浅谈变电站电气设备运行状态检修

（眉山多能电力建设有限责任公司,四川 眉山 620010）

电气设备运行状态检修是高层次的检修体制，它是从预防性检修发展而来的,能够在设备性能降低到极限之前或设备故障发生前有计划地进行检修。与传统的计划检修相比较，电气设备运行状态检修具有检修费用低、设备可用率高、保障设备可靠、安全运行等优点。状态评估包括有检修工艺流程、检修周期、检修内容以及预试数据值等。为了确保设备在正常健康的状态下运行就必须对其进行状态监测。

1 检修电气设备状态的必要性

随着我国市场经济的快速发展，为创造更好的经济效率，电力供应体制也从当初的国家统一管理逐步转变为电力企业自主经营体制，这就使电力企业对电气设备的维护高效性与变电站的供电稳定性方面提出更高的要求。电气设备状态的检修在诊断设备的基础上，采用准确的检测和方法，创建了相应的设备故障监测模式，对变电站电气设备的各方面运行指标和情况进行测量和检查。它为了避免设备损坏给社会和人们的生活带来损失，保障电气设备的稳定、安全运行,使电气设备的效率得以提高，保障设备的正常运行，必须要发挥理想的维修效果、掌握具体设备运行的情况、避免受到干扰，并结合实际情况对电气设备进行检查和测量。长期以来，变电站电气设备产生故障的原因与设备的运行环境、负荷状况以及所受承载力的关系密不可分。供电企业为保障人们生活、生产用电安全，制定了预防性试验和定期的维护管理策略，这些措施虽然在某种程度上确保了操作人员生命安全以及财产安全，但传统电气设备系统的维护和检修需要停电、离线维护，且消耗时间长，所以，不但妨碍了许多企业工作生产的进行，还给人们的生活工作带来很多不便，最终导致严重的损失。定期进行电气设备检修不但会造成财力、物力、人力的大量浪费，导致了检修过剩，而且还忽略了变电站设备的个体特征，这种到期必修的设备运行状态检修策略既不合理也不科学。而且，经过停电检修合格的设备也有可能在运行的过程中发生缺陷和故障，最终带来事故，由此说明这种定期预防性检修从本质上并不能完全、及时地发现电气设备内部存在的病源和隐患。要想改善这种状态，并解决这些设备检修所带来的问题，就需要运用科学、有效的检测手段，开创一种以检验电气设备运行状态为基础的检修方法。它可以针对所需要检测的运行设备的使用情况进行检测、检修，既节省了人力、物力、财力，又体现了安全性与高效性。

2 检修电气设备的注意事项

2.1 详细了解和掌握变电所产生故障的规律

企业应统计出长期使用、且大量的电气设备的故障模式、故障产生几率以及设备的使用历史等数据，研究、分析电气设备所产生故障的模式，并针对其模式采集有关数据，进行分析处理，改善检测手段。通过对电气设备运行状态的检修，掌握属于本变电所的故障出现规律，就能够做到有预见性的预防故障发生。

2.2 设备运行状态的检修内容

一般情况下，检修设备运行状态包括了设备正在运行的数据、维修情况、设备历史的运行状况等。其中，设备正在运行的参数如预防性试验的数据（以表为例）、设备在线检测的特征量等。应依据在线监测的结果，结合以上电气设备的考察量，来对电气设备产生的故障进行客观、全面的评估。

状态检修不仅仅是对电气设备环节的单纯检修，其环节包括了施工、订货、设计等一些列的具体过程。一方面，在运行电气设备前，应尽可能清晰、大量地掌握和了解电气设备的信息，例如包括了施工记录、交接试验数据、各部件的出厂试验数据、特殊或型式试验数据、铭牌数据等等。另一方面，在电气设备投入运行前，要避免其先天性不足，要确保最初的健康状态。状态检修的工作目的是对检修的时机进行确定，它是一种对电气设备进行检修的决策性技术。重视统计分析电气设备在运行时的具体状态，要充分考虑到新设备的运行、应用等情况、并及时在内容上对其进行准确、完整的修订工作，达到健全电气设备缺陷类别汇编所建立的目的。在执行的过程中，各专业部门要每年进行必要的总结，每月分析一次部门中存在的缺陷管理工作。尽量采用新的技术，在熟练、准确掌握电气设备状态的基础上，监测和试验电气设备，对于现代化的设备状态检修而言，新技术的应用已成为更有效的监测手段与方法。在对相应的技术改造项目进行批准时，必须上报，以便更好执行。在测试电气设备时，为了确保系统和电气设备的安全，更好地分析电气设备当前的状态，应使用如变压器油色谱测试、红外热成像技术等，充分地利用离线、在线监测技术和装置。电气设备资产作为生产管理的核心，它涉及到电气设备缺陷管理、电气设备的绝缘试验管理等的计算机综合管理以及电气设备检修管理计划、变电运行管理定级管理、送电设备检修及运行管理等系统。例如：电气设备检修时间、变压器受短路冲击次数、断路器切断短路电流的次数等等。

