電力系統(tǒng)安全運行的問題及解決方法

李瑞春

（山西國金電力有限公司 山西省呂梁市 033000）

電力系統(tǒng)的安全運行狀態(tài)直接影響到電力系統(tǒng)的運行以及電廠的生產(chǎn)，這就意味著維護電力系統(tǒng)的安全運行有著十分重要的現(xiàn)實意義，運用合理有效的檢修方法能夠大程度上提高檢修效果，避免或減少電力設(shè)備出現(xiàn)故障現(xiàn)象。不僅如此，在我國經(jīng)濟迅速發(fā)展的背景下，電力公司之間的競爭越加激勵，而電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行能夠在一定程度上給電力公司帶來更大競爭優(yōu)勢，因此，應(yīng)注重針對電力設(shè)備運用中存在的問題以及解決方法進行分析。

1 電力系統(tǒng)檢修的實際意義

1.1 預(yù)防設(shè)備運行故障

對于電力系統(tǒng)的安全運行來說，具體又分為三種運行方式，分別是合環(huán)運行、解環(huán)運行、電網(wǎng)分區(qū)運行。電力系統(tǒng)的合環(huán)運行指的是電力系統(tǒng)的電氣在操作過程中，將斷路器、變壓器、線路進行串構(gòu)而形成的一種閉合性的網(wǎng)絡(luò)運行操作。合環(huán)運行應(yīng)注意兩側(cè)電壓均需要低于30，并且相差角度也應(yīng)低于30 度，還應(yīng)確保220kV、500kV 環(huán)路中其合環(huán)開關(guān)的兩側(cè)電壓應(yīng)在10-20 之間。對于電力系統(tǒng)的解環(huán)運行來說，是指在電氣在操作過程中，將斷路器、變壓器、線路進行串構(gòu)，并以閉合模式進行的一種開斷網(wǎng)絡(luò)運行。若500kV 主通道斷開后，會使220kV 電網(wǎng)的功率形成轉(zhuǎn)移，這種情況下應(yīng)將電磁網(wǎng)解環(huán)，此外，500kV 電網(wǎng)出現(xiàn)N-1 的故障，也需要將電磁網(wǎng)解環(huán)。對于電網(wǎng)分區(qū)運行來說，指的是在按電壓等級進行分層的情況下，以電源及負荷的分布特點，對供電區(qū)進行劃分，并根據(jù)實際情況進行供電區(qū)劃分。

1.2 節(jié)約資金成本的投入

對于電力系統(tǒng)的安全運行來說，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)故障檢測存在著較多的維護弊端。例如，在進行維護檢測的過程中，必須要進行定期檢測，而這種定期檢測通常又十分耗費人力與物力。同時，在進行檢測時，其工作量也十分巨大，并且工作人員自身必須要有較高的職業(yè)素質(zhì)以及技術(shù)能力，這樣才能夠在檢測的過程中，降低錯誤的產(chǎn)生。如果在檢修的過程中，出現(xiàn)任何一個微小的紕漏，那么不僅會影響到設(shè)備的正常運行，更會給電力系統(tǒng)整體的安全性帶來嚴(yán)重的后果，甚至有可能會造成人員的傷亡。對此，在當(dāng)前階段使用智能系統(tǒng)進行設(shè)備的維護檢測和數(shù)據(jù)監(jiān)測，這樣也能夠在進行后續(xù)檢修的過程中，降低失誤發(fā)生的可能性，以此保證在節(jié)約成本的同時，提高其整體運行的安全性。

1.3 保證設(shè)備的安全性

電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)檢修的發(fā)展是電力系統(tǒng)運行的基本保障，這是由于設(shè)備的安全運行是保障設(shè)備良好運行的基礎(chǔ)，同時運行檢修又是其中最為重要的內(nèi)容，因此根據(jù)其設(shè)備整體的運行狀態(tài)而進行檢修，其主要的目的就是保證降低突發(fā)事故發(fā)生的可能性，也可以保證在檢修的過程當(dāng)中，能夠應(yīng)對突然停電的事故進行及時處理，進而滿足供電的基礎(chǔ)需求。并且，開展設(shè)備狀態(tài)的檢測維修與分析項目，其自身開展的目的就是為了保證能夠?qū)崿F(xiàn)通過人工的有效處理，使電氣設(shè)備能夠發(fā)揮出自身應(yīng)有的作用，也就是在設(shè)備運行的過程中，保證自身的安全性與經(jīng)濟性。此外，電力行業(yè)自身具有一定的特殊性，所以在該行業(yè)進行運轉(zhuǎn)的過程中，必須要保障自身的運轉(zhuǎn)完全性，這不單單需要體現(xiàn)在進行施工時要保證其基礎(chǔ)施工的全面性，同時在進行運行的過程當(dāng)中，其設(shè)備的運行也必須要有高效性和安全性，這樣才能夠保證日常供電的可靠性。對此，電力系統(tǒng)二次設(shè)備狀態(tài)維修檢測工作就是顯得尤為重要。

