基于故障模式的输变电设备故障风险分析

基于故障模式的输变电设备故障风险分析

艾尼瓦尔·吐尔逊

国网新疆电力有限公司喀什供电公司  新疆  喀什市  844000

摘要：在电力系统运行过程中，输变电设备起着电力输出和变压的作用，输变电设备一旦出现了故障问题，将产生巨大的财产安全隐患，因此，必须对输变电设备的故障问题风险进行预测，对故障进行有效的监测和处理。本文以故障模式为角度，分析了输变电设备故障风险，并阐述了输变电设备故障风险，并提出了处理输变电设备故障风险的科学合理的处理办法，为从事此行业的工作人员进行参考。

关键词：故障模式；输变电设备；故障风险

1输变电设备故障风险概论

针对电网工作的特性，对输变电设备故障风险定义为维修费用。在研究过程中将整体的输变电设备作为研究对象，研究方式为半定量化分析，在风险管理的基础上，综合评价输变电设备运行状态，获得设备的工作健康指数，结合健康指数映射规则和风险特定映射规则的内容，研究输变电设备故障风险概率。研究输变电设备故障风险需要完成初步风险评估，但是这一过程中设备具体的故障模式和部分风险内容并不能完全映射出来，也难以给后期的设备运维管理和风险控制提供保障。电网公司输变电设备运行故障风险模式的评估方法不够完善，对系统故障发生过程难以有完整的研究，本质上难以达到风险预测的目的，不利于设备运行管理水平的综合提高。因而基于这种前提条件，需要建立起一套系统的输变电设备故障风险分析预估方法，了解输变电设备故障基本模式，并对故障问题的基本成因和主要后果予以统一分析研究，构建完整的故障结构网络图，为输变电设备故障风险预测奠定理论基础。

2输变电设备常见故障类型及解决办法

2.1线路问题

输变电设备出现线路故障大多是因为管线的质量水平不合格或线路老化等原因导致的，出现这些问题可能是雷击等气候原因导致，变电所的户外电缆头存在制作缺陷，对雷电的预防和抵御能力减弱，这也会导致电缆头被毁，使线路跳闸。除此之外，道路树障也会导致输变电线路出现故障问题。由此分析得出，输变电设备出现线路故障问题多是由外部原因导致，其中以人为破坏居多，擅自切割电线或操作变压器均会导致输变电设备线路出现问题。电缆线路在使用过程中很少出现跳闸问题，而跳闸概率较高的是架空线路，针对这种问题，需要将重合闸安装在架空线路上，对于跳闸的双电源线路要先检查线路是否带电才能完成补救后的送电工作。

2.2变压器问题

导致输变电设备的变压器出现故障问题的原因较多，当变压器使用的电流大于电流限定值会出现匝间线路的短路，这主要是因为超负荷工作导致的；变压器使用的绝缘材料在受潮后也会出现质量问题，影响使用，而在高温情况下，变压器受热烧坏也会出现使用障碍，其他的常见故障问题还包括雷击破坏和铁芯故障等。总结分析发现，输变电设备的变压器出现故障问题多是因为在长期使用过程中保护不当，影响其实际功能，变压器管理中出现漏洞或是内部系统、器件出现老化也会导致使用问题出现。这对这些问题，既要加强变压器的使用管理，又要保证操作模式和操作程序的正确，避免故障事故。要有效避免和解决变压器的使用故障问题，需要加强日常检修，防止超负荷工作等现象出现。

2.3电气操作问题

电气操作问题通常是指电力系统由于操作失误导致的故障问题，操作人员由于综合职业水平相对较低，对电力系统操作规范和要求不够了解，导致工作操作随意性过大。另外，输变电设备电气系统出现故障问题很大的一个原因是电力部门没有安装防误闭锁装置，或是装置的总体安全性能不够稳定，导致违规操作等现象出现。电气操作系统出现故障问题将对导致设备的损坏，影响正常电力系统的运行工作，严重甚至导致人员伤亡。要更好的解决输变电设备电气系统的故障问题，需要加强系统操作人员的职业培训，帮助其提高自身工作的责任感，电力单位还要安装适用的防误闭锁装置，并且要求员工充分掌握其使用性能和使用方法，减少系统的操作实践，保证工作效率的提高。

