石学连
（国网河北省电力公司盐山县供电分公司）
摘要：近年来我国电气设备制造引进不少国外先进的技术、装备和管理，尤其是21世纪以后，新技术、新材料的使用，使得电气系统的装备水平得到较大的改善。因此，电气设备的维修制度和维修方法也要随着形势适当的进行调整，才能提升电气设备的稳定性、降低生产成本，为企业创造出更多的经济利益。文章在研究《高压设备智能化技术导则》等技术规范的基础上，概括论述了智能变电站设备状态检修的技术现状，并提出变压器、继电保护装置等设备状态检修的实现方案，提高变电站运行的安全性。
关键词：智能变电站；状态检修；IEC61850；全寿命周期管理
前言
经济发展、社会进步都要求不断推进电网和电站的建设步伐，当前，人们对电力安全运行、可靠供电、稳定发电的需求越来越高，这在客观上强化了电力工作进一步走向科学化、技术化和全面化。电力系统中有各种功能设施和部分，其中变电站是重要的组成，是确保电力系统安全运行的必要保证，又是电力供应的基本功能电源，对于电力系统整体具有重要的影响。在变电站的运行过程中，各种设备会因环境因素、操作原因、技术应用等方面的影响出现问题，不但容易形成变电站设备运行状态的不稳定，而且会对整个电力系统安全造成严重威胁，还有可能导致电力事故而严重威胁社会、经济和生活。
1状态检修的意义
1.1 定期检修管理制度存在的弊病
目前电力系统中电力设备大多采用的定期检修管理制度存在着严重缺陷。主要表现在以下几个方面：
（1）定期检修管理制度在理论上缺乏科学性，在实践中带有盲目性。定期检修管理制度体现了预防为主的思想，因而相对于那种事后检修策略则是一大进步。在产品质量相对较差、监测技术落后以及运行经验不足的过去，采用这种检修管理制度也未尝不可;但这种检修管理制度由于没有考虑各类设备初始状态(产品质量)的千差万别以及设备在不同环境条件下运行状态的千变万化，因而在理论上缺乏科学性，在实践中必然出现盲目性。
（2）不利于延长设备的使用寿命。在定期检修的制度下，往往会造成设备检修过度。本来设备状态还比较好，还有潜力可挖，但因过多检修拆装，导致拆装磨损，人为地缩短了设备的的使用寿命。
（3）不利于提高企业的经济效益。近几年来，电网发展迅继续按定期检修管理制度所规定的“周期”对设备进行频繁检修，势必要大幅度增加“定员”和检修工作量，进而速，新设备大量增加，而且这种高速发展势头仍在持续，这预示着今后检修工作量还要大增，在这种形势下，如果18增加企业的生产管理成本。甚至因赶工期，抢进度而引发安全事故，严重影响了企业的整体经济效益。
1.2 状态检修的含义及特点
（1）状态检修的含义。状态检修是指根据状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，评估设备的状况，在故障发生前进行检修的方式。即根据状态监测所提示的检修需求进行检修，也就是说对设备状态进行监测，按设备的健康状态来安排检修，这种检修方式解决了多年来在预防性检修中存在检修过剩或检修不足的问题，可以节约大量的维修费用和资源，并提高设备运行的可靠性。
随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统、模糊理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中的应用，使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展和应用。
（2）状态检修的特点。
①检修项目具有针对性，通过检修和诊断，可具体确定检修对象和内容，因此可以减少检测项目，缩短检修时间。
②检修周期更具有科学性。通过检测和诊断，可在确认设备完好状态下，延长其检修间隔;而当发现有隐患时可及时检修，以防止发展成破坏性故障。
③检测和诊断本身不需要解体设备。
2 变电站设备状态检修现状
2.1 一次设备状态检修技术
一次设备智能化是智能变电站的重要特征之一，IEC61850标准、《智能变电站技术导则》和《高压设备智能化技术导则》等标准的颁布实施对实现变电站一次设备状态监测具有重要指导意义。在线监测、故障诊断、实施维修整个一系列过程构成了电气设备状态检修工作的内涵。因此，积极发展和应用变电站设备在线监测系统的最终目的就是为了以状态检修取代目前的定期维修，为其提供了分析诊断的依据，是状态维修策略不可或缺的组成部分。一次设备的状态监测主要包括变压器监测、GIS监测、断路器监测、容性设备监测、避雷器监测等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆状态可视化要求对一次设备的温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等各种数据信息进行采集，为电网实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理提供基础数据的支撑。在线监测技术是实现智能设备状态可视化的必要手段，是状态维修的实现基础，为其提供了实时连续的监测数据和分析依据。有效的在线监测系统可以随时掌握设备的技术状况和劣化程度，避免突发性事故和控制渐发故障的发生，从而提高一次电气设备的利用率，有助于从周期性、预防性维修向状态检修的转变，改善资产管理和设备寿命评估，加强故障原因分析。
