王耀鋒

（國網(wǎng)陜西省電力公司渭南供電公司，陜西渭南 714000）

隨著現(xiàn)代社會(huì)對電力需求的不斷增長，電力系統(tǒng)的可靠性和安全性成為至關(guān)重要的問題。傳統(tǒng)的變電站運(yùn)維和設(shè)備維護(hù)方法面臨著越來越多的挑戰(zhàn)，包括設(shè)備老化、維修難度增加及對電力系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性的更高要求[1]。

智能變電站為電力系統(tǒng)的管理和維護(hù)提供了新的機(jī)遇。智能變電站以先進(jìn)的傳感器、通信和數(shù)據(jù)分析技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程操作和自動(dòng)化決策。這一技術(shù)的應(yīng)用為電力系統(tǒng)運(yùn)維安全和設(shè)備維護(hù)帶來了全新的思路和方法。通過智能化技術(shù)，運(yùn)維人員能夠?qū)崟r(shí)獲取設(shè)備狀態(tài)信息，及時(shí)響應(yīng)異常情況，并采取預(yù)防性維護(hù)措施，從而降低了運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)，提高了電力系統(tǒng)的可靠性。

1 智能變電站技術(shù)與應(yīng)用

1.1 智能化技術(shù)概述

隨著信息技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)已深刻地改變了電力行業(yè)的運(yùn)營方式和設(shè)備維護(hù)方法。智能化技術(shù)的核心在于傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)分析。傳感器廣泛布署在電力設(shè)備上，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電流、電壓、溫度等參數(shù)，同時(shí)還包括振動(dòng)傳感器、紅外傳感器等多種類型，以滿足各種設(shè)備的監(jiān)測需求。通信網(wǎng)絡(luò)則將設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)，通過云計(jì)算等技術(shù)，數(shù)據(jù)能夠被快速存儲(chǔ)和分析。數(shù)據(jù)分析是智能化技術(shù)的關(guān)鍵，采用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法，可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、異常檢測和預(yù)測性維護(hù)[2]。這一技術(shù)的應(yīng)用使電力系統(tǒng)從被動(dòng)響應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)管理，極大提高了電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。

1.2 智能變電站在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能變電站的應(yīng)用已在電力系統(tǒng)中取得了顯著的成果。智能變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)化決策大幅提高了運(yùn)維的效率。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，運(yùn)維人員可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并遠(yuǎn)程控制設(shè)備，減少人工干預(yù)的需求。在引入智能變電站后，故障處理時(shí)間明顯減少。智能化技術(shù)對電力設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行了全面監(jiān)測和分析。例如，智能傳感器可實(shí)時(shí)檢測變壓器的油溫、濕度等參數(shù)，通過數(shù)據(jù)分析，可預(yù)測設(shè)備的壽命，避免設(shè)備因故障而停運(yùn)，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以使用智能化技術(shù)進(jìn)行設(shè)備健康管理，可將設(shè)備的平均壽命延長。智能變電站的能源管理功能使電力系統(tǒng)更加高效。通過數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化算法，智能變電站可調(diào)整電力分配，最大程度地降低能源損耗。所以，引入智能變電站后，電力系統(tǒng)的能源損耗有所降低。

2 智能變電站的運(yùn)維安全策略

2.1 數(shù)據(jù)分析與預(yù)測

數(shù)據(jù)分析與預(yù)測是智能變電站的核心能力之一，通過深度數(shù)據(jù)挖掘，其可實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)測。具體而言，數(shù)據(jù)分析利用傳感器收集的大量數(shù)據(jù)，如電流、電壓、溫度等參數(shù)，通過高級分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可檢測設(shè)備的性能異常，并預(yù)測可能發(fā)生的故障。這種預(yù)測性維護(hù)不僅可減少突發(fā)故障，還能最大程度地延長設(shè)備的壽命，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。例如，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器的油溫和濕度，數(shù)據(jù)分析可提前發(fā)現(xiàn)變壓器可能存在的隱患，從而避免了不必要的停電和維修，減少了維修成本。

數(shù)據(jù)分析還能夠優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行。通過分析電力負(fù)荷、電價(jià)、能源生產(chǎn)等數(shù)據(jù)，可制訂最佳的電力分配策略，降低能源成本，減少能源浪費(fèi)。所以引入數(shù)據(jù)分析的智能變電站能夠降低電力系統(tǒng)的能源損耗，顯著提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制

遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制技術(shù)在智能變電站中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其實(shí)現(xiàn)了對電力設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制，極大地提高了運(yùn)維的效率和安全性。通過傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)收集設(shè)備數(shù)據(jù)，并將其傳輸至中央監(jiān)控中心，運(yùn)維人員可通過監(jiān)控界面隨時(shí)了解設(shè)備的狀態(tài)和性能。這種實(shí)時(shí)性的監(jiān)控使運(yùn)維人員能夠快速響應(yīng)異常情況，及時(shí)采取措施，最大程度地減少設(shè)備故障對電力系統(tǒng)的影響。所以引入遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制技術(shù)后，可減少故障處理時(shí)間。

