浅析变电设备的状态评价管理论文_姜泽苗,袁喆,杨洲,程晨

(国网山东省电力公司检修公司 山东济南 250000)

摘要:状态检修是指根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息,判断设备的异常,预知设备的故障,在故障发生前进行检修的方式,即根据设备的健康状态来安排检修计划,实施设备检修。本文主要对变电设备的状态评价管理进行相关讨论。

关键词:信息获取 带电检测 在线监测 状态检修 变电设备

前言:随着电力体制的改革和经营机制发生变化,定期检修制度已逐步不能完全适应形势发展的要求。因此开展变电设备状态评价工作的重要性和紧迫性日益突出。变电设备状态评价是以设备状态数据为基础的综合体系,其核心是设备状态信息的准确获取。目前,获取设备状态信息的主要手段有设备巡检、例行试验、带电检测和在线监测等。

一、变电设备状态信息的获取现状

1)设备状态检测盲区。传统的输电线路状态信息获取主要依赖于周期巡视,近年来,输电线路在线监测新技术得到进一步发展,并逐步开始在电网中应用,在线监测主要内容包括导线弧垂、温度、覆冰,线路微气象,杆塔倾斜程度等信息。获取这些状态参数可以有效掌握线路运行状态,但对线路检修的指导意义有限。相对于输电线路,变电设备的状态评价发展相对成熟。变电设备状态信息的获取不仅手段丰富,而且更有针对性。但同样存在盲区,主变压器套管、穿墙套管、CVT等容性设备的介质损耗因数、电容量等状态信息获取还必须依赖停电试验。

2)设备信息利用率低。设备状态信息数据格式多种多样,局部放电测量信息是包含时域信息的三维图像,红外图谱为二维平面图像,例行试验、大部分带电测试项目的信息为单一或多个数值,巡检信息多为简单的是否判定。如何利用各类数据信息进行设备状态的综合判定是设备状态评价最关键的问题。目前的状态评价流程中,均将三维或二维的信息简化成单一的数据量,然后根据评价细则确定是否存在扣分项。

二、变电设备的带电检测、在线监测

变电设备典型参数的带电检测是设备状态评价数据的重要来源之一,为更全面地评估设备整体状态,扩大重点设备带电检测指标范围,通过检测更多的典型参数,全方位、多角度地掌握设备的健康情况,进一步提高设备状态评价的准确性。

1)智能化油气试验移动平台。变压器安全运行是变电站所有变电设备安全运行的基础,目前已有多种手段获取设备状态信息。目前开展最广泛的是主变压器绝缘油中溶解气体的在线监测工作,一些现场监测装置精度已接近试验室测试精度,绝缘油中溶解气体分析能可靠发现主变压器内部的过热缺陷和电弧放电现象。为更精确地掌握变压器运行状态,研制了智能化油气试验移动平台并形成长效运行机制。平台可在变电站现场完成变压器绝缘油中溶解气体分析、油介电强度、油介质损耗、油微水、油酸值测试5种典型试验,覆盖了目前规程中所有运行中变压器油检测的常规试验项目。智能化油气试验移动平台与传统变压器油带电检测相比,提高了带电测试数据的宽度和深度,为主变压器安全运行提供了更高层次的保障。

2)高压容性设备测试。在变电站高压设备中,CVT、套管等容性设备约占设备总数量的40%~50%,目前,对套管类设备本体绝缘情况的判断只能通过停电例行试验进行,尚无有效的带电测试手段。为解决容性设备的带电测试、在线监测问题,各类设备厂家、高校均有样式众多的检测设备和装置成品。但容性设备的带电测试并未像绝缘油色谱在线监测系统那样得到大规模推广应用,其根本原因在于装置的可靠性不足。将套管末屏接地点引至安全位置是开展容性设备带电测试的前提,改变末屏接地点存在一定的安全风险,末屏接地点虚接引起的悬浮电位严重威胁套管的安全运行,末屏与接地点之间的环节越多风险越大。