2.2 二次设备状态检修技术
变电站二次设备主要包括继电保护装置、监控和远动装置等。在运行中，二次设备故障时有发生，对一次设备的安全可靠运行造成潜在威胁。二次设备保护不正确动作的原因涉及到保护人员、运行人员、设计部门、产品质量等许多方面。随着一次设备状态检修的进一步推广，因检修设备而导致的停电时间必须越来越短。因此，二次设备的状态检修对变电站设备的健康运行显得尤为重要。二次设备的状态监测是状态检修的基础。二次设备状态监测对象主要包括：交流测量采样系统、直流控制及信号系统、通信管理系统、微机继电保护装置的自检等。二次设备的状态监测可以充分利用本身具有的测量手段，如断路器控制回路断线，TA、TV断线监测，直流回路绝缘监测，二次保险熔断报警等。微机保护和微机自动装置的自诊断技术的发展，变电站自动化故障诊断系统的完善为二次设备状态监测奠定了坚实的基础。微机保护装置各模块都具有自诊断功能，对装置的电源、CPU、I/O接口、A/D转换、存储器等插件进行巡回诊断，可以采用比较法、编码法、校验法、监视定时器法、特征字法等故障测试方法，对于保护装置可以加载诊断程序，自动测试各台设备和部件。对二次设备进行电磁兼容性考核试验是二次设备状态检修的一项很重要的工作。对干扰源、敏感器件要进行监测管理。
3 实现方案
3.1 一次设备状态检修实现方案
一次设备状态检修主要利用传感器、计算机、数字波形采集和处理等高新技术对高压设备的温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等各种数据信息进行采集，通过对设备的在线、离线、预试数据的录入和获取，由专家系统对设备的故障部位、故障程度、发展趋势进行判断和预测，根据诊断结果进行检修计划的制定和调整。
3.2 二次设备状态检修实现方案
对于二次设备的状态监测，由于采用电子式互感器采集变电站信息，进入保护装置的是光数字信号，二次电流、电压输入、AD采样不复存在，对数字采样部分实现状态监测更加容易。装置本身可以对接收的SMV采样值报文进行监视，如有接收中断、丢数据帧、接收数据帧CRC不正确等现象，立即告警SMV采样异常即可。智能开关设备的使用，使二次控制系统的操作回路通过软件编程的方式实现智能化，本身具备在线监测功能，继电保护状态监测不存在常规站操作回路无法在线监测的瓶颈问题：保护的投退用软压板控制，不存在常规变电站连接片（压板）状态监测的困难；大量光纤取代铜缆，也不再需要回路绝缘状况监测（直流回路除外）。
4 变电设备状态检修的技术应用和发展趋势
4.1 变电站的在线监测和维修
状态监测是指通过各种测量、检测和分析方法，结合系统运行的历史和现状，对设备的运行状态进行评估，以便了解和掌握设备的运行状况，并且对设备状态进行显示和记录，对异常情况进行处理，并为设备的故障分析诊断、性能评估提供基础数据。检修是属于维护性的工作，是人工的对自动化运行设备的补充和完备所以，检修在变电站运行和维修的过程中具有重要的意义，检修必须是定时的对个关键因素进行排查的过程，这样才便于及时的发现问题。另外，检修的过程必须是建立在对已经运用的系统的补充的概念上的，用以完备整体意义上的控制。
4.2 变电设备状态检修的发展趋势
目前，超高压变电设备状态检修技术在电力系统中已得到广泛的认可和重视，在市场经济和社会的不断发展下，电力企业激烈的竞争和用户对电力质量的高要求都会促进状态检测技术的研究和应用。超高压变电站状态检测技术的发展趋势主要体现在:在线监测系统的多功能、多状态会进一步发展。更加有效的检测方法和检测项目等基础研究会进一步提高和加强，从而对检测到的数据做出更加精确的判断。随着电力设备状态监测的数据量不断增大，常规数据处理方法已经无法满足其要求，智能状态监测系统尤其是知识系统、神经网络系统很有必要进行进一步研究，并得到广泛的实际应用。发展网络化跟踪、对设备进行远程诊断，可以充分地实现数据共享，提高故障诊断的精确性。
结束语
一、二次设备状态检修技术打破了传统的以设备使用时间为依据的做法，强调以设备当前的实际工作状况为依据，通过先进的状态监测手段、可靠性评价手段以及寿命预测手段，判断设备的状态，识别故障的早期征兆，对故障部位及其严重程度、故障发展趋势做出判断，并根据分析诊断结果在设备性能下降到一定程度或故障将发生之前进行维修。由于科学地提高了设备的可用率，明确了检修目标，这种检修体制耗费最低，它为设备安全、稳定、长周期、全性能、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。
参考文献
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[4]陈金敏.依托综合在线监测技术实现变电设备状态检修[J].安徽电力，2008，（01）：47.
论文作者:石学连
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/24
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