电气设备状态检修技术探讨

2012-08-15刘齐贵任正清

绿色科技 2012年11期

刘齐贵，任正清

（武汉天河机场，湖北武汉430302）

1 引言

随着社会的发展和人们生活水平的提高，电能对生产与生活越来越重要，因此电力设备一旦发生故障就会给生产和人们的生活带来极大影响，这就给供电可靠性提出了更高的要求。既要提高电力设备正常使用率，降低故障发生率，又要提高检修效率。而目前的电力设备检修方式已经不能满足这些要求，必须采用新的检修技术取代和完善目前的被动检修和预防性检修方式。

2 电气设备检修分析

2.1 被动检修

被动检修也称为事后检修，是一种最初始的检修方式，这种检修方式以设备出现非正常工作状态或损坏为依据，在设备发生故障且无法继续运行的时候才进行检修，这种检修方式往往需要较长时间修复或更换损坏的电气元件和电路。因为故障发生后，往往会造成设备设施的不可修复的损坏，同时检修人员还要根据故障现象分析故障原因及查找故障点，再进行排除故障，这种检修方式的突出缺点就是停电时间较长，供电可靠率低。

2.2 预防性检修

由于被动检修已经不能适应发展对供电可靠性的要求，为了提高供电可靠性，逐渐出现了针对电气设备运行环境及负荷波动情况，设定设备的检修周期的检修方式，这种检修方式就是每隔一段时间或季节交替引起负荷较大变化时，按照预定检修工作内容与程序对设备进行检修，做到“到期必修”，这样就会出现设备运行状态良好，不存在缺陷和问题，都要停下来进行维修。定期检修确实可以在检修过程发现设备存在的故障隐患，减少设备在运行中的故障发生率，起到预防设备带隐患运行的作用，将故障隐患消除在萌芽状态，这种检修方式也称为预防性检修。事实证明：定期检修制度存在维修过剩与维修不足两大缺点，维修过剩使许多运行状态良好，不存在缺陷的设备“主动维修”，造成资源的浪费，降低设备利用率和供电可靠性等，维修不足则会造成该修时因计划安排不当未能及时检修，从而严重威胁设备和人身安全。

2.3 状态检修

随着，新技术、新设备、新检修方法的迅速发展，设备管理水平的不断提高，设备检修方式逐步进入到主动维修、预测维修、预防维修三步骤的模式，其中主动维修是在设备的选型、制造、安装工艺等环节严格监督，确保设备以最佳状态投入运行。状态维修则是利用电子技术、通信技术、计算机技术对设备运行状态进行监测所采用的维修方法（也称预知维修或预测维修），预防维修就是计划维修，设备投入运行后，主要采用预防维修和状态维修相结合的检修方式［1］。

状态检修方式是在计划检修和结合现代监测技术的基础上逐渐发展形成的检修方法，以电气设备当前的实际运行状况为依据，通过各种监测手段获得必要的数据及故障诊断系统，对设备运行中的异常状态加以分析，以确定设备存在故障征兆类型，发生故障部位，故障可能损坏的程度，以及异常状态发展趋势作出判断，科学地制定检修方案。

由于状态检修目前还是刚兴起的一种检修技术，没有现成的模式可以借鉴，在应用过程中，还须建立一套完善的管理及技术保障体系，让状态检修技术更加具有普及性和实用性。

3 设备监测技术方案

（1）电力设备的状态检修需要掌握设备性能、技术参数、运行环境、检修试验数据等，才能根据监测数据作出正确的判断，所以平时就要做好当前设备技术档案的整理及管理工作。

（2）根据设备运行状态及运行环境，结合设备主要参数和设备的历史档案，制定恰当的监测方案，对投入运行时间长，运行环境较差的设备适当增加监测频率，对于运行状态良好的设备则适当减少监测次数。

（3）开展在线监测与带电测试，随着传感技术，通信技术及计算机技术的发展，电力设备的智能化，电气设备的在线监测，已在电力系统得到广泛应用。通过带电测试获得的数据更加真实可靠，对设备的运行情况进行分析更加准确，为实施状态检修提供可靠的数据基础。

（4）开展设备的状态检修，设备监测是状态检修的基础，故障诊断技术则是状态检修的核心，没有设备监测提供的实时数据，就无法通过诊断技术得到准确的判断。所以说状态监测的范围及层次在一定程度上反映状态检修的深度，由于设备故障是由多种因素决定的，但是各种故障发生的频率不同，所以故障诊断技术应从多方面多层次针对重点进行分析，才能做到设备检修有的放矢。