遠(yuǎn)程控制也為電力系統(tǒng)帶來了便利。運(yùn)維人員可遠(yuǎn)程切換開關(guān)、調(diào)整電壓和電流等，無需親臨現(xiàn)場。這降低了工作人員的人身風(fēng)險(xiǎn)，特別是在危險(xiǎn)環(huán)境下。此外，遠(yuǎn)程監(jiān)控還為電力設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)提供了可能，即使設(shè)備位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，也可進(jìn)行及時(shí)地維護(hù)和修復(fù)，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 安全風(fēng)險(xiǎn)評估與管理

安全風(fēng)險(xiǎn)評估與管理是智能變電站維護(hù)電力系統(tǒng)安全的重要手段。通過綜合分析歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可評估電力設(shè)備的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)，并制訂相應(yīng)的管理策略。例如，智能傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的溫度、濕度和振動(dòng)等參數(shù)，通過數(shù)據(jù)分析，可識別出可能的故障模式和趨勢。運(yùn)維人員可根據(jù)這些信息采取預(yù)防性維護(hù)措施，提前排除潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

安全風(fēng)險(xiǎn)評估還可用于制訂應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃。通過模擬不同故障情況，可評估系統(tǒng)的應(yīng)對能力，為應(yīng)急事件提供指導(dǎo)，這有助于快速恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并減少停電時(shí)間。

3 設(shè)備維護(hù)與可靠性提升策略

3.1 定期維護(hù)與預(yù)防性維護(hù)

定期維護(hù)與預(yù)防性維護(hù)是智能變電站中不可或缺的環(huán)節(jié)，其深度細(xì)節(jié)有助于理解其重要性。定期維護(hù)涉及按照預(yù)定的時(shí)間表對設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，包括清潔、潤滑、緊固等常規(guī)工作。這些維護(hù)工作有助于確保設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)，減少了設(shè)備因常規(guī)磨損而引起的故障概率。然而，預(yù)防性維護(hù)更進(jìn)一步，通過數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測技術(shù)，能夠提前檢測出潛在的問題。例如，智能傳感器可連續(xù)監(jiān)測設(shè)備的振動(dòng)和溫度，如果出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)，運(yùn)維人員可立即采取措施，預(yù)防潛在故障。這種前瞻性的維護(hù)方式不僅減少了計(jì)劃外的停機(jī)時(shí)間，還最大程度地延長了設(shè)備的使用壽命。

3.2 智能化設(shè)備診斷與維修

智能化設(shè)備診斷與維修技術(shù)具有深刻的實(shí)用性。這些技術(shù)依賴傳感器和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測和故障診斷。一旦傳感器檢測到設(shè)備異常，如不尋常的振動(dòng)或溫度升高，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并生成詳細(xì)的維修建議。運(yùn)維人員可根據(jù)這些建議有針對性地采取行動(dòng)，而不是采用傳統(tǒng)的維修方式，將設(shè)備完全停用等待維修，這不僅縮短了維修時(shí)間，還減少了設(shè)備的二次損壞。這種精確維修方式極大提高了電力系統(tǒng)的可靠性。

3.3 設(shè)備壽命延長措施

延長電力設(shè)備壽命的措施不僅包括維護(hù)和修復(fù)，還涉及現(xiàn)代化和技術(shù)升級。設(shè)備的升級和改造是延長壽命的重要途徑。通過替換老化的零部件、采用更耐用的材料和先進(jìn)的技術(shù)，可將設(shè)備升級到更高的性能水平，使其具備更長的使用壽命。合理的負(fù)載管理對設(shè)備壽命的延長至關(guān)重要。通過有效控制電流、電壓和負(fù)荷分布，可減少設(shè)備的磨損和疲勞，延長其使用壽命。定期檢查和維護(hù)設(shè)備的絕緣系統(tǒng)也是延長設(shè)備壽命的重要步驟，因?yàn)榻^緣系統(tǒng)的老化和故障可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。通過這些深度措施，電力設(shè)備的使用壽命可有效延長，為電力系統(tǒng)提供更長期的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)果與討論

4.1 運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)降低與安全性提高

對引入智能變電站前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。表1為引入智能變電站前后設(shè)備的數(shù)據(jù)情況。

