孔令宇

（國網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司,河北 秦皇島 066000）

變電站一次設(shè)備的運(yùn)行不管是對電力資源的供應(yīng)，還是人們的日常生活、工作，都有著較大的影響。為了跟上新時代智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，必須注重變電站一次設(shè)備的故障預(yù)測、檢修工作。因為智能電網(wǎng)容易被一次設(shè)備的運(yùn)行所影響，所以要進(jìn)行預(yù)測和檢修，及時發(fā)現(xiàn)其中可能產(chǎn)生的故障，并進(jìn)行處理。而且預(yù)測工作也能減少故障檢修中的盲目性，減少時間的浪費(fèi)，保障整個電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。此外，還要增加這方面的投入，積極升級和優(yōu)化檢測技術(shù)，提高檢修工作的效率。

一、變電一次設(shè)備的主要故障特點以及檢修方法

變壓器能夠?qū)植糠烹姡椭腥芙鈿怏w、鐵芯接地電流以及電容量和套管介質(zhì)損耗等數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測，還能夠?qū)ι儆褪綌嗦菲鞯男孤╇娏麟娙萜饕约敖橘|(zhì)損耗進(jìn)行監(jiān)測。變電一次設(shè)備能夠保證電源接入分配，實現(xiàn)電壓變電、配電以及電能保護(hù)。在變電一次設(shè)備運(yùn)行中，如果出現(xiàn)過電壓、絕緣老化維護(hù)缺失以及操作不當(dāng)?shù)葐栴}，都可能引發(fā)變電一次設(shè)備出現(xiàn)各種各樣，嚴(yán)重影響電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量效果。

隨著變電設(shè)備不斷更新?lián)Q代，已經(jīng)呈現(xiàn)出智能化、小型化、密封化方向發(fā)展，這也使得變電設(shè)備維修難度不斷提高，傳統(tǒng)設(shè)備檢修方式已經(jīng)無法滿足實際發(fā)展需要，必須采取更加科學(xué)高效的方法對變電一次設(shè)備進(jìn)行故障檢修，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。變電一次設(shè)備的主要檢修方法包括變壓器、斷路器、金屬氧化避雷器等設(shè)備的檢測。在變壓器故障檢修時，可以采用局部放電檢測。對斷路器檢測時可以采用SF6 氣體以及溶解物方式檢測，判斷電路的溫度以及電阻變化趨勢。對金屬氧化物避雷器檢測時可以根據(jù)電流泄漏的情況進(jìn)行檢測。進(jìn)行變電一次設(shè)備檢測，必須做到定期檢修，根據(jù)積累的經(jīng)驗，不斷提高整體檢測水平。充分利用紅外線診斷技術(shù)對設(shè)備的絕緣層磁性故障進(jìn)行檢測，還可以通過各種信息技術(shù)來，保證對壓力表、溫度表以及密度繼電器等數(shù)值進(jìn)行記錄，確保故障診斷的整體水平全面提升。

二、變電一次設(shè)備故障預(yù)測以及檢修的具體實踐

（一）變壓器故障預(yù)測以及檢修方式

變壓器作為整個電力系統(tǒng)的核心設(shè)備，必須要保證變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。目前變壓器故障主要包括繞組短路的內(nèi)部故障以及變壓器局部溫度上升，變壓器燒壞等外部故障，變壓器還可能受到電磁干擾而出現(xiàn)放電、火花等問題。變壓器故障檢修時，應(yīng)保證變壓器處于正常工作狀態(tài)，采用超聲波探頭及時采集發(fā)聲點，用巡視機(jī)器人快速確定發(fā)生噪聲的位置，采用絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測異常聲音。明確變壓器絕緣是否出現(xiàn)異常。利用變壓汽油中氣體檢測方式對異常放電情況進(jìn)行準(zhǔn)確評估，判斷變壓器的絕緣是否出現(xiàn)問題。根據(jù)接地絕緣測試儀對變壓器接地直流絕緣系統(tǒng)進(jìn)行判斷，從而及時更換或維護(hù)變壓器。巡檢機(jī)器人能夠可見光和紅外定點定時拍照射線，保證對數(shù)字油位計和表計快速識別。發(fā)現(xiàn)表計或油位計讀數(shù)異常、設(shè)備發(fā)熱或存在缺陷就會及時發(fā)出警報，自動生成異常記錄。在巡檢之后智能巡檢機(jī)器人還會自動歸位，實現(xiàn)自動充電和保護(hù)，全程無需人工操作。利用智能巡檢機(jī)器人可以提高巡檢的效率，切實保證巡展人員安全。特高壓絕緣子檢修屬于高空作業(yè)，危險性比較大，員工帶電檢測無法實現(xiàn)。為此電網(wǎng)企業(yè)研制出特高壓絕緣子檢測機(jī)器人，利用探測針可以對絕緣子異常故障進(jìn)行全面分析，利用絕緣機(jī)械抓手沿著絕緣子鋼帽不斷上升?？梢詫μ馗邏航^緣子桿塔進(jìn)行全面檢測。特高壓絕緣子檢測機(jī)器人體積小、重量輕、待機(jī)時間長，充一次電能夠檢測1500 片絕緣子?？梢詫Ω鞣N數(shù)據(jù)進(jìn)行精確記錄，并將結(jié)果傳輸給數(shù)據(jù)庫，利用后臺軟件可以即時分析。操作者只需利用手機(jī)或電腦進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，即可實現(xiàn)自動巡檢。