表1 变压器高压绝缘试验数据统计

2.3 正确认识变电站电气设备的在线监测

对于设备检修难题要坚持不懈地寻找新技术，要利用任何有助于设备运行状态检测的手段。应有效结合变电站自身的具体情况，研究和推广例如色谱分析法、红外检测法等先进的检测设备。另外，也不要忽略用于定期检修的监测设备和有效实验项目对检测和检修作用的良好发挥。在线监测是在设备运行的过程中，对设备的相关参量，利用固定安装的测试装置进行连续在线测量，通过在线监测，能够及时掌握设备各种状态变化情况。一般情况下，通过在线监测，可以获取如下信息①设备运行过程中的响声、振动、异常等人们感官所能了解到的信息；②如运行温度、电压、电流、功率、频率、压力等电气设备运行参数；③如监测断路器操作回路的机械特性、开断能力、完整性等，在线监测气体绝缘组合电器和断路器，成为状态评估的关键；④变压器的在线监测项目包括：铁芯泄漏电流测量、油中气体测量与分析等，监测变压器的运行状态，提醒用户可能导致事故或绝缘老化的状态信息。

3 电气设备检修技术

3.1 状态检修技术

状态检修并非传统的经验性规定，其特点为依靠技术经济分析并进行决策。状态检修能够预测电气设备可能会出现的故障，它根据电气设备在出现故障前存在的使用寿命判断设备的异常状态，它通过计算分析和先进的状态监测设备进而诊断出设备的状态，再根据设备运行状态进行不定期检修、设备确定项目的检修并安排适时的检修计划。电器设备运行状态的检修主要由判断电气设备的故障、预测电气设备的状态以及检测电气设备的状态等项目构成的，它是一个系统工程。为了能够提高设备的可用性和安全性，由定期检修所导致的设备失修或过修的问题可以通过电气设备状态检修来克服。电力变压器是变电系统运行中最容易发生事故的设备，也是最重要的设备。如果变压器发生了故障，变压器与周围电气设备的联系被突然切断的话，其损害程度对电力系统来说是致命的。所以，可以以此作为反映设备异常的特征量，因为，变压器中油溶解气体含量和组分在某种程度上可以反映出变压器出现故障的可能性和变压器绝缘老化的程度。通常仅仅简单维护必要的部件，而不对SF6开关设备和GIS组合电器等进行停电维修。

电气设备状态评估由整体评价和部件评价两部分构成。部件的评价例如：将变压器分为非电量保护、分接开关、冷却系统、套管、本体。对其部件的评估要对部件恶化的程度进行分级，状态评估要结合部件合计扣分和单项状态量的扣分情况来综合考虑。设备的状态通常分为严重状态、异常状态、注意状态、正常状态。正常状态是设备的各个状态的运行工况稳定，技术性能完好，没有严重缺陷。注意状态是设备单相的状态量有劣化的趋势，但是不会对设备的稳定安全运营造成影响。异常状态是单向的状态量存在会影响安全运行的缺陷，其明显变化已经超过标准限值。严重状态为重要的状态量已经出现最少一项超标，且运行工况已经不能达到设备运行条件。运行组的初评、车间的评价、工作组的评价、专家组的评价、领导组的评价，以及按照国家标准来对设备的状态进行整体评估。

