電力期刊論文發(fā)表變電設(shè)備狀態(tài)檢修之淺析

　　摘 要：變電設(shè)備的檢修，是保證設(shè)備可靠運(yùn)行、減少設(shè)備事故的有效手段。本文簡要分析變電設(shè)備狀態(tài)檢修的內(nèi)容，論述了設(shè)備檢修的意義，提出了做好設(shè)備狀態(tài)檢修的整體策略，以期指向狀態(tài)檢修工作的開展。

　　關(guān)鍵詞：供電公司,變電設(shè)備,狀態(tài)檢修

　　1、輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的意義

　　結(jié)構(gòu)合理并且經(jīng)濟(jì)效率高的電網(wǎng)也需要可靠性高的設(shè)備來配合，同時還需要先進(jìn)的技術(shù)手段做到及時發(fā)現(xiàn)并處理掉一些由于設(shè)備狀態(tài)劣化對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成的威脅，由此來保證電網(wǎng)的安全性和可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和新設(shè)備的不斷投入應(yīng)用，尤其是以數(shù)字化、信息化和自動化技術(shù)為特點(diǎn)的智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，不僅為電力設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集及管理提供了方便，最主要的是為監(jiān)測其故障機(jī)理進(jìn)行了深入的研究。

　　輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修是資產(chǎn)全壽命周期管理的不可或缺的組成部分。狀態(tài)檢修時設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集及管理等各方面的內(nèi)容是資產(chǎn)全壽命周期管理過程中資產(chǎn)的利用、維護(hù)和改造，再加上(資產(chǎn))電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)及設(shè)備采購的管理也與設(shè)備在使用和維護(hù)期間歷史數(shù)據(jù)、狀態(tài)和健康記錄等的反饋息息相關(guān)。

　　輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修是精益化管理的重要實(shí)踐。精益化管理是指摒棄傳統(tǒng)的粗放式管理模式，把具體并且明確的量化標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用到管理的每個環(huán)節(jié)中，不但要做到少投入、少消耗資源、少花時間，而且要多產(chǎn)出效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)既好又快的綜合研究發(fā)展。精益化管理的中心就是要努力消除生產(chǎn)和管理過程中的無功勞動，以最好的品質(zhì)、最低的成本以及最好的效益對業(yè)務(wù)需求作出最有效的回應(yīng)。

　　2、輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的內(nèi)容概述

　　進(jìn)行狀態(tài)檢修必須研究電氣設(shè)備的故障模式, 設(shè)備狀態(tài)應(yīng)包括: 設(shè)備在線監(jiān)測的特征量、預(yù)防性試驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)、設(shè)備的歷史運(yùn)行狀況和檢修情況, 以及設(shè)備現(xiàn)在的運(yùn)行參數(shù)狀況等。建立在在線監(jiān)測基礎(chǔ)上的故障診斷必須依據(jù)上述設(shè)備狀態(tài), 全面而客觀地進(jìn)行評價。主要檢測的設(shè)備包括電力變壓器、斷路器、容性設(shè)備和GIS 等。

　　2.1 電力變壓器的狀態(tài)監(jiān)測

　　油泥的沉積、紙包導(dǎo)體絕緣材料機(jī)械強(qiáng)度的減弱, 提供機(jī)械支撐的材料的收縮, 以及有載調(diào)壓開關(guān)的錯位等。某些運(yùn)行方式可能導(dǎo)致過熱, 使得溶解于油中的水分變成氣泡, 這些氣泡能夠引起液體絕緣介質(zhì)強(qiáng)度的嚴(yán)重降低, 最終導(dǎo)致介質(zhì)失效事故。當(dāng)然, 在某些情況下, 嚴(yán)重的后果會在瞬間發(fā)生。一般變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測的項(xiàng)目有: 繞組溫度多點(diǎn)測量;鐵心溫度測量;油量、油位、油溫測量;繞組輸入、輸出電壓、電流、有功、無功監(jiān)視;絕緣分解物測定;內(nèi)部局部放電量檢測和位置判斷;冷卻系統(tǒng)檢測。常用的監(jiān)測方法有:

　　①油中氣體分析法：由于設(shè)備內(nèi)部不同的故障會產(chǎn)生不同的氣體, 通過分析油中氣體的成分、含量和相對百分比, 就可達(dá)到設(shè)備絕緣診斷的目的。典型的油中氣體如H2、CO、CH4、、和C2H6、C2H4、C2H2 等常被用作分析的特征氣體。通過監(jiān)測確定特征氣體油, 中溶解氣體分析(DGOA)已被證明對于發(fā)現(xiàn)油浸變壓器內(nèi)部潛伏性故障相當(dāng)有效和可靠。已DGOA 作為檢測變壓器內(nèi)部潛伏性故障的主要試驗(yàn)項(xiàng)目列于DL/T596- 1996 變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目的首位。

　　②局部放電法：常用的局部放電檢測方法有聲學(xué)檢測、光學(xué)檢測、化學(xué)檢測、電氣測量等, 過量的局部放電, 既是設(shè)備絕緣系統(tǒng)老化的征兆, 也是造成絕緣老化的重要機(jī)理。變壓器故障的原因之一是介質(zhì)擊穿, 其起因主要是局部放電(PD)。PD 水平及其增長速率的明顯增加, 能夠指示變壓器內(nèi)部正發(fā)生的變化。由于局部放電能導(dǎo)致絕緣惡化乃至擊穿, 故值得進(jìn)行在線監(jiān)測。最常遇到的PD 源正反映了絕緣中由于某些缺陷狀態(tài)而產(chǎn)生的固體絕緣的空洞、金屬粒子和氣泡。解釋檢測到的(表)PD表現(xiàn)不夠直接, 變壓器的剩余壽命與PD 表現(xiàn)之間的相關(guān)性不存在一般的規(guī)則。從監(jiān)測和診斷的角度, 高于規(guī)定值的PD 檢測只能作為警示作用而一般不能作為設(shè)備失效的依據(jù)。這些現(xiàn)實(shí)情況只說明了所遇到的PD 診斷的許多困難之一?；谀Ｊ阶R別方法的局放數(shù)字化檢測裝置及其三維譜圖顯示很有特色, 但要用于在線連續(xù)監(jiān)測由于現(xiàn)場干擾源的相異性及復(fù)雜性，目前還有相當(dāng)困難。

　?、垲l率響應(yīng)分析法：這是用于檢測變壓器繞組有無變形的有效方法。繞組機(jī)械位移會產(chǎn)生細(xì)微的電感和電容的改變, 而頻響法正是通過細(xì)微的變化來達(dá)到監(jiān)測變壓器繞組狀態(tài)的目的。為了達(dá)到在線檢測繞組變形, 可在線檢測變壓器短路電抗, 測量精確度可以達(dá)到1%。該系統(tǒng)能依據(jù)所測短路阻抗數(shù)值給出繞組變形程度指示,對已有變形的變壓器提出警告, 直至退出運(yùn)行, 為電力變壓器實(shí)行狀態(tài)檢修提供依據(jù), 判據(jù)較明晰, 而且不依賴于實(shí)驗(yàn)者及其經(jīng)驗(yàn)。

　?、鼙蔑L(fēng)扇運(yùn)行檢測：冷卻系統(tǒng)最頻繁的故障模式是泵與風(fēng)扇的故障。連續(xù)在線分析泵與風(fēng)扇的狀況, 以決定當(dāng)它們是否在設(shè)定的運(yùn)行狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。這可以通過測量流過泵和風(fēng)扇的電流及測量與其相關(guān)的控制冷卻系統(tǒng)的溫度來實(shí)現(xiàn);也可以通過測量泵風(fēng)/ 扇的電流和上層油溫來實(shí)現(xiàn)。考慮到金屬粒子可能是潛在的介質(zhì)殺手, 安裝監(jiān)測軸承磨損的傳感器是有現(xiàn)實(shí)意義, 這種超聲傳感器被嵌入泵軸承中, 測量軸承長度可以確定是否出現(xiàn)了金屬磨損。目前還必須離線測量。連續(xù)在線分析必須考慮: 控制冷卻系統(tǒng)的溫度可能與通過診斷系統(tǒng)測得的溫度不同;為冷卻系統(tǒng)工作的各階段而建立的初始監(jiān)測參數(shù), 決定于變壓器的原始設(shè)計(jì)。

