输变电设备状态检修方式安排研究周永彬

输变电设备状态检修方式安排研究周永彬

周永彬

国网河北景县供电公司

摘要：电网系统正常运行的关键部分是输变电工程，其质量高低直接决定了用户能否正常用电。输变电系统中具有较多复杂设备，出现的设备故障严重影响用户的正常用电。因此，供电企业需加强诊断输变电设备的力度，研究大数据挖掘技术背景下输变电设备故障的诊断方法，降低设备故障造成的影响。

关键词：输变电设备；状态检修；研究

引言

在电力系统中，输变电设备作为电网中数量最多、最重要的组成部分，其运行安全稳定性对国民经济的发展及人民正常的生产生活有着重要的意义。如何更好地保证设备运行状态，持续可靠地为用户输送电能一直是电力公司的重要工作。设备检修的目的是使设备能够具备良好的运行状态。目前国内输配电设备检修有定期检修、故障检修、状态检修等多种方式，其中状态检修也叫作预防性检修，是通过状态检测手段对运行设备健康状况进行监测，确定最佳检修时间的检修方式。应用状态检修的目的是提高设备的可靠性、改善设备运行性能，降低检修维护费用及延长设备使用寿命等。

1输变电设备故障诊断的重要性

故障诊断是按照设备运行和故障后停电信息情况处理故障源。通过故障诊断可实现设备的正常检测维修工作和超负荷工作。通过使用先进技术，及时研究和处理设备的各种数据，可及时发现设备异常状况和故障问题。通过及时掌握设备发生故障的位置、故障程度以及造成故障的因素等信息，可第一时间合理制定有针对性的检测维修方案，从而降低故障损失，提升设备的运行稳定性和经济效益。

2输变电设备状态检修方式

2.1在线诊断设备故障

输配电设备运行状态信息含有非常复杂和不确定的内容，故在应用大数据挖掘技术过程中，需重视挖掘流程方面的应用，保障数据的准确性和时效性。工作人员需清楚和正确认识输变电设备的运行状态，收集基础信息和设备缺陷信息。大数据挖掘技术的内容之一是关联规则，主要作用是及时统计和分析自身潜在规律，从而获取关联规则流程。通过合理应用关联规则，可提升大数据挖掘技术的准确度。在挖掘输变电设备数据信息、预处理设备的原始数据及收集现场数据时，都将应用关联规则。此外，可利用大数据挖掘技术删减不确定的数据资料，保存确定的数据资料；根据输配电设备的特点和类型等，制定有关的关联规则；在探索故障流程的过程中，通过关联规则简单叙述整个流程，从而为技术人员提供方便；工作人员统计和评价关联规则，形成相应的故障诊断知识，以保障设备的故障诊断效果。

2.2比值诊断法

电气设备的绝缘部件在长期运行过程中会产生不同程度的劣化，生成多种降解产物。故障类型通常与生成物的类型和含量紧密相关。因此，可以根据降解产物间的比值关系有效诊断设备故障。对于油浸式设备，主要采用油中溶解气体比值诊断方法。对于GIS设备，唐炬等根据SF6分解产物的种类和含量，初步提出了一套比值诊断方法，但尚未形成通用的诊断标准或导则。

2.3模糊模式识别诊断方法

模糊模式识别方法是通过模糊数学中的概念和原理解决分类识别问题，包括隶属度法和模糊聚类法等。所谓的模糊模式识别是将研究对象定义为现实中模糊存在的现实，并将这些模糊的现实转换为实际的信息，然后利用计算机技术处理实现模糊识别的目的。例如，过电压等具有延伸性，且不确定的概念存在于输电线路系统中。模糊模式识别故障的方法正是由于在输电线路中存在的模糊性而被具体应用。传统的行波测距方法存在无法明确的方面，如不固定的母线接线、不确定输电线路的影响参数等，影响对母线的实际反射，降低了系统可靠性。为最大限度地减少无法确定的因素，可将模糊模式识别技术应用于传统行波测距方法。通过分段检测输电线路，并根据每段线路的实际情况设置不同的模式。通过识别各个分段线路上的故障模式，可准确找到发生故障的位置。如果多种候选模式应用到同一分段中，可将隶属函数按照模糊理论定义确定故障的模式属性。