2 電氣的二次設(shè)備檢修技術(shù)形式

（1）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在二次設(shè)備檢修過程中運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)⒍卧O(shè)備中存在較為復(fù)雜的故障準(zhǔn)確的判斷出來，并且還能夠針對故障的嚴(yán)重性進行合理的預(yù)估，判斷二次設(shè)備中可能會產(chǎn)生的故障問題。在實際運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的過程中，通常情況下都會選擇運用BP 網(wǎng)絡(luò)診斷方式，BP 網(wǎng)絡(luò)診斷方式具有非常良好的實用性特點，在運用BP 網(wǎng)絡(luò)診斷方式診斷二次設(shè)備存在的故障過程中，其主要工作原理就是運用傳感設(shè)備來收集電流、噪音以及故障等等一系列的相關(guān)信息，當(dāng)收集過信息之后就可以通過傅里葉變換原理分析以及處理二次設(shè)備的故障信息數(shù)據(jù)，然后將特殊信號頻率峰值錄入到BP 網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，這種情況下就能夠通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將故障的種類傳達出來。因BP 網(wǎng)絡(luò)診斷還具有自主學(xué)習(xí)功能以及聯(lián)想記憶功能、輸入特殊信號功能、映射二次設(shè)備反應(yīng)故障種類功能，所有BP 網(wǎng)絡(luò)診斷能夠?qū)⒍卧O(shè)備中存在的故障準(zhǔn)確快速的判斷出來。

（2）信號轉(zhuǎn)變技術(shù)。簡單來說就是指在進行二次設(shè)備檢修過程中運用數(shù)字轉(zhuǎn)變方式，例如：小波變換法，小波變換法能夠做到調(diào)整電氣信號以二次設(shè)備故障，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)針對二次設(shè)備故障進行具體的分析。在針對二次設(shè)備進行檢修的過程中運用小波轉(zhuǎn)變法一般情況下都會在多尺度環(huán)境下進行，然后在此基礎(chǔ)上檢測二次設(shè)備部分地方突變點，進而能夠得到二次設(shè)備的故障信息。另外小波轉(zhuǎn)變法在正常運用的過程中具有穩(wěn)定性較強以及可靠性較強的特點。

3 電氣的二次設(shè)備檢修方法分析

3.1 收集數(shù)據(jù)，科學(xué)預(yù)測設(shè)備狀態(tài)

（1）收集數(shù)據(jù)。在進行二次設(shè)備檢修的過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)合理有效的運用現(xiàn)代化信息管理技術(shù)，進而針對二次設(shè)備運行狀態(tài)進行全面、詳細、真實的記錄，并且還要在此基礎(chǔ)上定期進行檢測，以此使得實時狀態(tài)監(jiān)測得以加強，進而逐漸形成二次設(shè)備的原始資料。這種情況下在進行二次設(shè)備檢修的過程中，就能夠通過這些資源科學(xué)合理的分析出二次設(shè)備的運行狀態(tài)，進而促使二次設(shè)備檢修具備針對性特點[1]。

（2）在獲得二次設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)之后，就要針對二次設(shè)備實時運行狀態(tài)進行分析，然后將兩者數(shù)據(jù)進行對比，探索兩者之間存在的關(guān)系，在此過程中還要注重分析二次設(shè)備啟動運行以及停止運行的次數(shù)、工作時間等等數(shù)據(jù)，將運行實際情況作為重點分析對象，在此基礎(chǔ)上就能夠針對二次設(shè)備故障進行準(zhǔn)確的判斷，這樣能夠為接下來的檢修工作奠定良好基礎(chǔ)，而選擇科學(xué)合理的檢修方法提供良好數(shù)據(jù)，能夠在一定程度上提高檢修工作質(zhì)量以及檢修工作效率。

