电压互感器一次设备检修状态识别逻辑研究

        摘要：近年来由于电气设备外部热故障和内部热故障的存在，因此，电力系统大大加强了对电网设备状态的检修力度和检修范围。电力系统以状态维护、检修的技术标准、管理规范和工作标准等作为检修工作的基础，同时开展了以专家团队、测试设备和信息平台系统的保护状态维护等工作，这些工作的开展在检修中起到了很大的作用。建设期间明确各部门职责、确定各时间节点有利于推动状态检修工作的实施。         关键词：变电运行；电力系统；变电一次设备；状态检修         1 变电一次设备状态检修的基本思想及具体步骤          1.1 变电一次设备状态检修的基本思想          变电一次设备状态检修是基于设备的实际寿命来对设备的运行状况进行判定，其过程为：         首先，通过先进的分析诊断以及状态检测技术获取设备的运行状态信息，其次，结合具体设备的出产信息对其故障状况进行预测，最后，根据预测结果来制定科学合理的检修计划，具体包括确定性的设备检修项目和不定期性检修项目。变电设备的状态检修通过预测设备的故障情况，能够避免不必要的事故，可以大大提高一次设备的可用性以及安全性。         1.2 变电设备状态检修的具体步骤          1.2.1 确定状态检修模型参数。变电一次设备状态检修通常采用非齐次泊松模型，将采集到的设备运行状态数据以及其历史维修等信息通过运算得到各个参数。非齐次泊松模型是一种高效的状态检修模型，其优点也包括能够综合各种可靠性约束。         1.2.2 在线采集待检设备的状态数据，包括待检设备的历史维修记录、当前运行参数状况、预防性试验的试验数据以及在线检测设备的特征值。         1.2.3 将第二步采集到的实时数据进行分析和预测，判定设备是否存在故障：如果有故障，转至下一步；如果不存在故障，转入第二步操作。         1.2.4 将第三步预测得到的设备故障情况以及设备的历史信息和这些故障可能引起的损失等数据带入变电一次设备状态检修模型中，如果计算结果得到设备的最优检修停止时间为零，设备不检修，转至第一步操作；如果设备的最优检修停止时间大于零，转至第三步操作。         1.2.5 进行待检设备的状态检修操作，同时结合第四步得到的设备最优停止时间制定具体设备的检修时间。         2 变电一次设备状态检修的主要技术分析         2.1 状态监测          变电一次设备的状态检测包括三种方式，依次为定期解体点检测和离线检测、在线检测。其中，定期解体点检测主要针对处于停运期间以及低估消耗和维修期的设备进行，根据待检设备的出产信息以及作业标准和检修工艺来判断设备某些部件发生劣化或者损坏的可能性。离线检测需要借助油质分析仪和红外成像仪、振动检测仪以及超声波型检漏仪等仪器设备，通过对待检设备进行定期或者不定期额分解操作来判定设备的子部件运行状态信息。在线检测的过程涉及信息收集系统、信息管理系统、数字化调节器以及分布式控制系统的联合运作，进行在线实时的信息检测操作。变电一次设备需要根据其不同种类和特点选择一种或多种适合自身的检测手段，实现高效、稳定可靠的状态检测过程，具体选择过程需参考的因素有设备的等级以及其工作特性。         2.2 故障诊断          变电一次设备的故障诊断可采取的诊断方法包括噪声诊断、振动诊断以及专家系统、射线诊断和污染诊断等，目前广泛应用于实际现场的主要为专家系统以及振动诊断。专家系统故障诊断方法可以分为两种，一种是基于神经网络的智能诊断，另一种是基于信息的诊断系统。其中，基于神经网络的诊断方法又包括基于分形理论和神经网络的分形神经网络诊断、基于模糊理论和神经网络的模糊神经网络诊断以及集成化的网络神经系统诊断等。         振动诊断作为一次设备故障诊断的一种，广泛应用于设备诊断技术领域中。通过对速度和位移、加速度以及频谱和相位、幅值等振动信息的综合处理和分析识别，可以判断出待检设备的运行健康状况。实际情况下，一次变电设备 60% 左右的故障都是通过振动诊断判别出来的。         