表1 引入智能變電站前后設(shè)備的數(shù)據(jù)情況

引入智能變電站技術(shù)后，運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)顯著降低，同時(shí)安全性大幅提高。從表1中可看出，故障率年均次數(shù)減少了50%，這意味著設(shè)備發(fā)生故障的頻率減半。平均維修時(shí)間減少了50%，表示在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，維修所需的時(shí)間大幅縮短，減少了停電時(shí)間。這對于電力系統(tǒng)的可用性和可靠性至關(guān)重要。事故損失減少了50%，這意味著由于設(shè)備故障引發(fā)的損失大幅減少。安全事故數(shù)量減少了60%，表明安全性得到顯著提高。這些數(shù)據(jù)不僅體現(xiàn)了引入智能變電站技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益，還突出了其對電力系統(tǒng)安全性的積極影響。

智能變電站通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，能夠迅速檢測并響應(yīng)設(shè)備異常情況，提前采取維修措施，降低故障率和維修時(shí)間。同時(shí)，其還提供了全面的安全風(fēng)險(xiǎn)評估與管理，減少了安全事故的發(fā)生。綜合這些數(shù)據(jù)，智能變電站的應(yīng)用不僅提高了電力系統(tǒng)的可用性和可靠性，還為電力行業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和安全優(yōu)勢。

4.2 設(shè)備利用率的改善

為評估智能變電站對設(shè)備利用率的改善效果，對引入智能變電站前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析。收集了設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、維護(hù)記錄及停機(jī)時(shí)間等信息，并使用這些數(shù)據(jù)計(jì)算了設(shè)備的利用率，結(jié)果見表2。

表2 智能變電站設(shè)備利用率改善數(shù)據(jù)

引入智能變電站技術(shù)后，設(shè)備利用率顯著提高，表2中列出了不同類型設(shè)備的利用率改善情況。發(fā)電機(jī)的利用率提高了10%，這意味著在同樣的時(shí)間內(nèi)，發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生更多的電力，提高了電力系統(tǒng)的發(fā)電效率。變壓器的利用率提高了7%，這表明變壓器在同樣的時(shí)間內(nèi)能夠更有效地完成電壓變換工作，減少了能量損失。開關(guān)設(shè)備的利用率提高了12%，這意味著開關(guān)設(shè)備在同樣的時(shí)間內(nèi)能夠更迅速地切換電路，提高了電力系統(tǒng)的可靠性。輸電線路的利用率提高了6%，這表示輸電線路能夠更有效地傳輸電力，減少了電能損耗。

這些數(shù)據(jù)反映了智能變電站技術(shù)對電力設(shè)備的優(yōu)化管理和精細(xì)控制，使設(shè)備能夠更有效地運(yùn)行，提高了電力系統(tǒng)的整體性能。這不僅有助于降低能源成本，還減少了電力浪費(fèi)，促進(jìn)了電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4.3 設(shè)備壽命延長的實(shí)際效果

引入智能變電站技術(shù)顯著延長了電力設(shè)備的使用壽命，為電力系統(tǒng)帶來了實(shí)際效益。通過定期維護(hù)與預(yù)防性維護(hù)，設(shè)備的正常運(yùn)行得到有效保障，維護(hù)周期更加合理，設(shè)備磨損程度顯著降低。智能化設(shè)備診斷與維修技術(shù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障，使得維修工作更加精確和迅速，從而減少了維修時(shí)間和維修成本。此外，設(shè)備壽命延長措施的實(shí)施，如設(shè)備升級和改造，提高了設(shè)備的抗老化能力，延長了設(shè)備的壽命，減少了設(shè)備更換的頻率。這一系列措施的綜合應(yīng)用，使得電力設(shè)備的使用壽命顯著延長，從而降低了設(shè)備的總體投資成本，提高了電力系統(tǒng)的可靠性和可用性，為電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了實(shí)際效益和長期價(jià)值。

5 結(jié)束語

通過深入研究智能變電站的關(guān)鍵策略，揭示了其在電力系統(tǒng)運(yùn)維中的卓越價(jià)值。數(shù)據(jù)分析與預(yù)測、遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制、安全風(fēng)險(xiǎn)評估與管理等策略的應(yīng)用，顯著提高了設(shè)備性能、減少了故障風(fēng)險(xiǎn)，并優(yōu)化了電力系統(tǒng)的維護(hù)效率。同時(shí)，定期維護(hù)與預(yù)防性維護(hù)、智能化設(shè)備診斷與維修、設(shè)備壽命延長措施等措施共同延長了設(shè)備壽命，降低了維護(hù)成本，為電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展鋪平了道路。智能變電站技術(shù)不僅提高了電力系統(tǒng)的可用性和可靠性，還為人們邁向更加智能、高效和環(huán)保的電力未來奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。隨著技術(shù)不斷演進(jìn)，期待智能變電站在電力行業(yè)的更廣泛應(yīng)用，以滿足不斷增長的能源需求，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能源供應(yīng)。