智能变电站变电运维安全与设备维护的策略分析

王耀锋

（国网陕西省电力公司渭南供电公司，陕西渭南 714000）

随着现代社会对电力需求的不断增长，电力系统的可靠性和安全性成为至关重要的问题。传统的变电站运维和设备维护方法面临着越来越多的挑战，包括设备老化、维修难度增加及对电力系统可靠性和稳定性的更高要求[1]。

智能变电站为电力系统的管理和维护提供了新的机遇。智能变电站以先进的传感器、通信和数据分析技术为基础，实现了设备状态的实时监测、远程操作和自动化决策。这一技术的应用为电力系统运维安全和设备维护带来了全新的思路和方法。通过智能化技术，运维人员能够实时获取设备状态信息，及时响应异常情况，并采取预防性维护措施，从而降低了运维风险，提高了电力系统的可靠性。

1 智能变电站技术与应用

1.1 智能化技术概述

随着信息技术和通信技术的不断发展，智能化技术已深刻地改变了电力行业的运营方式和设备维护方法。智能化技术的核心在于传感器、通信网络和数据分析。传感器广泛布署在电力设备上，能够实时监测电流、电压、温度等参数，同时还包括振动传感器、红外传感器等多种类型，以满足各种设备的监测需求。通信网络则将设备数据传输至中央监控系统，通过云计算等技术，数据能够被快速存储和分析。数据分析是智能化技术的关键，采用机器学习和人工智能算法，可实现对设备状态的实时监测、异常检测和预测性维护[2]。这一技术的应用使电力系统从被动响应转变为主动管理，极大提高了电力系统的可靠性和安全性。

1.2 智能变电站在电力系统中的应用

智能变电站的应用已在电力系统中取得了显著的成果。智能变电站的远程监控和自动化决策大幅提高了运维的效率。通过实时监测设备状态，运维人员可及时发现问题并远程控制设备，减少人工干预的需求。在引入智能变电站后，故障处理时间明显减少。智能化技术对电力设备的健康状态进行了全面监测和分析。例如，智能传感器可实时检测变压器的油温、湿度等参数，通过数据分析，可预测设备的寿命，避免设备因故障而停运，提高电力系统的稳定性。所以使用智能化技术进行设备健康管理，可将设备的平均寿命延长。智能变电站的能源管理功能使电力系统更加高效。通过数据分析和优化算法，智能变电站可调整电力分配，最大程度地降低能源损耗。所以，引入智能变电站后，电力系统的能源损耗有所降低。

2 智能变电站的运维安全策略

2.1 数据分析与预测

数据分析与预测是智能变电站的核心能力之一，通过深度数据挖掘，其可实现对电力设备状态的实时监测和预测。具体而言，数据分析利用传感器收集的大量数据，如电流、电压、温度等参数，通过高级分析和机器学习算法，可检测设备的性能异常，并预测可能发生的故障。这种预测性维护不仅可减少突发故障，还能最大程度地延长设备的寿命，提高电力系统的稳定性。例如，通过实时监测变压器的油温和湿度，数据分析可提前发现变压器可能存在的隐患，从而避免了不必要的停电和维修，减少了维修成本。

数据分析还能够优化电力系统的运行。通过分析电力负荷、电价、能源生产等数据，可制订最佳的电力分配策略，降低能源成本，减少能源浪费。所以引入数据分析的智能变电站能够降低电力系统的能源损耗，显著提高了电力系统的运行效率。

2.2 远程监控与控制

远程监控与控制技术在智能变电站中发挥着关键作用，其实现了对电力设备的实时监测和远程控制，极大地提高了运维的效率和安全性。通过传感器和通信网络，远程监控系统能够实时收集设备数据，并将其传输至中央监控中心，运维人员可通过监控界面随时了解设备的状态和性能。这种实时性的监控使运维人员能够快速响应异常情况，及时采取措施，最大程度地减少设备故障对电力系统的影响。所以引入远程监控与控制技术后，可减少故障处理时间。

远程控制也为电力系统带来了便利。运维人员可远程切换开关、调整电压和电流等，无需亲临现场。这降低了工作人员的人身风险，特别是在危险环境下。此外，远程监控还为电力设备的远程维护提供了可能，即使设备位于偏远地区，也可进行及时地维护和修复，保证电力系统的稳定运行。

2.3 安全风险评估与管理

安全风险评估与管理是智能变电站维护电力系统安全的重要手段。通过综合分析历史数据和实时数据，可评估电力设备的潜在安全风险，并制订相应的管理策略。例如，智能传感器可实时监测设备的温度、湿度和振动等参数，通过数据分析，可识别出可能的故障模式和趋势。运维人员可根据这些信息采取预防性维护措施，提前排除潜在的风险。

安全风险评估还可用于制订应急响应计划。通过模拟不同故障情况，可评估系统的应对能力，为应急事件提供指导，这有助于快速恢复电力系统的正常运行，并减少停电时间。

3 设备维护与可靠性提升策略

3.1 定期维护与预防性维护

定期维护与预防性维护是智能变电站中不可或缺的环节，其深度细节有助于理解其重要性。定期维护涉及按照预定的时间表对设备进行检查和维护，包括清洁、润滑、紧固等常规工作。这些维护工作有助于确保设备处于良好的工作状态，减少了设备因常规磨损而引起的故障概率。然而，预防性维护更进一步，通过数据分析和监测技术，能够提前检测出潜在的问题。例如，智能传感器可连续监测设备的振动和温度，如果出现异常情况，系统将发出警报，运维人员可立即采取措施，预防潜在故障。这种前瞻性的维护方式不仅减少了计划外的停机时间，还最大程度地延长了设备的使用寿命。

