变电站高压电气设备的可靠性研究方法综述

变电站高压电气设备的可靠性研究方法综述

邱金涛

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摘要：随着社会发展，经济水平不断和提升，带动了人们生活质量提高，对电力行业的要求不断提高。基于变电站高压电气设备可靠性研究，介绍高压电气设备可靠性研究的发展历程，讨论常用电气设备的可靠性分析方法，比较解析类和模拟类等方法的优缺点，分析最佳应用场合，研究复杂系统下的组合法和状态法，对基于多种方法交叉融合的未来可靠性分析研究趋势进行展望。

关键词：高压电气设备;可靠性;解析法

引言

高压电器设备检测在出现异常后，需要对结果进行分析，才可提出具有针对性的解决措施，保证电力系统可以有效运行。在分析过程中，首先需要进行试验操作，结合操作工艺进行有效检查，后续对试验设备出现的问题进行分析，才可有效解决高压电器设备异常问题。

1可靠性研究的一般思想

自20世纪60年代Ｒ．Billinton教授开始研究电力系统可靠性以来，关于电力系统可靠性的研究逐渐成为热点。可靠性研究工作贯穿于设备或系统制造的初期、使用和后续评估中，主要内容可分为可靠性设计、分析、评估和试验等。变电站高压电气设备类型众多，如断路器、隔离开关、母线、变压器、电抗器等，因此涉及的研究方法极多，如概率方法、点估计方法、随机方法等，技术路线大致分为:1)可靠性分析建模;2)可靠性分析方法应用;3)可靠性影响因素分析。研究思想主要集中在两个方面:1)电气设备元件化的分析方法;2)电气设备系统化的分析方法。

2电站高压电气设备的可靠性研究方法

2.1换流变压器的解决办法

在换流变方面一般问题会出现在绕组、分接开关、套管、瓦斯继电器等多个方面的异常现象。内部绕组出现故障后，需要检查阀门侧面引线位置是否出现故障，还需对焊接工艺进行分析，确保绝缘质量后在对阀门侧面的引线固定位置进行分析，检查后需要加装防松紧螺栓，后续对于网测的绕组焊接工艺部位增加绝缘件，确保加工质量。对于分接开关故障而言，出现此类问题主要是转换极性色谱出现了异常，或者是分接档位三相形成不一致等问题，如果是色谱出现了异常问题，需要在记录中对分接开关的极性转换次数进行分析，向其内部增加特征性内容，后续对其进行检测。对于分接档位而言，如果分接档位发生了不一致现象，则需对软件中的控制系统进行检查，查看机械部分和变送器方面是否存在异常问题。如果是套管发生了故障问题，形成此类问题主要会出现漏气或者漏油现象，甚至在绝缘方面也会出现不达标现象，基于此为了有效解决套管问题需要加强巡检工作并且有效对数据进行分析，确保及时发现问题、及时做出处理，检修工作还需加强试验操作。

对于瓦斯继电器常见故障而言，一般可能是瓦斯继电器出现误动现象或者出现重瓦斯整定值偏低等现象，基于此瓦斯继电器在发生误动后，需要对分接开关部分进行分析处理，以此减少开关位置发生故障概率。如果是出现重瓦斯整定值偏低问题时，则需对瓦斯整定值进行调高，如果是浮球问题则需对浮球进行检测操作，确保浮球尺寸的同时保证此类部件发挥出实际作用。

2.2做好自动化控制及调试前的准备

为了保证高压电器设备自动化控制及调试的准确性，需做好全面的准备工作。通过会检图纸确定设计高压电器设备的主要目的，准确把握自动化控制与调试工作的特点，根据实际情况，针对设备运行过程中可能出现的问题，科学合理地制定具体的解决方案，以保障高压电器设备自动化控制及调试工作的有序进行。要严格审查图件、机械工艺等内容，防止出现设备安装不顺利或系统接口不匹配等情况，保障高压电器设备的稳定运行。做好高压电器设备自动控制与调试前的检查:①高压电器设备进入调试区后，检查该区域的显眼位置是否设有警示标志。②检查高压电器设备的每一个组件，保证各个组件都正处于正常的工作状态，一旦出现操作不稳定或失败等情况，需立即停止试验，待问题解决后再继续试验。③检查设备的所有模块是否经过调节处于初始化状态，将电压调节器、仪表等做归零处理，确保测量结果的准确性。④检查设备所有金属材质部件是否接地，进行接地测试，确定其足够可靠安全，再进行下一环节的测试。

2.3时序模拟法和非时序模拟法

时序模拟法得到的系统状态随时间变化，可以利用离散时间步长模拟与时间有关的状态，如时变负荷、各种运行方式等，但需要较大的存储空间和较长的计算时间。非时序模拟法对元件进行随机采样，得到不随时间顺序排列的元件随机状态，需要的存储空间小，但不能计算与时间有关的问题。鉴于电网运行方式复杂、研究范围较大，时间因素对线路负荷曲线、检修计划等影响较大，故一般选择时序模拟法。应用时序模拟法对变电站主接线进行可靠性评估，建立了不同元件的分析模型，根据主接线元件可靠性的逻辑关系和割集原理，通过模拟系统运行过程来进行可靠性分析，同时考虑了时间因素。基于时序模拟法对电气主接线的可靠性进行分析，依据运行的时间顺序进行采样，用离散时间步长模拟系统状态，分析中也考虑了开关变化对动态过程的影响。综合考虑了高压输电网一年中的负荷变化及线路、断路器等关键设备的检修计划，基于时序模拟法仿真了输电系统的实际运行状态，为输电系统的可靠性测试及评估提供了解决方案。

2.4加强对安全距离的控制

调试高压电器设备时，通常需进行直流加压或交流加压，这很可能导致测试点的电压升高，增加调试区域环境的危险系数，故需加强对安全距离的严格控制，如果未保持足够的安全距离，很可能引发安全事故。在加压测试高压电器设备前，需严格按照测试要求明确测试的安全距离，通过警示标志、围栏的使用避免其他人误入，保证高压电器设备调试工作的安全性。完成设备调试后需进行放电操作，将电压归零，完成所有测试后进行断电与放电操作，再将各连接线与接地线拆除，清理现场。

结语

高压电气设备的安全稳定运行对电网具有重要意义。文中围绕高压电气设备的可靠性分析，阐述可靠性分析的发展进程、应用情况等，并对比现有方法，针对实际应用情况进行展望。在高压电气设备所用的可靠性分析方法中，解析法原理简单、容易实现，但计算量随系统的复杂程度而增大，同时计算结果只能得出一个解;模拟法不仅对基础数据量有要求，而且需要计算机仿真与算法设计，在多次迭代试验后实现快速收敛。两种方法优缺明显，适用于不同场合。如在掌握较少数据量时宜采用解析法，但若能提供足够的样本数目，采用模拟法可以获得更全面且更具备实际应用意义的结果。对于复杂系统的可靠性分析方法，组合法描述能力弱，但模型表达内容清晰，容易理解，计算简单，计算量小;状态法建立在较成熟的数学模型基础上，必须满足一些数学前提且计算量较大，但统筹性、综合性强，对工程的体系结构、构建过程等考虑全面。因此，在定性分析上，组合法目的明确，逻辑性强;但在定量分析上，状态法更能代表未来发展的趋势。基于多方法融合的可靠性研究已见诸文献，但目前尚待进一步发展完善。

参考文献

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