电气设备的在线监测及故障检修


 

摘 要：以状态维修逐步取代定期维修已成为电气设备检修的必然趋势，目前国内正在研发以故障诊断和状态检测为基准的状态维修。通过在线检测电气设备，及时获得相应信息、来进行综合分析和处理，根据检测结果及结果的变化趋势，可对电气设备的准确性随时做出判断，提早发现故障所在，发出预警。 

由众多发、送、输、配、用电设备连接而成的大系统就是电力系统，设备的运行状况及稳定性直接决定整个系统的安全性和稳定性，更决定着供电品质和供电稳定性。电力系统的基本单元是电气设备，一旦出现问题将给社会和经济造成巨大的损失和影响。提高设备的稳定性主要是提高设备的质量，同时必须对设备进行必要的定期的检查和维修。 
　　
随着科技进步在电力工业上的不断发展，电力设备的检修体制在电气系统中也得到蓬勃发展。但是目前电力系统正在向高电压、大容量、互联网的方向推进，随着用电部门的要求不断提高，社会对电力系统的安全稳定性的标准越来越高，以往的检修体制暴露出严重的问题，出现维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等现象，这就造成每年国家在设备维修方面巨大的耗资。

状态检修是目前电力系统中电气设备检修制度发展的必然结果。它直接带来的经济效益是：延长设备使用寿命；节约大量维修费用；提高供电稳定性；降低检修风险。根据国外电力研究院的状态检测中心的统计数据表明，通过状态检修来提高设备利用率可达5%以上，节省检修费用25%～30%。因此，作为一个电力企业做好设备检修工作，及早发现事故及时排除事故隐患，使其一直保持良好的运行状态，对于社会都具有重大现实意义。 
　　
1 电气设备故障检修的现状 
　　
我国的电力系统始建于19世纪90年代，早期采用故障后维修。设备一旦出现故障，维修费用巨大，维修时间过长等都将给社会和企业造成不良影响。解放后我国的电力行业发展迅速，过去的故障后维修方式已完全不能满足电力行业发展的要求，从1954年开始，开始了新的维修模式--计划维修或定期维修。

维修的主要目的是：无论设备当前是否存在问题，到规定的时间，都要进行维护，并强调一定做到“到期必修，修必修好”的目的。通过定期维护，一般就可以在维护时及早发现问题的存在，确保设备稳定运行起到重大作用。但是定期维护的维护费用高、资金浪费严重，提高了电能成本。 
　　
状态监测的目的在于及时发现设备和系统早期故障， 以便操作维护人员在事故萌芽状态时， 就能通过各种检测手段及早消灭隐患， 从而避免更严重的恶性事故发生。

早期电力企业一般采用《电气设备预防性试验规程》为根据的设备检修，这种方法已经不能满足现实生活的需要。目前采用的供电设备状态检修，不依靠单纯以时间为基准的设备维修方式， 建立以状态监测为基准的设备维修方式，使得维修工作的盲目性得到摆脱， 这是电气检修走向科学化的一场变革性的活动。 
　　
2 电气设备在线监测与状态检修的可行性 
　　
近年来随着传感器技术和信息技术的发展和日益成熟，在智能化理论与网络专家系统的指导下，建立了高端的供电设备在线监测系统。 
　　
1）建国以来， 国产电气设备囤积了大量的运行经验， 运行和维护技术日渐成熟， 这为实现状态检修工作奠定了维护的技术基础。同时， 国产设备的质量有了很大程度的提高， 也为状态检修提供了相应的物质基础。 
　　
2）新型设备投入到运行以及新技术的广泛应用，电力生产中大量使用红外线成像技术，成功研制大型变压器油色谱分析在线系统，变压器绕组变形探测技术及电容型带电设备集中在线测试技术得到广泛投入和发展等，使正确诊断设备状态有了可能。 
　　
3）随着微电子传感技术、人工神经网络、专家系统、模糊集理论等计算机软、硬件和数字信号处理技术等综合智能系统在故障诊断及状态监测中应用， 使得电气设备状态监测和先进状态检修诊断技术得到发展， 设备状态检测系统成为电力系统中的一个重要研究领域。 
　　
4）发展自动化的配电网，使整个配电网范围内进行大规模的在线状态检修设备和利用通信资源信息、地理信息进行综合的检修管理，为自动化状态检测的实现创造了前所未有的机会。 
　　
3 配电系统在线监测与状态检修技术的发展 
　　
电气设备在线监测要求实时提取故障的特征信号， 为故障诊断奠定基础，正确的故障诊断是状态维修的依据。设备的在线故障监测包括以下内容：
（1）监测及诊断设备的故障机理；
（2）在线监测设备状态的手段；
（3）监测信息的存储、传递和处理；
（4）状态检测征兆的形成和提取；
（5）故障检测诊断的方法和理论。 

1）配电设备测控技术的发展对在线检修系统的影响。配电装置设计的长期发展趋势就是尺寸越来越小。体积更小的配电装置将与配电设备完全融为一体， 直接嵌入配电设备中， 并将具有更强大的测量能力和更丰富的通信能力。 

2）电力供销体系变革对配电设备在线监控与状态检修系统的影响。电力行业目前正经历着重大供销体系的变革， 即电力运营市场化。供电设备的稳定性正是设备检修与监测的首要目的， 供电运行的经济性是对设备检修的合理性提出了更多的要求。采用新的技术提高配电设备的状态监测， 并对设备的检测提出最科学的决策支持及最经济的寿命评估计划。 
　　
3）面向配电自动化资源优化的配电设备在线监测与状态检修系统。在未来的电力系统中应该充分意识到， 状态检测与在线监测技术必将发展成为一套完整的自动化检测系统， 从供电企业的整体经济利益出发， 实现整体优化资源是必然选择。检测自动化系统的设计离不开配电系统自动化的整体设计， 只有两者相结合，才会具有生命力。 
　　
参考文献： 
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[4]刘有为，李光范，高克力.制订《电气设备状态维修导则》的原则框架[J].电网技术，2003文/中国论文网

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