基于故障模式的输变电设备故障风险研究

基于故障模式的输变电设备故障风险研究

臧恒

（湖北省电力建设第二工程公司430000）

摘要：在电网系统中，输变电设备有着非常重要的作用，而且其也是整个电网系统的重要组成部分，如果没有输变电设备，电网系统将瘫痪。在针对输变电设备进行故障风险研究的时候，相关技术人员必须要针对故障模式以及造成故障的主要原因进行了解和掌握，这样才能够采取针对性的解决措施，提高输变电设备的运行安全性和稳定性，使人们能够用上更加可靠的电能。如果相关人员并没有对输变电设备的故障模式和成因有所了解的，就会大幅延长维修时间，对人们的正常生活造成严重影响，因此，基于故障模式的输变电设备故障风险分析是保证电网系统稳定运行的重要措施，同时，还可以提高电力企业的社会效益和经济效益。

关键词：故障模式；输变电；设备；故障风险；研究

众所周知，电网系统对于人们生活重要性非常大，尤其是在现代社会中，基本上任何场所都需要使用电能，在电网系统中，输变电设备是非常关键的组成部分，如果其出现故障问题的话，就会严重影响电网系统的正常运行，在输变电设备实际运用的过程中，会由于很多种因素导致故障的发生，这对于电力企业的效益提升有着巨大的阻碍性，所以，就需要定期对输变电设备的故障风险性进行分析，及时掌握，对于故障风险较大的设备应及时进行维护整修，从而保证输变电设备的安全稳定运行，同时保证了电力企业的综合效益。本篇文章就是基于故障模式的输变电设备故障风险进行研究和分析，希望能够为我国电力系统中输变电设备的安全稳定运行提供帮助。

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。电网公司在运用这种分析思路时，能够通过输变电设备运行的状态将风险概率和评估价值集中反应出来[1]。

我国国家电网公司在输变电设备故障风险分析中是采用这种分析思路，而美国电网公司在输变电设备故障风险分析中会将输变电设备的运行年限指标和设备的状态等级相乘，以此评估输变电设备故障发生概率，实现半定量化计量。输变电设备中变压器的重要程度和综合绝缘状态均会给输变电设备故障风险评估提供参考，可用风险矩阵的办法评估变压器的故障模式及常见故障问题。根据输变电设备故障故障模式分析结构模型形式，实现输变电设备风险的定性描述和传播，定量化预测以半马尔科夫过程为主[2]。

2.输变电设备常见故障类型及解决办法

2.1线路问题

在输变电设备使用的过程中，由于很多输电线设备的使用年头已经非常久了，而且很多线缆是裸露在空气中的，再加上恶劣天气的影响，久而久之就会导致输变电设备的线路出现问题，一旦产生故障，就会造成线路断闸现象，使电力的输送发生中断。能够造成线路故障的内因和外因比起来，还是外因比较多，最为普遍的就是认为破坏，有些不法分子使用利器对线缆进行切割，甚至擅自操作变压器，这是输变电设备发生故障的主要诱因。因此，应在变电器等重要设备的周围设置围栏，防止人们进行随意操作，在线路旁设置警告标示，如有违反，着重处罚，这样就能够很一定程度上解决输变电设备的线路损坏问题[3]。

2.2变压器问题

能够使变压器出现故障的因素非常多，如果电流量超过了变压器的额定标准的话，就会使其中的线路出现短路问题，造成该故障的主要原因就是变压器的超负荷工作。如果相关人员没有对变压器中的绝缘材料进行定期的养护的话，就会使其产生损坏，对变压器的保护性能就会有所下降。在高温条件下，变压器容易出现过热现象，进而造成变压器损坏。另外，雷击、铁芯损坏等也能够对变压器的正常运行构成影响。通过对众多故障变压器分析研究发现，大部分变压器出现故障主要是由于使用过程中的保护力度较小、养护次数和方法不科学，这就造成变压器非常容易发生故障。想要解决这个问题，就需要加强变压器的管理力度，制定更为科学的保护和养护方法，对工作人员的操作进行规范，这样就能够确保变压器出现故障的几率处于一个非常低的水平[4]。

2.3电气操作问题

这个问题的产生原因主要是由于工作人员在进行电气操作的过程中进行了误操作。这是由于工作人员的专业知识和技能不过关、对于电气系统的实际操作不熟练、责任心偏低等因素造成的。还有就是电气系统并没有针对误操作进行一定的保护设计，如果发生误操作等情况就会直接反映到电气系统中，不会有相关保护设施进行中断操作。一旦发生电气故障，就会导致非常严重的后果，甚至还会对工作人员的人身安全构成威胁。想要有效解决电气操作问题就需要电力企业对工作人员的实际操作进行规范，并不断提高他们的责任心，同时，应在电气系统中安装误操作保护系统，从而保证电气操作问题的发生次数有所减小，提高电力系统的运行安全性和稳定性。

3.故障模式的输变电设备故障风险分析方法

3.1半马尔科夫过程定量分析

利用对领结模型的构建，对输变电设备故障风险分析研究，对风险的产生、发展以及最终的结果进行分析，最终达到风控管理的目标，在进行输变电设备故障风险定量分析的时候，能够针对其中的随机条件进行定量说明，从而得到更为精准的定量分析结果。因为随机条件是不能够完全确定的，所以，在进行定量分析时，应了解输变电设备现在与未来之间的联系，设备出现故障风险的全过程能够利用半马尔科夫进行展现，在随机条件逐渐生成的时期里，能够有效提升设备的维修状态。半马尔科夫定量分析对状态指数的停留时间没有规定，而且分布非常随意，应用也比较广泛。如果将领结模型进行简化的话，就会形成单链结构。

3.2构建故障网络因果图

电力企业应针对输变电设备的故障进行故障网络因果图的建立，利用多边形对故障类型和造成的结果进行表示，通过故障模式进行科学分析。同时，设备中出现故障不同的构件也会用不同的颜色进行标示，最终通过故障网络因果图中的显示，能够分析出故障风险值，从而解决和预防故障[5]。

4.结语

电力系统对于人们的生活有着不可获缺的作用，在现代社会中，稳定的电能是每个企业、家庭、个人正常运行的基础前提保障，如果电力系统出现问题故障，就会严重影响人们的正常工作和生活。工作人员应建立高效的故障模式，以此对输变电设备的故障风险进行分析研究，故障风险等于发生故障的几率乘以故障造成的后果类型，其中故障造成的后果类型非常多，有生态环境破坏和人们的生命财产安全破坏等等。因此，在基于故障模式的输变电设备故障风险研究的过程中首先应对故障造成的后果类型以及严重程度进行确定，从而才能够得到更加准确、科学的输变电设备故障风险。

参考文献

[1]罗怿,尹立群,胡军,郭丽娟,段炼,张玉波,庄池杰.输变电设备故障大数据可视化分析方法研究[J].电力信息与通信技术.2016，06（07）：407-408.

[2]王永奇.输变电设备监测装置运行故障及可用性分析[J].电工电气.2016，11（12）：132-133.

[3]程建伟，白翠粉，刘通，高文胜，土松江•卡日，马仪.基于故障模式的输变电设备故障风险分析[J].高电压技术，2015，12（09）：3937-3943.

[4]魏晓伟,孙峥.谈输变电设备运行状态监测新技术及应用[J].黑龙江科技信息.2014，05（27）：158-159.

[5]王春玲，王徭，高金锴.雷雨季节变电设备故障风险分析与防雷措施[J].吉林电力，2010，06（06）：112-114+118.