電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)檢修

王琤琪

（國(guó)網(wǎng)北京市電力公司海淀供電公司，北京100086）

電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)檢修

王琤琪

（國(guó)網(wǎng)北京市電力公司海淀供電公司，北京100086）

在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修是保證電氣設(shè)備正常工作的重要技術(shù)，能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控，并且準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障并予以及時(shí)解決。論文對(duì)電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)檢修的發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)單概括，并探討2項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)理論和方法。

電氣設(shè)備；在線監(jiān)測(cè)；狀態(tài)檢修；電力系統(tǒng)

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.020

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的電力事業(yè)取得了很大進(jìn)步，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)逐步完善。電力系統(tǒng)涉及的電氣設(shè)備數(shù)量較多、種類豐富，只有所有電氣設(shè)備處于高效、穩(wěn)定的工作狀態(tài)，電力系統(tǒng)才能安全、可靠地運(yùn)行，因此，加強(qiáng)電氣設(shè)備的維護(hù)和檢修具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)不斷完善和發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為電力系統(tǒng)的調(diào)整和維護(hù)提供可靠依據(jù)，保障供電質(zhì)量。

2 電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)的發(fā)展

2.1 電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)發(fā)展的必要性

目前，電力行業(yè)改變傳統(tǒng)的供銷體系，逐步向電力市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)模式發(fā)展，對(duì)電氣設(shè)備的關(guān)注內(nèi)容也從單一的安全性逐漸向經(jīng)濟(jì)性、安全性、實(shí)用性、科技性等綜合性能轉(zhuǎn)變。在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)不僅能保障電氣設(shè)備的安全性，還可以在一定程度上提高電氣設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、科技性。隨著電力改革的深入和發(fā)展，在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值不斷提高，通過對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，保障電氣設(shè)備的工作效率，進(jìn)而提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，因此，在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)的應(yīng)用和研究是電力改革的必然要求，符合時(shí)代發(fā)展需要。

3.2 電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)發(fā)展的可行性

隨著科技的不斷進(jìn)步，新型設(shè)備的運(yùn)營(yíng)和新技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用為在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修提供了技術(shù)支持和物質(zhì)保障。傳感技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)不斷完善，推動(dòng)了電氣設(shè)備的發(fā)展，例如，紅外線成像技術(shù)在電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，大型變壓器油色分析系統(tǒng)的研發(fā)成功[3]。同時(shí)，配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化、智能化發(fā)展為電力系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修提供了保障，可以通過通信技術(shù)和信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的綜合自動(dòng)化管理?？傊?，從理論和實(shí)踐分析，電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)均具有可行性。

3 電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)分析

3.1 變壓器的在線監(jiān)測(cè)

變壓器是電力系統(tǒng)中的重要變電設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)主要包括以下幾點(diǎn)：（1）絕緣性能的在線監(jiān)測(cè)。絕緣性能是變壓器正常工作的重要保障，而絕緣體的老化較為緩慢，需要從泄露電流量、介質(zhì)消耗量、運(yùn)行電壓、等值電容等方面加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)，根據(jù)相關(guān)電氣參數(shù)建立絕緣性能分析模型，對(duì)變壓器的老化程度和使用壽命進(jìn)行估算；（2）油中氣體的在線監(jiān)測(cè)。在電、光、熱等刺激作用下，變壓器內(nèi)部的油會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從中裂解出氫氣、甲烷、一氧化碳等氣體，可以利用氣相色譜原理對(duì)油氣的成分和濃度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，從而根據(jù)氣體環(huán)境的變化情況，判斷變壓器是否出現(xiàn)過熱性故障或放電性故障[1]；（3）局部放電的在線監(jiān)測(cè)。局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)包括光學(xué)監(jiān)測(cè)、聲學(xué)監(jiān)測(cè)、化學(xué)監(jiān)測(cè)等，以聲學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)為例，主要是通過傳感器感知局部放電生成的暫態(tài)聲音，從而準(zhǔn)確定位局部放電具體位置。

3.2 高壓斷路器的在線監(jiān)測(cè)

高壓斷路器是電力系統(tǒng)進(jìn)行控制操作的開關(guān)設(shè)備，可以有效保障整個(gè)電路的安全性能，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著重要的作用，因此，加強(qiáng)高壓斷路器的在線監(jiān)測(cè)是電力系統(tǒng)控制運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵措施。（1）加強(qiáng)高壓斷路器的機(jī)械性能在線監(jiān)測(cè)。高壓開關(guān)故障的一個(gè)重要原因就是斷路器的機(jī)械性能故障，通過在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)各級(jí)斷路器的震動(dòng)波形峰值大小和時(shí)間差進(jìn)行分析，如果波動(dòng)較大，則說明斷路器出現(xiàn)了故障。（2）加強(qiáng)高壓斷路器觸頭電壽命的在線監(jiān)測(cè)。斷路器在控制電流開斷的過程中會(huì)造成觸頭的電磨損，根據(jù)不同開斷電流狀態(tài)和斷電次數(shù)，建立相應(yīng)的等效磨損曲線，從而對(duì)每臺(tái)斷路器開關(guān)觸頭的磨損情況進(jìn)行總結(jié)和分析，并根據(jù)觸頭累計(jì)磨損量對(duì)其電壽命進(jìn)行準(zhǔn)確判斷[2]。

