加强状态检测技术应用 做好设备运维检修支撑

本文讨论在运维阶段主要是通过加强设备状态管理，包括建立标准体系规范开展检测工作、开展状态检测、开展在线监测和带电检测装置的性能检测、加强典型案例的收集，以及建立信息化平台提高管理效率，从而达到提升电网运行可靠性及设备运维水平的目的。

加强状态检测技术应用 做好设备运维检修支撑

中国电力科学研究院高电压研究所 毕建刚、李 鹏/文

一、引言

随着我国经济社会发展，对电网设备运行的安全可靠性要求也越来越高，传统的定期检修、停电试验越来越不能适应电网发展的需要。如何提升电网运行可靠性，提高设备运维水平，在运维阶段主要是通过加强设备状态管理，包括建立标准体系规范开展检测工作，开展状态检测以及时发现缺陷并实施针对性检修，开展在线监测和带电检测装置的性能检测以提高结果的可行度，加强典型案例的收集以培养现场人员的诊断水平，以及建立信息化平台提高管理效率。

二、状态检测在设备运维检修中的作用

设备状态管理是设备运维检修工作的基础，我国电网设备运维检修经历了故障后检修、预防性定期检修、基于定期试验的状态检修，目前正在开展基于不停电检测的状态检修。

故障后检修，即在设备发生故障或运行功能失效后开展应急抢修，不考虑设备状态管控、不对设备状态检测。这是在电力工业发展早期所采用的一种设备运维方式，对不太重要的设备也会采用这种故障后的检修方式。

预防性定期检修，即根据预先计划对设备进行周期性的试验检修，主要依据的是《电力设备预防性试验规程》（1985版、1996版）。这是向前苏联学习的设备检修管理方式，在我国电力设备运维检修中曾长期采用，到目前已有60多年的历史，在许多发电厂设备的检修试验中还继续采用。这种方式主要采用周期性预防性试验评估设备状态，大多1至3年一次。通过试验发现设备缺陷，进而开展缺陷消除、设备检修工作。与故障后检修相比较，其优点是可以减少规律性的设备故障，尤其对开关等磨损性设备很有效，能将潜在的故障消灭在萌芽状态，曾经大幅减少了突发性故障，解决大量的潜伏性故障隐患。其缺点是陪试率过高，经济性考虑不够，容易产生检修过剩和检修不足。

基于定期试验的状态检修，以周期性停电试验为基础，通过设备状态评估情况来制定科学的维修计划，主要依据的是《输变电设备状态检修试验规程》（2008版），是近10年来国内大力推广的试验检修方式。试验周期上，确定停电试验基准周期为3年，并可根据设备状态、地域环境和网架特点等进行提前或延后，但最多不超过5年；试验手段上，引入红外热像等成熟的带电检测技术；评判标准上，存在缺陷不是决定设备检修的唯一标准，需综合考虑企业安全、可靠性、环境、成本等因素，通过设备状态评价、风险评估，检修决策等环节工作实施。其优点是提高了设备检修的针对性和经济性，一定程度上减少了陪试情况和现场运维工作量。但由于设备状态实时性有限，不能根据设备实时状态制定有效的检修策略；停电试验周期虽有了调整空间，但每3-5年将所有设备停电一次，这仍是巨大的设备运维成本，限制了供电可靠性的提高。

基于不停电检测的状态检修，强调带电检测和在线监测试验对于设备状态检修的决策作用，主要参考的是《输变电设备状态检修试验规程》（2013版）、《电力设备带电检测技术现场应用导则》（系列）等。随着红外热像、紫外成像、SF6分解产物、特高频局放、高频局放、超声波局放、机械特性、光纤绕组测温等带电检测和在线监测技术的迅速发展和广泛应用，绝大部分停电试验检出的设备缺陷逐渐可由相应的带电检测和在线监测手段获取。近年来，国网公司也不断探索和试点基于不停电检测技术的状态检修方式，以不停电检测来替代停电试验，实时掌握设备状态，作为状态评价和检修决策的依据，从而最大限度减少设备停电次数，提高电网供电可靠性。

分析电力设备运维检修方式的发展过程，状态检测越来越成为设备检修决策的主要依据，试验手段逐渐由简单到丰富变化，试验方式逐渐由停电向带电和在线转变，数据分析逐渐由简单阈值判断向复杂的横向比较、趋势分析、指纹分析、大数据分析方向发展。

三、中国电科院设备状态检测的主要工作及成效

作为国内专门的电网设备运行检修研究单位，中国电科院根据电网设备状态管理工作需要，结合在设备状态检测方面的既有技术支撑能力，重点开展了包括状态检测标准体系建设、状态检测装置性能检测、状态检测新技术研究及应用、重要电网设备现场带电检测、运检数据信息化应用、典型检测案例收集分析等方面的技术支撑工作。

1.状态检测标准体系建设

牵头编制修订基础性的试验标准《输变电设备状态检修试验规程》（2008版、2010版、2013版）。带电检测方面，构建了带电检测配置原则、技术规范、现场应用导则的体系架构，共计企业标准41项，组织和参与编写其中15项标准。在线监测方面，构建了包含主站在线监测系统，输电、变电、配电、电缆在线装置技术规范及检验规范的体系架构，共计企业标准105项，组织和参与编写其中20余项。检测数据处理方面，牵头编制电力行业标准《变电设备状态评价技术导则》（系列），将带电检测、在线监测的试验数据合理纳入设备状态评价。

