变电设备运维及检修一体化的管控研究

2023-08-21广东电网有限责任公司中山供电局汤宇奇

电力设备管理 2023年13期

广东电网有限责任公司中山供电局汤宇奇

1 引言

传统的变电设备运维和检修管理往往是分开进行的，缺乏整体协调和统一管控，容易出现信息不对称、资源浪费、效率低下等问题。而变电设备运维及检修一体化的管理模式，能够将运维和检修的工作融为一体，实现信息共享和资源优化配置，提高管理效率和运行安全。因此，研究变电设备运维及检修一体化的管控问题，对于提高电网的安全性、稳定性和经济性具有重要意义。

2 变电设备运维及检修一体化管理概念

变电设备运维及检修一体化管理是指将传统的变电设备运维和检修管理模式整合为一个统一的管理体系，通过整合管理的方式，实现对变电设备的全生命周期管理，从而提高运维效率、降低管理成本、提高设备可靠性和安全性。

3 变电设备运维及检修一体化的管控框架

3.1 变电设备运维及检修一体化的组织架构和管理体系

为了实现变电设备运维和检修一体化的目标和要求，需要建立相应的组织架构和管理体系。

3.1.1 组织架构

设备运维管理部门：负责变电设备的日常运行管理，包括设备状态监测、保养维护、故障处理等工作。

设备检修管理部门：负责变电设备的定期检修、大修和改造升级等工作。

技术支持部门：负责设备运行和检修中的技术支持，包括技术标准、工艺规程、培训等方面的管理工作。

信息化管理部门：负责设备管理信息化系统的建设和运行，包括设备监测系统、故障诊断系统、信息化支持等方面的工作。

资源管理部门：负责人员、设备和物资等资源的管理和配置工作，确保资源的充分利用和合理配置。

3.1.2 管理体系

建立完善的工作流程和标准，明确各部门和岗位的职责和工作要求，确保工作的有序进行和质量可控。

建立设备管理信息化系统，实现设备运行和检修的信息化支持，提高工作效率和质量。

建立专业化的技术支持和培训体系，提高工作人员的技术水平和知识储备。

建立定期绩效评估机制，对各部门和岗位进行评估考核。

3.2 变电设备运维及检修一体化的信息化平台建设

变电设备运维及检修一体化的信息化平台是实现设备管理、运维管理和检修管理一体化的关键。而信息化平台建设的关键是构建完整的数据采集、处理、存储、分析和应用的系统架构，确保实时、准确、完整的数据获取和处理，为决策提供支持[1]。变电设备运维及检修一体化的信息化平台系统构成如图1所示。

图1 变电设备运维及检修一体化信息化平台系统

3.2.1 数据采集系统

建立变电设备的数据采集系统，包括监测仪器和传感器，通过网络将设备的实时运行数据上传至信息化平台，实现对设备运行状态的实时监测和分析。

3.2.2 运维管理系统

运维管理系统应包括设备资料管理、巡检管理、保养管理、维修管理等模块。通过这些模块可以实现设备的全生命周期管理，提高设备的可靠性和稳定性。

3.2.3 检修管理系统

检修管理系统应包括检修计划编制、检修任务管理、检修记录管理、检修统计分析等模块。通过这些模块可以实现对设备检修的全过程管理，提高设备的可维护性和可靠性。

3.2.4 综合分析系统

综合分析系统应包括设备状态评估、故障分析、预警提醒等模块。通过这些模块可以对设备的运行状态进行全面评估，发现设备存在的问题，并提出合理的解决方案。

3.2.5 决策支持系统

决策支持系统应包括数据可视化、报表分析、知识库等模块。通过这些模块可以为管理人员提供全面的数据分析和决策支持，使管理人员能够作出科学的管理决策。

4 变电设备运维及检修一体化的关键技术与应用

4.1 变电设备在线监测与故障诊断技术

变电设备在线监测与故障诊断技术是实现变电设备运维及检修一体化的关键技术之一。其主要应用于变电站的高压设备，如变压器、断路器、隔离开关等，以实时监测设备的运行状态、异常情况及故障信息，为设备的维护保养和故障处理提供依据。

变电设备在线监测技术的核心是传感器技术，包括温度、湿度、振动、电流、电压、电容、电感等传感器。通过这些传感器，可以实时监测设备的运行状态，如温度、振动、电流等参数的变化，从而判断设备是否存在异常情况。

故障诊断技术则是通过对设备异常情况的分析，确定故障原因和位置。常用的故障诊断技术包括红外热像技术、超声波检测技术、电气参数分析技术、振动分析技术等。这些技术可以帮助工程师快速、准确地诊断设备的故障，以便及时采取维修措施，提高设备的可靠性和安全性[2]。

4.2 变电设备运行状态评估与优化技术

变电设备运行状态评估与优化技术是变电设备运维及检修一体化的另一个重要技术领域。其主要应用于变电站的高压设备，以分析设备的运行状态、性能指标和故障数据，为设备的运行优化和维护提供依据。