　　2.2 容性設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測

　　微弱信號的采集: 末屏電流非常微弱, 例如, 110kV 以上的電流互感器的末屏接地電流約為10～20mA;110～500kV 的MOA 的全電流也僅為1～2mA。傳感器的采用應(yīng)具體情況具體分析。由于所取信號微弱, 考慮到現(xiàn)場電磁場干擾及信號傳輔時的衰減, 最好的解決方案是采用數(shù)字化傳輸。MOA 監(jiān)測結(jié)果分析幾年來的研究發(fā)現(xiàn)這種分析接地線中電流的方法存在相間干擾和系統(tǒng)諧波電壓的影響。目前在線監(jiān)測普遍采用抵消容性電流分量法。由于MOA 的電容小, 容易被相間和其他母線等電場干擾而影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而且, 該方法只能補(bǔ)償基波電流, 不能抑制系統(tǒng)諧波的影響。三次諧波法由十電網(wǎng)中的諧波比較大日不穩(wěn)定, 而使得測量誤差較大。解決的方法:①對測到的阻性電流縱向比較, 同時也可橫向比較;②可在測量裝置中采用硬件補(bǔ)償, 同時采用軟件補(bǔ)償。

　　2.3 GIS 的狀態(tài)監(jiān)測

　　①氣體的監(jiān)測：SF6 氣體的監(jiān)測集中在氣體壓力、泄漏、濕度、色譜分析等方面。由于SF6 在局部放電和火花作用下會產(chǎn)生分解物, 所以通過比較SF6 的離子遷移率頻譜與純SF6 氣體的參考頻譜變化, 使檢查SF6 的特性改變成為可能。

　?、赟F6 開關(guān)電壽命的監(jiān)測：開斷電流加權(quán)值監(jiān)測, 測量開關(guān)的主電流波形、觸頭何時開斷電流值和時間(用錄波器或監(jiān)視器記錄), 經(jīng)過數(shù)據(jù)處理計(jì)算開斷電流加權(quán)值, 可間接監(jiān)測開關(guān)的電壽命。靜、動態(tài)電阻監(jiān)測, SF6 開關(guān)有主觸頭和弧觸頭, 滅弧主要靠弧觸頭。通過測量靜、動態(tài)電阻, 可預(yù)測回路接觸及主觸頭、弧觸頭的磨損情況, 從而判斷開關(guān)的電壽命。

　　3、做好輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的對策

　　3.1 充分注重并加強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行和預(yù)防性的試驗(yàn)，正確并完整地收集和有效的管理，作出對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的及時并精準(zhǔn)的考核機(jī)制。加強(qiáng)設(shè)備故障的檢修判斷，狀態(tài)檢修的最重要部分是設(shè)備故障的有效診斷、剩余壽命的準(zhǔn)確評估、風(fēng)險的正確評價以及相關(guān)知識的認(rèn)識情況。其真正的目的不只是對設(shè)備潛在故障提前預(yù)知，根本目的是找到故障所在的地方和機(jī)理。

　　3.2 要強(qiáng)化設(shè)備分析及其技術(shù)監(jiān)督的重要性，提高決策水準(zhǔn)。要同步加大各專業(yè)狀態(tài)檢修工作。加強(qiáng)科技投入，強(qiáng)化狀態(tài)監(jiān)測的手段。要根據(jù)調(diào)研，了解在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀，開展針對性研究，形成帶電監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)與統(tǒng)籌，規(guī)范在線和離線技術(shù)設(shè)備。

　　4、結(jié)束語

　　電網(wǎng)的設(shè)備要實(shí)現(xiàn)安全可靠運(yùn)行，要保持良好的健康狀態(tài)和設(shè)備完好率，才能達(dá)到電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)和供電可靠。狀態(tài)檢修是根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)而進(jìn)行的預(yù)防性作業(yè)。在電網(wǎng)發(fā)展日益龐大，用戶對可靠性的要求越來越高的今天，狀態(tài)檢修更加顯現(xiàn)出不可替代的作用。所以，完善設(shè)備狀態(tài)檢修工作是一個持續(xù)改進(jìn)、努力超越、追求卓越的不斷發(fā)展的過程，需要工作人員在工作中不斷的共同努力來完成。

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