通过分析长期故障模式得出一个结论，电气设备检测的重点就是变压器本身以及变压器有载开关。在对变压器进行在线监测时，要注意电气回路和机械的完整性测量、油中气体的分析与测量、局部放电测量、有载开关触头磨损等项目。对变压器进行在线监测能够监控到初始故障形成的过程。监测变压器状态有绝缘电阻测试、油中气体的分析与测量等方法。运行方式不当也会导致变压器产生故障。例如：某些运行方式导致了变压器过热，水分产生了能降低绝缘介质液体强度的气泡，气泡造成介质失效，最终导致事故产生。除了可以采用测温仪对电气设备的发热状况进行测温以外，最好定期使用红外热像测温，并提出检修方法，对诊断出的缺陷进行综合分析。

3.2 诊断电气设备故障

电气设备的故障类型多样，可以通过直接感知和仪器检测两大类对其进行检测。直接感知是人们通过用视觉观察、用嗅觉嗅其气味、听其响声、触摸设备来确定设备故障的部位，看其是否存在变色、振动、异常的升温等。但是，还有很多设备故障是人们无法直接感知的，必须借助各类仪表、仪器来对电气设备进行转速、振幅、温度、绝缘值、阻抗、频率、功率、电流、电压等诸多方面的检测后，才能有效确定故障源。例如，可以通过测量直流电阻来确定线路的接地点、短路点，要想判断设备绝缘是否受潮，可以通过对介质损耗、吸收比、绝缘电阻等的测量来进行故障的判定。用仪器、仪表测量法对设备故障进行测量时的方法有：测量绝缘电阻法、测量电阻法、测量电流法、测量电压法。故障模式的分析是对系统中关键的参数在失效时出现故障的程序进行确定，有效表现出征兆，并对征兆的原因进行分析，以便在设计产品时解决相关问题。准确诊断电气设备故障的方法有很多种，像噪声诊断、振动诊断、射线诊断等等。在电气设备故障中，由绝缘性能失效或者降低、温度上升而导致的故障所占的比例相当大。电气设备所产生的故障中，绝大多数都是由绝缘损坏造成的。因此，要重视电气设备中的绝缘性保措施。绝缘诊断技术主要运用局部放电法、漏电流法、矢量叠加原理作为依据，还采用了交流电压和交流电流作为参数。电流在通过电气设备时，会产生设备热量，如果设备能将所产生的热量散出，将温度控制在安全范围内，就能使保持设备正常运行。但是热量如果超过极限，则会导致故障的产生。

4 提高检修人员素质

很多企业的生产人员技术水平已经跟不上电气设备更新改造的要求，检修人员不能对新设备的内部故障情况进行准确的分析与判定，很多的新技术和新设备维修技术知识没有被检修人员了解、掌握，因此，导致设备的无法维修。企业应加强相关基础技术培训与教育，并引入岗位竞争机制，奖励技术优秀人员，采用激励的手段对理论培训和技能两方面进行培训。在一个企业中，人才是发展与生产的根本。电气设备状态是否能及时得到维护与检修有赖于高素质的检修人员。与计划性检修不同，状态检修要求检修人员在熟练掌握了专业知识后，还需要具备检修检测分析故障技术与独立的判断能力，要有很强的事故处理能力和高超的检修技术。检修人员真正要做到在检修、处理设备故障中，有效确保设备整体效益和利用率，能把经济损失降到最低。另外，应让检修人员和相关技术人员参与电气设备检修技术改造和科学研究中来，从一开始就有意识地进行技术人员全员参与、全方位、全过程的学习中，并要善于归纳与总结，互相尊重各自的建议和意见，这样，不但能加快新设备的推广，有效缩短了从开发到实用的时间，提高了新设备的适应性和实用性，而且还培养出了能够胜任现场电气设备维护、操作、检修的骨干人员，从而真正达到了培训的目的。

结语

伴随变电站高电压的发展，电气设备产生事故后给人们工作、生活造成的损失巨大，所以确保电气设备的安全运行也成为越来越严峻的课题。从本文的分析中了解到，对与电气设备故障而言，单一的参数或单一的方法是难以对设备故障进行安全、可靠的诊断和检修的。因此，为了保障社会中从生产到生活的质量，使人们放心、安心、稳定的用电，就必须在现有电气设备检测方法的基础上，寻找更安全、更便捷、更适合的电气设备检测手段。

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