变电设备运行状态评估主要包括设备参数监测、故障诊断和设备性能评估三个方面。设备参数监测通过实时监测设备的参数，如电流、电压、温度等，判断设备是否存在异常情况。故障诊断则是通过对设备异常情况的分析，确定故障原因和位置。设备性能评估则是通过对设备的运行状态和性能进行综合评估，提供设备的优化方案。

变电设备优化技术主要包括设备维护管理、设备故障诊断和设备优化改造三个方面。设备维护管理主要包括对设备的日常维护和保养，如清洗、润滑、紧固等，以保证设备的正常运行。设备故障诊断则是通过对设备故障的分析和诊断，提供设备维修和更换方案。设备优化改造则是通过对设备的性能和结构进行改造，提高设备的运行效率和可靠性。

4.3 变电设备维护保养技术

变电设备的维护保养技术是确保变电设备正常运行和延长使用寿命的关键。常见的变电设备维护保养技术如下。

定期检查变电设备：定期检查变电设备是确保设备正常运行和检测任何问题的最佳方法。检查应包括绝缘、接线和机械部件的磨损情况。

清洁变电设备：变电设备应定期进行清洁以防止积尘和灰尘对设备的损害。清洁应包括设备表面和内部。

管理变电设备的环境条件：变电设备应在适宜的环境条件下运行。管理环境条件可以通过控制温度、湿度和通风来实现。

进行维护和修理：如果发现变电设备有任何问题，应及时进行维护和修理。维护和修理可能包括更换损坏的部件、重新调整设备以保持正常运行等。

保护设备免受电击：操作变电设备时必须使用适当的工具和装备，并遵循正确的安全程序，以保护自己免受电击。

建立有效的记录和文档：建立详细的记录和文档，以追踪变电设备的维护和维修历史，并保持设备的完整性和可追溯性。

4.4 变电设备检修作业技术

变电设备检修作业技术需要遵循一系列标准和程序，以确保作业的安全性和可靠性。常见的变电设备检修作业技术主要有以下几方面。

安全检查：在进行任何检修作业之前，必须进行安全检查。这包括检查设备是否停电、工具是否正常、安全设施是否完好等。

清洁检查：在检修作业之前，应对设备进行彻底清洁。这可以防止灰尘和污垢对设备造成损害，并为检修作业提供清洁的工作环境。

测量和检测：在检修作业期间，需要使用各种测量工具来测试设备的性能和状态。这包括使用万用表、示波器、热像仪等设备来测量电压、电流、温度等参数。

拆卸和清理：如果需要更换或维修设备部件，必须先将其拆卸。在拆卸之前，需要确保设备已停电，并采取必要的安全措施。拆卸后，需要对设备进行清洁，并检查是否有任何损坏或磨损。

更换和维修：在拆卸和清理后，可以进行更换和维修工作。这包括更换损坏的部件、重新安装设备、进行校准和调试等。

测试和验收：在完成更换和维修工作后，需要进行测试和验收。这可以确保设备已正确安装并可以正常运行。

记录和汇报：在进行任何检修作业之后，必须记录所有步骤和结果，并向管理层汇报。这有助于跟踪设备的维护历史，并提供有关设备运行情况的信息。

5 变电设备运维及检修一体化的应用案例分析

本案例为110kV 某变电站#1主变10kV 开关5501的运维及检修一体化应用案例，涉及变电设备的检修和维护，以及对现场故障进行定位和解决。

5.1 现场故障定位和解决

首先，检修人员对现场故障进行了定位，从二次回路无异常和回路电阻测试结果分析，初步怀疑5501开关合闸弹簧存在老化疲劳，弹簧力不足，导致合闸后分合闸主轴未完全到位，不能正常带动储能位置行程开关压片动作，行程开关接点未能复位接通，导致合闸后无法启动电机储能。这一怀疑得到了后续多次分合的检查结果的验证，检修人员及厂家一致同意此机构合闸弹簧在一次满能量的状态下，其弹簧力所提供的合闸功并不足以让开关完全合闸到位，合闸弹簧需进行更换。在更换合闸弹簧后，检修人员再次检查多次分合操作，机构特性试验及回路电阻试验数据合格，储能及分合闸功能恢复正常[3]。

5.2 运维及检修一体化的应用

在该案例中，运维和检修人员协同作业，运维人员首先到达现场进行初步检查，并注意到开关合闸后，机构储能指示未能完全指示到位，同时，开关合闸指示也未完全到位，然后检修人员到现场对5501开关机构进行检查，就地手动分合开关，并且注意到了分合闸主轴缓慢提升的现象。最终，运维人员向调度申请将热备用状态的#2主变10kV 开关552B 转移至5501开关柜，暂时运行。而检修人员和厂家技术人员一起对原5501开关进行进一步检查，并最终确定了合闸弹簧需进行更换。在更换后，运维人员再次检查多次分合操作，机构特性试验及回路电阻试验数据合格，储能及分合闸功能恢复正常[4]。

由此可见，该案例中涉及运维人员的检修操作技术、二次人员和厂家技术人员的合作，能够更好解决变电设备故障，保证设备的正常运行。