（二）斷路器故障預(yù)測與檢修方式

斷路器故障預(yù)測與檢修時，必須要針對斷路器的絕緣老化，控制系統(tǒng)故障和行動系統(tǒng)故障等常見問題進(jìn)行深入分析。斷路器經(jīng)過長時間的運(yùn)行與使用，很容易導(dǎo)致絕緣老化等問題。出現(xiàn)斷路器故障而斷路器在長時間運(yùn)行時，電子元器件和回路也會發(fā)生故障，造成斷路器控制失效。斷路器的行動系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)如果出現(xiàn)問題，也很容易導(dǎo)致斷路器無法發(fā)揮正常功能，工作人員需要根據(jù)斷路器電磁鐵的功能進(jìn)行定期檢測，判斷斷路器的實際工作狀況，保證最低額定電壓的條件，增強(qiáng)斷路器電磁鐵的使用功能。對斷路器的主回路導(dǎo)電電阻進(jìn)行全面檢測，確保斷路器的觸頭減少磨損。通過對斷路器滅弧室的真空度和局部放電進(jìn)行檢測，從而有效提高斷路器的整體性能。與傳統(tǒng)的人工巡視相比較來看，智能巡檢系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢：首先，可以代替人工對室外設(shè)備進(jìn)行精確巡檢。利用視覺伺服技術(shù)，能夠?qū)υ婆_進(jìn)行精準(zhǔn)定位，明確故障巡查點。根據(jù)具體的巡查內(nèi)容客觀、標(biāo)準(zhǔn)完成檢測作業(yè)，有效改變?nèi)斯ぱ矙z檢測數(shù)據(jù)存在的結(jié)果不客觀等問題，保證變電站設(shè)備巡檢更加精確。在自動巡檢的過程中，能夠有效節(jié)省運(yùn)維人力，避免人員操作而受到電磁輻射造成的影響。其次，不受惡劣天氣等影響。無論是大風(fēng)、大雨還是冰雹、冰雪，都能夠正常按計劃行事，有效解決惡劣天氣下人工巡檢受到阻礙的問題。其三，不受巡視時間的限制。人工巡檢通常在白天進(jìn)行，白天處于用電高峰階段，無法實現(xiàn)停電檢查。智能巡檢系統(tǒng)可以在夜間的凌晨段或者3 點段，按照人工選擇的路線進(jìn)行巡檢，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定供應(yīng)。最后，還能夠?qū)崿F(xiàn)紅外巡視。通過自動設(shè)置測溫點可以對故障設(shè)備進(jìn)行紅外測溫，能夠與人工測溫數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，真正減輕人工測溫的工作強(qiáng)度。利用數(shù)字圖像處理技術(shù)可以對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行歷史溫度曲線分析，幫助人工巡檢更加精確。運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對軟件系統(tǒng)進(jìn)行自動升級，保證變電站巡檢系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，還可以實現(xiàn)后臺管理，設(shè)定日常巡視特殊巡視，客觀標(biāo)準(zhǔn)完成各種作業(yè)。按照傳統(tǒng)人工巡檢要求開展日常值班巡視，根據(jù)具體的實際情況進(jìn)行分析，保證數(shù)據(jù)更加精確。利用后臺專家?guī)炷軌驅(qū)?shù)據(jù)進(jìn)行長期科學(xué)的管理和智能分析，自動檢出巡查報告，在實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控模式下，可以對巡檢設(shè)備的正常運(yùn)行情況進(jìn)行全時跟蹤。

（三）金屬氧化物避雷器的故障預(yù)測與檢修

目前在電力系統(tǒng)實際運(yùn)行期間，很容易出現(xiàn)金屬氧化物避雷器，出現(xiàn)異常而導(dǎo)致避雷效果不佳。金屬氧化物避雷器很容易出現(xiàn)受潮發(fā)熱、閥片老化，還可能因為設(shè)計不合理而出現(xiàn)傾倒、開裂等問題。在長時間過電壓狀態(tài)下造成絕緣套管性能失效，如果遇到強(qiáng)對流天氣也會造成避雷器的電位存在差異，導(dǎo)致避雷器損害。在金屬氧化物避雷器故障檢修時，要及時針對內(nèi)部的潮濕情況進(jìn)行分析，采取恰當(dāng)?shù)墓收项A(yù)測和檢修技術(shù)對電流監(jiān)測，明確閥片的潮濕情況，提高金屬氧化物避雷器的運(yùn)行質(zhì)量。目前變電一次設(shè)備智能巡檢主要以智能巡檢機(jī)器人為主，整合機(jī)器人技術(shù)、電力設(shè)備非接觸檢測技術(shù)、模塊識別技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、定位導(dǎo)航技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)全自主遠(yuǎn)程遙控，有效代替人工對變電站實現(xiàn)巡檢，為智能變電站和變電一次設(shè)備提供技術(shù)檢測的手段，推進(jìn)變電站無人值守的快速發(fā)展。