3.2 智能化设备诊断与维修

智能化设备诊断与维修技术具有深刻的实用性。这些技术依赖传感器和数据分析，实现了设备的实时监测和故障诊断。一旦传感器检测到设备异常，如不寻常的振动或温度升高，系统将自动发出警报并生成详细的维修建议。运维人员可根据这些建议有针对性地采取行动，而不是采用传统的维修方式，将设备完全停用等待维修，这不仅缩短了维修时间，还减少了设备的二次损坏。这种精确维修方式极大提高了电力系统的可靠性。

3.3 设备寿命延长措施

延长电力设备寿命的措施不仅包括维护和修复，还涉及现代化和技术升级。设备的升级和改造是延长寿命的重要途径。通过替换老化的零部件、采用更耐用的材料和先进的技术，可将设备升级到更高的性能水平，使其具备更长的使用寿命。合理的负载管理对设备寿命的延长至关重要。通过有效控制电流、电压和负荷分布，可减少设备的磨损和疲劳，延长其使用寿命。定期检查和维护设备的绝缘系统也是延长设备寿命的重要步骤，因为绝缘系统的老化和故障可能导致设备损坏。通过这些深度措施，电力设备的使用寿命可有效延长，为电力系统提供更长期的稳定运行。

4 结果与讨论

4.1 运维风险降低与安全性提高

对引入智能变电站前后的数据进行对比分析。表1为引入智能变电站前后设备的数据情况。

表1 引入智能变电站前后设备的数据情况

引入智能变电站技术后，运维风险显著降低，同时安全性大幅提高。从表1中可看出，故障率年均次数减少了50%，这意味着设备发生故障的频率减半。平均维修时间减少了50%，表示在设备出现故障时，维修所需的时间大幅缩短，减少了停电时间。这对于电力系统的可用性和可靠性至关重要。事故损失减少了50%，这意味着由于设备故障引发的损失大幅减少。安全事故数量减少了60%，表明安全性得到显著提高。这些数据不仅体现了引入智能变电站技术的经济效益，还突出了其对电力系统安全性的积极影响。

智能变电站通过实时监测和数据分析，能够迅速检测并响应设备异常情况，提前采取维修措施，降低故障率和维修时间。同时，其还提供了全面的安全风险评估与管理，减少了安全事故的发生。综合这些数据，智能变电站的应用不仅提高了电力系统的可用性和可靠性，还为电力行业带来了显著的经济效益和安全优势。

4.2 设备利用率的改善

为评估智能变电站对设备利用率的改善效果，对引入智能变电站前后的数据进行了对比分析。收集了设备的运行数据、维护记录及停机时间等信息，并使用这些数据计算了设备的利用率，结果见表2。

表2 智能变电站设备利用率改善数据

引入智能变电站技术后，设备利用率显著提高，表2中列出了不同类型设备的利用率改善情况。发电机的利用率提高了10%，这意味着在同样的时间内，发电机能够产生更多的电力，提高了电力系统的发电效率。变压器的利用率提高了7%，这表明变压器在同样的时间内能够更有效地完成电压变换工作，减少了能量损失。开关设备的利用率提高了12%，这意味着开关设备在同样的时间内能够更迅速地切换电路，提高了电力系统的可靠性。输电线路的利用率提高了6%，这表示输电线路能够更有效地传输电力，减少了电能损耗。

这些数据反映了智能变电站技术对电力设备的优化管理和精细控制，使设备能够更有效地运行，提高了电力系统的整体性能。这不仅有助于降低能源成本，还减少了电力浪费，促进了电力行业的可持续发展。

4.3 设备寿命延长的实际效果

引入智能变电站技术显著延长了电力设备的使用寿命，为电力系统带来了实际效益。通过定期维护与预防性维护，设备的正常运行得到有效保障，维护周期更加合理，设备磨损程度显著降低。智能化设备诊断与维修技术能够及时发现设备潜在故障，使得维修工作更加精确和迅速，从而减少了维修时间和维修成本。此外，设备寿命延长措施的实施，如设备升级和改造，提高了设备的抗老化能力，延长了设备的寿命，减少了设备更换的频率。这一系列措施的综合应用，使得电力设备的使用寿命显著延长，从而降低了设备的总体投资成本，提高了电力系统的可靠性和可用性，为电力行业的可持续发展创造了实际效益和长期价值。

5 结束语

通过深入研究智能变电站的关键策略，揭示了其在电力系统运维中的卓越价值。数据分析与预测、远程监控与控制、安全风险评估与管理等策略的应用，显著提高了设备性能、减少了故障风险，并优化了电力系统的维护效率。同时，定期维护与预防性维护、智能化设备诊断与维修、设备寿命延长措施等措施共同延长了设备寿命，降低了维护成本，为电力行业的可持续发展铺平了道路。智能变电站技术不仅提高了电力系统的可用性和可靠性，还为人们迈向更加智能、高效和环保的电力未来奠定了坚实基础。随着技术不断演进，期待智能变电站在电力行业的更广泛应用，以满足不断增长的能源需求，保护环境，实现可持续能源供应。