2.3 状态预测          变电一次设备的状态预测是在一定的预测模型基础上进行的，这些模型包括基于基于 BP 神经网络以及基于灰色系统理论的状态预测。设备状态预测实质是对其状态特征向量的预测，通过根据实际情况设定合理的警报阈值，可以对变电一次设备的状态进行实时在线预测。相比基于 BP 神经网络的状态预测，基于灰色理论的预测方式具有预测效果理想，特性适用于短期预测而显得非常重要。灰色理论预测模型可分为两类，一类是基于灰色理论的动态预测模型，另一类是基于信息状态预测的残差分辨模型。对于经常转动的轴承，其机械磨损一般都符合浴盆曲线，通常对于这一类设备可以通过灰色系统的两种模型，结合前一阶段的实际磨损值，预测出下一阶段的磨损情况，这样可以经济合理地安排检修。         3 变电一次设备状态检修技术的具体应用          3.1 GIS 的状态检修          气体绝缘变电站（ GIS ）在变电系统中占据重要地位，其状态检修操作至关重要。由于对 GIS 系统的可靠性要求很高，所以要对 GIS 中包括气压和湿度以及泄露因素情况进行检测，并且其检测过程更加严格。常见的六氟化硫气体在产生局部放电现象时会分解出特定物质，因此通过对其可能分解物质的检测可以判断 GIS 内部是否发生局部放电或者出现火花异常，从而可以对整个 GIS 的运行状况进行反映和预测。         3.2 隔离开关和断路器状态检修          隔离开关在实际运行过程中通常会因为自身制造特点造成触头接触面接触不良和局部过热，这是其主要故障点。在进行隔离开关的状态检测时，必须了解到隔离开关触头接触不良的主要原因是开关质量设计不合格以及制作过程不规范引起的。在电力系统的运行过程中，隔离开关可以有效地保护人员以及系统的安全，当隔离开关因为故障出现运行或者投切故障时，通常会带来巨大的经济损失。因此，在对隔离开关进行状态检修的过程中要密切结合上述容易出现的故障种类，配合准确、高速以及实时全面地信息检测，及时发现或提前预测到隔离开关运行过程中存在的安全问题，保证其安全、可靠、持续运行，起到所设计的各种保护功能。         3.3 变压器的状态检修          电力变压器在电能传输过程中起着变换电压连接不同电压等级系统的作用，是电力系统的关键元件，对于整个电力系统的安全稳定运行起着重要的影响作用。如果变压器的状态检修出现问题，很可能直接影响到整个电力系统的运行稳定性。对变压器的状态检修主要涉及以下几方面：         变压器油中气体状况分析、内部局部放电的测量、机械部分以及电气连接的健康度检测等。         所采取的检查方法一般有局部放电分析法以及气体状态分析法、频率响应法等。气体状态分析法的实施过程是对变压器发生故障前后内部气体成分进行分析检测，从变压器中气体的百分比实时数据中诊         断 绝缘特性。局部放电法是通过检测变压器内部的局部放电特性来判断变压器内部设备的老化程度。频率响应法的主要目的是检测变压器绕组的状态。通过对变压器运行状态的监测，实现对变压器运行状况的掌握和及时修复，可以确保变压器一致处于健康的运行条件下，保障电力系统的安全稳定运行。         4 结语         变电一次设备的状态检修技术关乎电力系统的健康运行，一定要充分发挥其状态检修效果，及时排除设备运行中存在的安全隐患和各种可能出现的异常情况，保证变电设备的稳定运行。同时应该注意到，变电设备状态检修技术的发展以及推广应用中也存在着或多或少的问题，在电力系统中，检修人员需要加强经验积累和技术总结，从而适应社会发展以及电力技术进步的需要，更好地维护变电一次设备，实现电力系统稳健发展。         参考文献：         [1] 吴铁山 . 电力系统变电一次设备状态检修工作要点研究 [J]. 通讯世界， 2014 ，（ 13 ） .          [2] 张玉佳，栾逢时，段大鹏 . 输变电一次设备综合评价体系的探讨 [J]. 电力安全技术， 2014 ，（ 5 ） .          [3] 李帅 . 电力企业中变电一次设备检修及运行策略 [J]. 中国高新技术企业， 2014 ，（ 22 ） .