3基于故障模式的输变电设备故障风险分析方法

3.1构建因果网络图的分析

在输变电设备运行过程中不可避免地出现一系列运行故障，应该对其进行综合的分析与研究，制定科学合理的解决对策，保证设备运行的安全性与稳定性。当前故障模式与影响分析方式是使用最为广泛的一种输变电设备故障检测方法。故障模式与影响分析方法可以主动对输变电设备进行全面的故障分析，从而精准地掌握设备故障的实际情况，例如故障原因的预测、故障后果及发展等。故障模式与影响分析方法包含的内容比较复杂，且多为主观因素，因此不利于直接作用于输变电设备故障分析中。除故障模式与影响分析方法外，还可以采用故障树分析方法。故障树分析方法的应用特点在于假设所有事件都处于两种状态，即有或无。但实际设备在运行中的输变电设备并不仅仅处于这两种状态。

3.2领结模型设备故障风险图的分析

建立因果网络图既有利于进行输变电设备故障的前期分析，归纳目前故障产生的原因，也有利于合理推测当前故障模式的后续发展过程，形成“前向和后向”的双向分析。所谓的双向分析，就是形成一个类似风险管理领域中的领结模型，应用范围相对较广。领结结构的主要特征为主要事件可以形成在图的中间，原因形成在左边，其中直接事件与主要事件相关联的事件是直接原因，结果形成在右侧，其中直接结果就是直接结果与主要事件相关联的事件。如果网络图节点繁多，可采用公共路径搜索法确定主要事件右侧的后果节点和左侧的原因节点，最后对变电站故障进行综合分析。

3.3半马尔科夫过程的定量分析

采用领结模型进行输变电站设备故障风险分析，可以有效推测出设备故障风险的产生原因及发展过程，从而实现风险管理目标。在进行输变电设备故障风险值的定量分析过程中，不仅能够对固定的影响因素进行定量描述，也能实现不确定因素的定量描述，但是在进行不确定因素定量描述时，应该清晰设备目前运行状态和以后可能发生运行状态，并明确二者之间的关系。半马尔科夫过程的定量分析方法主要用于输变电设备故障风险发生后，对其故障风险进行有效的分析与总结。应用半马尔可夫过程分析方法最大的特点是保证当前设备的运行状态不同于之前设备的运行状态，且该过程不受停留时间、随机分布的限制，适用领域较广。通常情况下，应用程序模型中的主要事件普遍是由单一原因引起，由此可以结合输变电设备的运行状态分析出引发故障风险的影响因素，并将领结模型简化为单链结构。

4解决输变电设备故障风险的有效对策

4.1加强接地线的安装效果

定期开展系统的、合理的输变电设备运行维护工作，有利于及时发现设备运行故障，降低故障风险发生率，减少设备的损害及企业的运行成本，推动我国电网更快、更好地发展。在输变电设备检修过程中，应该将接地线安装工作放在重要位置。首先，在最有可能产生感应电压的地方安装接地线装置，保证接地线安装位置的合理性，同时为人工检修提供安全保障。其次，在维修工作完成后，应该合理利用保护装置拆除接地线。

4.2定期开展输变电设备的日常维护工作

定期开展输变电设备的日常维护工作有利于更好地掌握并处理输变电设备故障风险。首先，加强设备的日常检修与维护工作。定期对输变电设备及各个运行环节进行系统的、全面的检测，针对已经出现或者存在故障风险的设备进行及时的维修，提高设备的运行效率与质量。其次，提高检测人员的检测技能。通过定期开展技能培训的大会，确保检测人员具备专业的检测技术与设备维护知识，能够有效解决各种设备故障风险，促进输变电设的高效运行。

5结语

针对输变电设备的故障，需要积极采用切实有效的方式和手段，加以控制和解决，比如说提升接地线的安装效果，加强输变电设备的日常维护工作，如此一来，能够有效提升输变电设备运行的安全性、稳定性和可靠性，促进输变电设备发挥积极的作用。

参考文献：

[1]沈鑫.电力系统输变电设备动态诊断技术研究[J].电子器件，2018，38（5）：1175-1181.

[2]李穆.输变电设备智能化运维系统研究与应用[J].电气工程学报，2021，10（7）：71-77.