2.4故障树分析诊断方法

故障树分析法主要通过自上而下的方法分析导致设备和系统故障的直接或间接原因。在诊断输电线路的过程中，最不希望发生顶层故障，需将造成故障的所有原因从下向上分别列出，产生故障树现象。通过详细说明事件间的各种联系，从而成功应用定性和定量分析法进行分析。故障分析的关键为故障树的定性分析，可在最短时间分析系统的故障模式。在诊断故障方法中主要使用定量分析，按照已给定的事件发生率计算顶层事件的发生率，即通过故障模式和影响分析法准确分析系统结构、故障对系统造成的影响，同时及时消除潜在的故障模式。具体应用到诊断输电线路过程中时，需制定标准的FMEA表格，主要分为4个流程：（1）及时确定输电线路运行中可能出现的故障模式；（2）科学评估每种故障模式造成的影响；（3）准确评估故障模式发生的原因和概率；（4）根据故障模式合理制定解决措施。

3运行设备的状态检测

3.1断路器的状态检测

断路器作为变电站重要的开、断设备，其是否能可靠工作影响着电网的稳定运行。据统计，８０％的断路器故障是由于其机械特性不佳造成的，其中又以操作机构为主，所以断路器的状态检测应以其机械特性为主。具体的机械特性检测参数包括：分合闸时间、三相分合闸同期、触头行程、开距等。在状态检测中，常用的检测方法是通过利用补偿式霍尔电流传感器实现对分合闸线圈电流的检测，从而掌握断路器缺陷的相关数据。它是基于断路器机械装置的动作相对时间来对分合闸动作拒动或误动缺陷进行判断。

3.2互感器的检测

互感器作为变电站二次回路中重要的电气参数采集设备，其运行状况对变电站的正常运行、监视及继电保护等功能有着重要的影响。对电压互感器的检测主要是针对单相、两相电压异常、正常负荷及充电情况下的三相电压，在检测过程中可通过分析电力变化的具体情况以及线路故障信息来分析。如未检测到零序电流但是检测到零序电压，这也能作为电流回路出现异常的判断依据。

3.3故障诊断

故障诊断是专业人员对采集完成的各类数据进行分析处理的步骤。在状态检修工作中，故障诊断环节是针对已经发生的电气设备故障进行诊断分析，判断设备缺陷的种类、严重程度等，从而形成最恰当的解决策略。在具体诊断过程中，有静态诊断和动态诊断两种方法，其中静态诊断主要是针对一些常规问题，而动态诊断则是从故障诊断技术出发，实现对高压电气设备健康状态运行性能的全面探查。但值得注意的是，无论是静态诊断还是动态诊断，其诊断的目的都是为设备状态检修提供可行的依据，从而为检修工作以及电力系统的安全运行提供保障。

3.4实施维修

实施维修是状态检修中检修工作的具体落实，指的是通过对运行设备的在线监测及故障诊断，针对发现的设备问题，制订详细的检修项目、频率及具体检修内容等，从而实现对变电站运行情况的可靠把握。在实际的应用过程中我们发现，由于当前状态检测技术水平在变电站设备的覆盖不全面、技术落后等原因，导致实施维修工作的开展存在问题。

结语

当前，人们不断增加的电力需求量促使输配电设备的运行工作量加大，导致故障问题频频发生。因此，供电企业需重视大数据挖掘技术的研究，不断完善和改进技术，保障输配电设备的稳定运行。

参考文献：

[1]陈斯雅.智能输变电设备状态评估诊断专家系统和可视化监测软件开发[D].上海：上海交通大学，2013.

[2]余笑侬.大数据挖掘技术在输变电设备故障诊断中的应用探析[J].通讯世界，2017，11（22）：151-152.