在日常巡檢時，智能巡檢系統(tǒng)能夠?qū)ψ冸娬镜脑O(shè)備和儀表進(jìn)行定點拍攝，將圖像上傳至互聯(lián)網(wǎng)終端。紅外巡檢系統(tǒng)還能夠?qū)ψ儔浩鳌⒒ジ衅鞯仍O(shè)備以及觸頭母線、連接頭等溫度進(jìn)行實時采集和監(jiān)控，利用對比歷史趨勢分析等多種手段，判斷設(shè)備是否出現(xiàn)異常狀況。利用紅外測溫時，模塊識別技術(shù)能夠?qū)囟葯z測設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確識別，提高溫度檢測的整體效果。在正常工作時間允許的情況下，智能巡檢系統(tǒng)可以任意設(shè)定巡檢時間，在到達(dá)時間后就能夠沿著預(yù)設(shè)軌道實現(xiàn)自動巡檢，?？吭陬A(yù)先設(shè)定的地點，利用感應(yīng)器對帶電設(shè)備進(jìn)行自動感應(yīng)。所有檢測完成之后還能夠?qū)崿F(xiàn)自主充電。在人工操作的模式下可以脫離預(yù)先設(shè)定的路線，運(yùn)用鍵盤、鼠標(biāo)對智能巡檢機(jī)器人進(jìn)行遙控，提高巡檢的范圍。在巡檢完畢后，對信息采集以及功能分析，能夠?qū)﹄娬镜倪\(yùn)行狀況進(jìn)行全方位監(jiān)控，包括環(huán)境溫度、風(fēng)速、聲音采集，還能夠?qū)ρ矙z設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)自動生成報表。在巡檢的過程中，可以針對歷史事件進(jìn)行查看，對超溫報警、溫度曲線、差溫警報進(jìn)行自動分析，實現(xiàn)巡檢作業(yè)的自動化管理。變電一次設(shè)備實現(xiàn)方式：實現(xiàn)視頻監(jiān)控，可通過三種方式實現(xiàn)：1.硬盤錄像機(jī)：以錄像為主的設(shè)備，支持IE 瀏覽；2.網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器：其前端不錄像，可直接將影像傳輸?shù)胶笈_，即后臺服務(wù)器錄像；3.網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)：直接連接網(wǎng)絡(luò)查看錄像。

（四）電壓電流互感器的故障

電壓電流互感器作為一種變壓器，其能將促使電壓從高到底，電流從大到小，其屬于一種特殊的變壓器?；ジ衅魅绻a(chǎn)生了故障，則會影響電力系統(tǒng)計量的合理性以及保護(hù)裝置動作的穩(wěn)定性。而且電壓電流互感器的故障包括了過熱冒煙、警告聲、表計指示不正常、漏油等。

舉個例子，電壓互感器產(chǎn)生了冒煙以及著火的現(xiàn)象。還沒有冒煙時，一次側(cè)熔斷器未熔斷，然而二次側(cè)熔絲則進(jìn)行了熔斷，所以其屬于二次繞組相間短路導(dǎo)致的故障。工作人員這樣進(jìn)行處理:在二次繞組冒煙，但未導(dǎo)致一次絕緣產(chǎn)生故障時，及時退出自動裝置、而且拆掉二次側(cè)熔斷器。打開一次側(cè)重隔離開關(guān)，使電壓互感器不再運(yùn)行。

（五）避雷器的故障

電網(wǎng)的正常運(yùn)行關(guān)系到供電的安全性、穩(wěn)定性，避雷器則屬于變電站中關(guān)鍵的部分，其作用是避開雷電襲擊，避免電網(wǎng)產(chǎn)生故障。如今普遍采用的是碳化硅避雷器、金屬氧化物避雷器。前者因為線路電流太大，導(dǎo)致避雷器絕緣套管被高壓所影響，最后減少使用壽命，所以普遍使用后者。舉個例子，在檢修避雷器的過程中，工作人員采取檢測避雷器的電阻的方式分析其有沒有產(chǎn)生故障。同時也使用了在線監(jiān)測設(shè)備來檢測故障，采取措施處理了故障。

三、結(jié)語

變電一次設(shè)備是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心。設(shè)備通過對變電一次設(shè)備進(jìn)行故障預(yù)測與檢修，能夠保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，確保電力企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。從目前來看，變電一次設(shè)備最常見的故障主要以變壓器，斷路器以及金屬氧化物避雷器為主，必須針對不同設(shè)備的特點采取特定的檢測方式，提高故障檢修的質(zhì)量與水平，有效維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。