)備局部放電帶電檢測(cè)工作。共50余名技術(shù)人員利用特高頻局部放電檢測(cè)、超聲波局部放電檢測(cè)、SF6氣體分解產(chǎn)物檢測(cè)等成熟先進(jìn)的帶電檢測(cè)手段，對(duì)特高壓蕪湖、淮南、荊門、安吉、練塘、南陽、長(zhǎng)治變電站的GIS間隔和變壓器設(shè)備進(jìn)行了帶電檢測(cè)。此項(xiàng)工作為及時(shí)掌握運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)提供了有效依據(jù)，為及早發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備事故隱患，確保特高壓GIS設(shè)備狀態(tài)在控和特高壓電網(wǎng)安全運(yùn)行，提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。

參加青海直流換流站和750千伏交流變電站主設(shè)備專項(xiàng)帶電檢測(cè)工作，完成柴達(dá)木換流站、海西開關(guān)站及官亭變電站GIS設(shè)備的局部放電檢測(cè)工作，完成柴達(dá)木換流站GIS設(shè)備SF6氣體組分、濕度、純度檢測(cè)工作。

結(jié)合直流換流站和特高壓交流變電站主設(shè)備專項(xiàng)帶電檢測(cè)工作，完成共25座直流換流站和3座特高壓交流變電站的專項(xiàng)帶電檢測(cè)復(fù)核，為進(jìn)一步提升公司特高壓變電站（換流站）帶電檢測(cè)技術(shù)水平提供了可靠的支撐。

5.運(yùn)檢數(shù)據(jù)的信息化應(yīng)用

開展特高壓交直流設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)體系架構(gòu)和設(shè)備狀態(tài)管控與預(yù)警技術(shù)研究，明確特高壓交流站及換流站設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)接入，建設(shè)基于多源異質(zhì)數(shù)據(jù)輸變電設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)中心及預(yù)警系統(tǒng)，融合狀態(tài)監(jiān)測(cè)、PMS 系統(tǒng)、SCADA 系統(tǒng)、GIS 系統(tǒng)、氣象信息系統(tǒng)等全面信息，實(shí)現(xiàn)特高壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息展示、專題統(tǒng)計(jì)分析、決策支持及其它高級(jí)應(yīng)用。

6.典型檢測(cè)案例的收集分析

組織公司系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)領(lǐng)域技術(shù)專家，收集整理歷年?duì)顟B(tài)檢測(cè)案例751例，編制完成《電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用案例》，作為應(yīng)用狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)的寶貴成果和經(jīng)驗(yàn)。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)，如紅外檢測(cè)、油中溶解氣體分析等檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用仍然比較廣泛，應(yīng)用效果也比較好；一些新興的檢測(cè)技術(shù)，如X射線檢測(cè)、紫外放電檢測(cè)、振蕩波局放檢測(cè)等檢測(cè)技術(shù)也逐步開始應(yīng)用；多方法聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用案例占到了六分之一，應(yīng)用多方法聯(lián)合檢測(cè)能有效提高缺陷的檢出率。

四、下一步重點(diǎn)工作方向

1.深化狀態(tài)檢測(cè)新技術(shù)和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)研究

研究設(shè)備狀態(tài)全方位、高精度的新型傳感測(cè)量技術(shù)。針對(duì)現(xiàn)有狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)在原理方面存在許多難以克服的技術(shù)缺陷，通過加快數(shù)字射線成像、紫外成像檢測(cè)等新型傳感測(cè)量技術(shù)的研發(fā)，加強(qiáng)其他領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)在設(shè)備帶電檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的融合與應(yīng)用，進(jìn)一步提高帶電檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。研究電、磁、光等多技術(shù)融合的檢測(cè)技術(shù)，研究無人機(jī)、機(jī)器人等綜合巡檢技術(shù)。

2.加強(qiáng)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)實(shí)用化研究

積極完善帶電檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，深化帶電檢測(cè)儀器的技術(shù)要求、試驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)規(guī)則，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)周期、試驗(yàn)步驟和結(jié)果分析原則。加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行評(píng)估工作，開展在線測(cè)裝置性能檢測(cè)、數(shù)據(jù)應(yīng)用和現(xiàn)場(chǎng)裝置評(píng)估工作。

3.深入基于“云大物移”技術(shù)的設(shè)備狀態(tài)分析應(yīng)用研究

積極適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”為代表的發(fā)展新形態(tài)，以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)通信等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)PMS、OMS及其他專業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合和跨平臺(tái)接入，建立運(yùn)維數(shù)據(jù)中心及狀態(tài)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行信息、帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)自然災(zāi)害、大負(fù)荷等特殊運(yùn)行工況進(jìn)行預(yù)警，對(duì)存在異常的設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息展示、專題統(tǒng)計(jì)分析和決策支持等。

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