3.2 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方法

在進行電氣的二次設(shè)備檢修過程中，需要并且還要注重運用設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方法，使用設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方法能夠有效完成對通信系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、邏輯判斷系統(tǒng)以及交流測量系統(tǒng)進行有效監(jiān)測，與一次設(shè)備檢修不同之處就在于，一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測是設(shè)備元件，而二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測是系統(tǒng)或者是單元。而在二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測過程中，針對于單元進行監(jiān)測時，需要在二次設(shè)備離線的狀態(tài)下才能夠進行監(jiān)測，最終通過監(jiān)測而獲得的數(shù)據(jù)能夠最為二次設(shè)備故障診斷的依據(jù)[2]。在針對二次設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測的過程中往往都會出現(xiàn)各種各樣的問題，例如：在進行設(shè)備回路進行監(jiān)測的過程中，由于很多回路都是由電纜以及繼電路組成，而在針對這種較為復(fù)雜的電路進行監(jiān)測的過程中不僅僅很難能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測，同時相較來說還會消費掉大量的成本，在現(xiàn)如今時代背景下，二次設(shè)備在進行回路監(jiān)測的過程中，是以設(shè)備管理為主，具體而言，需要針對于設(shè)備進行驗收以及管理，然后在此基礎(chǔ)上通過對離線檢修資料進行整理，以及對比分析在線狀態(tài)的數(shù)據(jù)，就能夠完成診斷回路故障。另外，如果在針對二次設(shè)備進行檢測的過程中存在電磁干擾，那么這種情況下就非常容易會導(dǎo)致裝置不正?；蛘呤切盘柺д娴默F(xiàn)象發(fā)生，因此，想要針對二次設(shè)備進行科學(xué)合理有效的檢修，那么在檢修之前一定要注重做好二次設(shè)備所處電磁環(huán)境的監(jiān)測。

3.3 電力系統(tǒng)安全運行的故障檢修

電力系統(tǒng)安全運行的故障大體分為五種，具體來說，每一種都有其相關(guān)的檢測方法及維修技術(shù)。

（1）直流系統(tǒng)接地故障檢修，電子控制器件大都在接地較小的電流系統(tǒng)內(nèi)進行安裝，其作用在于對電路進行自動控制，一旦當(dāng)其變?yōu)榱愕臓顟B(tài)，則說明電力處于均衡的運行狀態(tài)下，而一旦出現(xiàn)低電壓，并且另外兩相電壓又小于線電壓，則說明出現(xiàn)了接地故障。所以，對于變電運行中產(chǎn)生的接地故障來說，在出現(xiàn)故障后，應(yīng)停止直流系統(tǒng)的工作，然后，將直流系統(tǒng)進行分合實驗，通常按照照明、信號及充電回路、戶外及戶內(nèi)合閘回路，直流母線、蓄電池。在進行了接地回路后，應(yīng)進行再次的分合實驗，以此縮小故障范圍。

（2）對于變電安全運行過程中，電容器的故障維修來說，電容器的外殼溫度過快上升會出現(xiàn)運行故障，同時，電容器也會出現(xiàn)漏油的問題，這都會對電力系統(tǒng)的安全運行產(chǎn)生阻礙。一旦電容器出現(xiàn)冒火的現(xiàn)象，應(yīng)將電源迅速切斷，并利用沙子或者干粉滅火器進行滅火，然后在電容器恢復(fù)常溫后，再檢測其外觀，然后遙測其電阻值，如果沒有異常，則可以重新接好保險絲。同時，對于電容器的斷路器、電纜電力進行檢查的過程中，一定發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)技術(shù)進行通電試驗。

（3）繼電器出現(xiàn)問題會導(dǎo)致母線出現(xiàn)故障，包括繼電器拒絕工作，或過級跳閘，這主要是由于工作人員操作失誤造成的，因此應(yīng)提升工作人員的職業(yè)能力。具體來說，對于母線故障來說，應(yīng)對這部分故障進行嚴(yán)格重視，由于母線出現(xiàn)故障會對變電的安全運行造成較大隱患，甚至?xí)拐麄€電力系統(tǒng)癱瘓。對于母線的故障來說，大都是由于操作不當(dāng)引起的。由于母線會受線路產(chǎn)生故障而引發(fā)繼電保護由于拒絕而出跳閘的情況，這時需要對元件的故障進行排查。而且，要對母線的供電進行恢復(fù)，則需要在故障完全消除后。此外，對于重合閘配置失敗的情況，則需要將備用母線進行更換。