为实现末屏电流的零损耗获取,首先根据不同的容性设备末屏设计可靠的连接结构,能够达到无缝连接,在不影响被检对象性能的前提下实现末屏接地电流的“零损耗”测量。为了保障状态监测数据的准确性,分别对穿墙套管、主变压器高中压套管开展了末屏下引工作。通过实施末屏下引工程,为高压电容型设备带电检测工作的开展提供了必要的测试条件,为设备状态评价提供了丰富、精确的数据支持,解决了目前带电测试工作中的瓶颈,对于整个电网状态检修水平的提高具有重要意义。

3)设备在线监测系统安装。在线监测装置直接安装在电力设备上,可实时记录表征设备运行状态特征量的测量,实时跟踪重要设备典型运行参数的变化,对于提前发现设备缺陷有着重要作用。电力设备整个寿命周期内可靠性的变化规律如图1所示,实践证明大多数设备的故障率是时间的函数,具备明显的阶段性特征,被称为“浴盆曲线”。

早期失效期是由于设计、原材料和制造过程中的缺陷造成的。为可靠掌握此类新设备的健康状态,对设备可能出现的故障缺陷进行提前干预,在220kV变电站安装了主变压器油色谱分析在线监测系统,并接入电力内部数据网,所有处于电力内部数据网的用户均可获取主变压器色谱分析数据。处于损耗期的电力设备,由于磨损、疲劳、老化等因素,设备故障率成上升趋势,为及时发现设备缺陷隐患,有效延长设备使用寿命,对此类重点设备安装了在线监测系统。为充分利用设备状态信息,建立了设备信息综合处理系统,设备信息数据主要包括例行试验数据、专业化巡检数据、带电测试数据和在线监测数据。设备信息综合处理系统将各类设备的多种信息进行归一化处理,充分利用逐渐成熟的专家知识库、模糊识别等数据处理技术,提取有效特征量。

三、变电设备状态检修的闭环管理

为更好地进行设备状态评价,按年度制定带电检测和在线监测计划,公司运检部根据需要对计划进行修订、审批,经过平衡调整后下发至班组,班组完成相应工作后进行数据录入工作。在PMS系统中,按照国家电网公司状态检修评价导则的规定完成班组初评,给出处理建议和检修策略,公司对班组初评进行审核,必要时进行三级评价。完成所有设备的状态评价后,编制年度停电检修计划,根据检修策略制定检修计划,如某设备未能按计划进行停电检修,运检部在下次计划审核时有针对性地加强该设备的带电测试或在线监测,对虽完成检修但工作质量评价不达标的设备,由公司调整相应检测计划。闭环式变电设备状态评价的开展,使设备运行状态得以准确及时地反映,让电网运行人员掌握设备故障的风险等级,及时做出停电检修、技术改造、设备更换等合理措施,防患于未然,有效预防设备故障,提高供电可靠性,大大减少因设备故障所带来的经济损失。面对越来越多的变电设备及检修任务,该管理方法已显示出强大的优越性和实用性。

四、结语

总之,状态检修的理念是为设备的安全、稳定、长周期运行提供可靠的技术和管理保障,这是一项长期、系统的工程,需要在实践中不断积累和丰富,及时创新状态检修工作流程,使状态检修工作能在供电企业持续取得成效,保证电网的安全可靠经济运行,提高企业经济效益,提高供电企业优质服务水平。

参考文献

[1]顾建明.供电企业实施输变电设备状态检修的主要策略研究[J],2007(8).

[2]陈航.电气设备状态维修策略存在的问题及应用[J].民营科技,2011(07).

[3]朱玉峰.变电设备状态检修分析与实施相关问题探讨[J].中国电力教育,2011(33).

论文作者:姜泽苗,袁喆,杨洲,程晨

论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期

论文发表时间:2017/4/6

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