3.3 避雷針的在線監(jiān)測(cè)

避雷針是電力系統(tǒng)中的保護(hù)設(shè)備，在工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)水受潮或設(shè)備老化問題，因此，需要針對(duì)避雷針的封閉環(huán)境和閥片的損害情況進(jìn)行全電流、阻性電流、功率耗損等方面的在線監(jiān)測(cè)，為避雷針的狀態(tài)檢修提供可靠依據(jù)。全電流在線監(jiān)測(cè)的理論依據(jù)是物理電學(xué)方面的理論和方法，在避雷針的地位和地之間串聯(lián)相關(guān)監(jiān)測(cè)裝置，通過對(duì)串聯(lián)電流變化情況的分析，來(lái)判斷避雷針的工作狀態(tài)是否正常。阻性電流能夠敏感地反映出避雷針閥片的老化和受潮問題，阻性電流在線監(jiān)測(cè)主要針對(duì)避雷針運(yùn)行的工作電件裝置進(jìn)行電阻測(cè)試，從而分析避雷針的老化程度。

4 電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修分析

4.1 狀態(tài)檢修的管理模式

狀態(tài)檢修技術(shù)是在故障診斷技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，并在電氣設(shè)備檢修中得到實(shí)踐和應(yīng)用，為電力企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。狀態(tài)檢修的管理要從全局出發(fā)，不能局限于在線監(jiān)測(cè)，還要優(yōu)化組合各種監(jiān)測(cè)方法，從而有效地減少檢修成本，保障設(shè)備的正常工作。目前，國(guó)內(nèi)外狀態(tài)檢修技術(shù)取得了突破性的研究與應(yīng)用，發(fā)展十分迅速，在狀態(tài)檢修策略制定的過程中，需要將定期監(jiān)測(cè)和故障維修等技術(shù)與在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，從而制定出最佳方案。

4.2 狀態(tài)檢修的基本理論

現(xiàn)階段，狀態(tài)檢修技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用十分廣泛，論文以變壓器為例，對(duì)狀態(tài)檢修的基本理論進(jìn)行說明。在變壓器的運(yùn)行過程中，影響其工作狀態(tài)的主要因素包括溫度、負(fù)荷、絕緣材料等，此外，過電壓次數(shù)、短路次數(shù)、設(shè)計(jì)缺陷等也會(huì)增加狀態(tài)檢修工作的難度，如果檢修現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸條件不佳，還會(huì)延誤檢修時(shí)間。變壓器狀態(tài)檢修需要對(duì)其使用壽命進(jìn)行估算，并且在綜合分析變壓器的運(yùn)行狀態(tài)、歷史信息的基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)。此外，高壓斷路器對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行十分重要，需要加強(qiáng)狀態(tài)檢修，由于開關(guān)動(dòng)作較為分散，開關(guān)電流的大小與電磨損量的線性關(guān)系不明顯，在累積壽命時(shí)就需要進(jìn)行加權(quán)處理。電力設(shè)備在工作中不能長(zhǎng)時(shí)間停役檢修，因此，必須加強(qiáng)日常的監(jiān)測(cè)和診斷，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并予以有效處理。

4.3 狀態(tài)檢修的系統(tǒng)支持

常用的狀態(tài)檢修技術(shù)有定期檢修、在線檢修、巡視檢修等，在實(shí)際的工作中，3種狀態(tài)檢修方式相輔相成。定期檢修是狀態(tài)檢修的基本方式，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決電氣設(shè)備運(yùn)行中的安全問題。隨著設(shè)備投入使用的時(shí)間增加，僅僅依靠定期檢修很難診斷電氣設(shè)備內(nèi)部的輕微隱患，這就需要結(jié)合在線檢修技術(shù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行全面檢修。巡視檢修主要針對(duì)設(shè)備的外觀進(jìn)行檢查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備異常的狀態(tài)，然后再進(jìn)行深入的檢測(cè)和維修。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)都會(huì)受到影響，因此，需要加強(qiáng)電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修，應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)理論和方法，不斷提高電氣設(shè)備的維護(hù)和檢修水平，保證電氣設(shè)備處于高效、穩(wěn)定的工作狀態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)電力系統(tǒng)的完善和發(fā)展。

【1】高全.電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)檢修技術(shù)研究[D].保定：華北電力大學(xué)，2013.

【2】劉富榮.電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)檢修技術(shù)[J].河南科技，2014(24): 26-27.

【3】周鐵.試析電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015(26):123-125.

On-line Monitoring and Condition-based Maintenance of Electrical Equipment

WANG Cheng-qi
(HaidianPowerSupplyCompanyofStateGridBeijingElectricPowerCompany,Beijing 100086,China)

On-line monitoring and condition-based maintenance are important technologies to guarantee the normal work of electrical equipment,whichcancomprehensivelymonitortheoperatingstateofelectricequipment,detectthe malfunctionaccuratelyandsolveit timely. This paper summarizes the development of on-line monitoring and condition-based maintenance of electrical equipment,and discusses the relatedtheoryandmethodofthetwotechnologies.

electricalequipment;on-linemonitoring;condition-basedmaintenance;powersystem

TM755；TM732

A

1007-9467（2016）10-0044-02

2016-08-24

王琤琪（1972～），男，北京人，工程師，從事電力供應(yīng)及用電營(yíng)銷研究。