（4）避雷針的故障檢修，一旦避雷針出現(xiàn)引線燒毀故障，應(yīng)立刻斷掉電源，然后檢查其是否接地，一旦發(fā)現(xiàn)接地問題，則需要向上級進行匯報。

（5）互感器故障檢測維修，電壓互感器出現(xiàn)外殼冒煙、漏油等情況，都會引發(fā)嚴(yán)重故障。因此，在發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)立即將電源關(guān)閉，對于互感器的二次回路短線問題，需要在短線位置將其進行連接。但如果故障仍舊無法消除，則需要停用互感器后，進行詳細檢查。

3.4 在線監(jiān)測確保電網(wǎng)穩(wěn)定運作

通常來講，電廠生產(chǎn)的電能會通過升變壓電站、降變壓電站、輸電線路、配電線路直接供應(yīng)給用戶，并由此形成了一個龐大的整體。由于目無法進行大規(guī)模的電能存儲，所以需要確保電能產(chǎn)、供、銷的同時進行，因此任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都會造成一系列的連鎖反應(yīng)。因此加強電能在線監(jiān)測具有十分重要的作用，可以確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。首先，對于蓄電池組來說，由于其是后備的電源系統(tǒng)，同時也是直流系統(tǒng)中的最后一道防線，所以應(yīng)確保蓄電池的瞬間大電流提供的能力[3]。其次，對于變電站10kV，35kV，110kV 的斷路器來說，大都采用跳閘、合閘電流較小的彈操機構(gòu)，但是會存在負荷之路的跳閘情況，而蓄電池在任何條件下都可以提供電壓的情況下，可以有效確保瞬間電流的使用。而對于在線監(jiān)測來說，其目的在于對市電中斷后尚可提供電流的時間進行估算，以此對供電系統(tǒng)的不間斷供電進行確保。而蓄電池自動在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以有效確保蓄電池組的在線維護需求。

4 電氣的二次設(shè)備檢修方法建議

電氣的二次檢測與電氣的一次設(shè)備檢測有很大不同，其檢測的對象是一個較為龐大的系統(tǒng)，并且需要對整個系統(tǒng)中的元器件的性能和狀態(tài)進行檢查，首先，需要對操控回路、直流回路、交流輸入進行檢查。其次，需要對PT、CT 的二次回路絕緣性能、直流動力系統(tǒng)、元件、回路進行檢查。最后，需要檢查繼電保護裝置，包括接線檢查、聯(lián)接電纜檢查。筆者建議，電力公司應(yīng)針對于電氣設(shè)備構(gòu)建一個系統(tǒng)性較強的電氣設(shè)備臺賬，電氣設(shè)備臺賬的主要作用包括：電氣設(shè)備的基礎(chǔ)資料、電氣設(shè)備的運行資料、電氣設(shè)備重要性等級、電氣設(shè)備故障資料、電氣設(shè)備的檢修項目資料等等，這種情況下在進行二次設(shè)備檢修的過程中，系統(tǒng)性的電氣設(shè)備臺賬能夠為其提供詳細的參考資料[4]。另外，因為電氣設(shè)備在檢修的過程中需要耗費較長一段時間，需要整理的相關(guān)信息數(shù)據(jù)較多，電氣設(shè)備維修覆蓋面較廣，因此，在進行電氣設(shè)備檢修的過程中，應(yīng)注重運用信息技術(shù)，并結(jié)合信息化的管理方式，進而構(gòu)建成一個信息化的檢修系統(tǒng)，這種情況下能夠?qū)崿F(xiàn)針對設(shè)備的實際情況以及運行情況等等進行實現(xiàn)系統(tǒng)性較強的信息化管理，能夠促使檢修工作順利進行。

5 總結(jié)

總而言之，在我國經(jīng)濟以及科技不斷發(fā)展的背景下，人們對于電力的需求越來越高，同時也促使電力系統(tǒng)獲得更大的進步，而為了能夠滿足人們的電力需求，使得電力系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定的運行，那么就必須要重視電力系統(tǒng)安全運行的檢修工作，積極探索合理有效的設(shè)備檢修方法，提高電力系統(tǒng)檢修工作質(zhì)量以及工作效率，進而促使電力系統(tǒng)運行能夠與電力系統(tǒng)的發(fā)展相互適應(yīng)。