2..状态检测新技术研究及应用

近年来，主要开展变压器绕组光纤测温、变压器抗短路能力校核、变压器绕组变形在线监测、开关柜声表面波测温、变压器局放试验电源系统、SF6绝缘设备分解产物检测、特高压GIS现场冲击试验、电力电缆状态综合诊断、电容器组开关寿命评估方法等多项新技术新装置的研究和推广工作。

3.状态监测装置性能检测

建成输变电设备状态监测技术实验室，通过国家实验室认可委现场评审，获得CNAS&CMA资质，具备开展油中溶解气体、电容性设备绝缘、金属氧化物避雷器绝缘、变压器铁芯接地电流4大类在线监测装置检测试验能力，具备开展高频局部放电、特高频局部放电、超声波局部放电、暂态地电压局部放电、电容型设备绝缘带电、红外热像仪、SF6红外成像检漏仪、油中溶解气体分析（气相色谱法）、油中溶解气体分析（光声光谱法）、SF6气体分解产物、SF6气体检漏等13类带电检测仪器检测试验能力。

组织开展状态检测装置性能检测。编制发布输变电设备在线监测装置性能检测方案，2014-2015年开展4类在线监测装置的性能检测工作，共承担47个厂家130套变电设备在线监测装置、16个厂家121套输电线路在线监测装置的委托试验检测。编制并发布电力设备带电检测仪器性能检测方案，2014-2015年开展了148台套红外成像、特高频局放、超声局放等9大类带电检测仪器性能检测。此项工作强化了状态监测装置的质量管理，提高电网设备状态检测数据的可信度，将为掌握国内在线监测装置和带电检测仪器整体质量情况，有效实施状态检测，起到重要作用。

组织开展带电检测装备检验比对能力评价。为统一定期试验比对的试验内容和要求，确保统一完善的技术体系，中国电科院开展对国网公司系统各单位带电检测装备检验比对能力现场评价。根据红外热像类、局部放电类、SF6气体分解物、介损电流类11大类带电检测装置评价工作方案，2015年度完成了16家单位86大项检测能力的全部认证评价工作，首次建立了标准统一的检测能力，为下一步开展带电检测装备定期检验和比对、到货抽检等技术管控工作提供了技术层面的能力支撑。

4.重要电网设备现场带电检测

开展特高压交流变电站专项带电检测。为确保特高压交流变电站的安全稳定运行，每年安排人员到特高压变电站现场开展设备局部放电带电检测工作。共50余名技术人员利用特高频局部放电检测、超声波局部放电检测、SF6气体分解产物检测等成熟先进的带电检测手段，对特高压芜湖、淮南、荆门、安吉、练塘、南阳、长治变电站的GIS间隔和变压器设备进行了带电检测。此项工作为及时掌握运行设备状态提供了有效依据，为及早发现和消除设备事故隐患，确保特高压GIS设备状态在控和特高压电网安全运行，提供了有力的数据支撑。

参加青海直流换流站和750千伏交流变电站主设备专项带电检测工作，完成柴达木换流站、海西开关站及官亭变电站GIS设备的局部放电检测工作，完成柴达木换流站GIS设备SF6气体组分、湿度、纯度检测工作。

结合直流换流站和特高压交流变电站主设备专项带电检测工作，完成共25座直流换流站和3座特高压交流变电站的专项带电检测复核，为进一步提升公司特高压变电站（换流站）带电检测技术水平提供了可靠的支撑。

5.运检数据的信息化应用

开展特高压交直流设备状态监测系统体系架构和设备状态管控与预警技术研究，明确特高压交流站及换流站设备状态数据接入，建设基于多源异质数据输变电设备运维数据中心及预警系统，融合状态监测、PMS 系统、SCADA 系统、GIS 系统、气象信息系统等全面信息，实现特高压设备状态监测信息展示、专题统计分析、决策支持及其它高级应用。

6.典型检测案例的收集分析

组织公司系统状态检测领域技术专家，收集整理历年状态检测案例751例，编制完成《电网设备状态检测技术应用案例》，作为应用状态检测技术的宝贵成果和经验。从统计结果看，传统的检测技术，如红外检测、油中溶解气体分析等检测技术应用仍然比较广泛，应用效果也比较好；一些新兴的检测技术，如X射线检测、紫外放电检测、振荡波局放检测等检测技术也逐步开始应用；多方法联合检测技术应用案例占到了六分之一，应用多方法联合检测能有效提高缺陷的检出率。

四、下一步重点工作方向

1.深化状态检测新技术和联合检测技术研究

研究设备状态全方位、高精度的新型传感测量技术。针对现有状态检测技术在原理方面存在许多难以克服的技术缺陷，通过加快数字射线成像、紫外成像检测等新型传感测量技术的研发，加强其他领域内领先技术在设备带电检测与在线监测领域的融合与应用，进一步提高带电检测与在线监测系统的测量稳定性和准确性。研究电、磁、光等多技术融合的检测技术，研究无人机、机器人等综合巡检技术。

2.加强状态检测技术实用化研究

积极完善带电检测标准体系，深化带电检测仪器的技术要求、试验项目和检验规则，规范现场带电检测周期、试验步骤和结果分析原则。加强在线监测装置运行评估工作，开展在线测装置性能检测、数据应用和现场装置评估工作。

3.深入基于“云大物移”技术的设备状态分析应用研究

积极适应“互联网+”为代表的发展新形态，以物联网、云计算、大数据和移动通信等现代网络技术为基础，实现PMS、OMS及其他专业系统数据的融合和跨平台接入，建立运维数据中心及状态预警系统，实现运行信息、带电检测数据、在线监测数据实时更新和实时监测，对自然灾害、大负荷等特殊运行工况进行预警，对存在异常的设备自动进行报警，实现设备状态监测信息展示、专题统计分析和决策支持等。

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