4 变电站状态检修的应用

电力系统中，变电站是变压、输电、配电的集结点，而变电站是由多个电气设备组合构成的供配电设备集合体，因而变电站电气设备的安全稳定运行对供电可靠性至关重要，状态检修则是保障电气设备安全稳定运行的技术手段，而监测技术是实现设备状态检修的基础。随着变电站电气设备的智能化，变电站综合自动化系统应用，逐步为设备状态监测，故障诊断及状态检修提供了硬件与软件支持。

4.1 一次设备状态检修技术

一次设备状态检修技术，实际就是设备状态监测，获取实时数据进行综合分析，确定故障隐患产生原因及位置，实施检修消除故障隐患的过程。由此可见设备的状态监测是实施状态检修的基础，变电站的主要设备的状态监测就显得至关重要，所以变电站一次设备的状态监测主要包括变压器、GIS（高压组合电器）、断路器、高压补偿装置、避雷器监测等。如何确定以上设备各自监测的范围与重点，这就需要分析设备故障产生原因有那些。例如：断路器的故障有许多种，而最主要的是断路器误动与断路器拒动二种故障现象，以断路器拒动为例；断路器拒动的原因有直流电压过高或过低，控制回路元件接触不良或断路，线圈层间短路，操动机构卡滞等。监测的范围就为与原因产生的范围，而监测的重点则应放在控制回路和操动机构上［2］。

4.2 二次设备状态检修技术

变电站二次设备主要包括继电保护装置、测控装置和远动装置等，在运行中二次设备故障时有发生，对一次设备的安全可靠运行造成潜在威胁，随着一次设备状态检修技术的推广，因设备检修导致停电时间将越来越短，因此二次设备的状态检修对变电站设备的安全运行显得尤为重要。

对变电站二次设备的监测与变电站一次设备不同，一次设备是由变压器，断路器等单体设备组成，变电站二次设备则由测量、控制、信号、保护等单元或系统组成，所以变电站二次设备的监测对象是一个单元或一个系统。应根据各个单元或系统特点，确定不同的监测方式，为状态检修提供数据支持。

变电站二次设备中多采用智能元件，变电站二次设备中的电子元件及集成电路极易受到电磁干扰，电磁波对二次设备会造成工作状态异常，保护误动或拒动等，同时也会对监测数据产生干扰，提供错误信息，因此在变电站中要做好干扰源的监测与消除抑制［3］。

4.3 一次设备的状态检修的实现

一次设备状态检修主要利用测量装置、智能元件、数字电路对高低压设备的温度、电压、电流等参数实时采集，并与数据库中的历史数据一起进行比较分析，进而查出设备的异常状态，确定故障隐患产生的原因及在电路中的位置，以及故障隐患的发展趋势，根据诊断结果制定检修内容及步骤，对设备实施检修。

4.4 二次设备的状态检修的实现

对于二次设备状态的监测，由于二次设备大部分采用电子数字电路，则对二次设备状态的监测就容易实现，智能装置本身可以对采集的数据进行监测，并可通过软件编程方式实现在线监测功能。例如：继电保护中不再使用常规变电站连接板（压板），保护的投退用软压板控制，因而实现在线监测是可行的。

变电站基本都采用微机继电保护装置，因为微机继电保护装置本身具有自检功能与诊断功能，各继电保护装置的自检信息均汇集到微机信息中心，经过处理后供运行人员能够实时查询，监控继电保护的运行情况。

4.5 二次设备与一次设备状态检修的关系

二次设备的检修一般应与一次设备检修同时进行，在实际检修时，二次设备检修都必须在一次设备停电时才能进行，因此在制定检修计划时要充分考虑一、二次设备检修时间的统筹安排，尽量减少设备停电次数，缩短检修时间，做好状态检修技术经济分析，既要减少一、二次设备停电造成的经济损失，又要保证一、二次设备安全可靠的工作［4］。

4.6 客观评价状态检修

状态检修实施的结果降低了检修成本，减少了停电次数，通过状态检修减少了大量的停电检修和带电检修的工作量，提高了人身和设备安全，同时提高了供电的可靠性。

但是，状态检修与事故检修和预防性检修一样，检修技术都是与技术水平相联系的，需要技术基础支撑，只有把这个基础夯实，状态检修工作才能得到长久的发展，获得长期效益。

实施状态检修，相应的技术管理需要加强，状态检修需要科学管理来支撑，目前技术管理仍存在一些薄弱环节。例如：技术资料不能提供完整的设备档案记录及运行、检修、试验记录等，历史资料没有得到很好的利用，只能提供有限的信息供检修工作参考。所以状态检修工作复杂而艰巨，需要从技术和管理方面进一步提升，状态检修才能得到发展。