doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.06.026

中圖分類號(hào)：TM7；TP3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Research on Online Monitoring and Condition Maintenance Technology for Primary Power Equipment

LI Junye， SHAO Jie （Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510700， China）

Abstract：This article studies theonline monitoring andcondition based maintenance technology of primary power equipmentanalyes thecharacteristcsofoie moitorigofprimarypowereuipment，andelaboratesonthoinemoting technologyandconditionbased maintenance technologyofprimarypowerequipment.Intendedtoachievereal-time evaluationof equipment status andearly warning ofpotentialfaults through online monitoringandcondition based maintenance technology.

Keywords： primary power equipment; online monitoring; status maintenance

1 電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)

電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的主要特點(diǎn)包括精準(zhǔn)性、實(shí)時(shí)性、連續(xù)性和智能化。一是精準(zhǔn)性。在線監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠精確捕捉設(shè)備的細(xì)微數(shù)據(jù)變化，測(cè)量誤差可以控制在極小的范圍內(nèi)，如溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備的誤差能低至 0.1^°C 。二是實(shí)時(shí)性。在線監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患或異常情況，確保設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題時(shí)能夠立即反饋。三是連續(xù)性。在線監(jiān)測(cè)設(shè)備持續(xù)不斷地工作，積累大量寶貴的數(shù)據(jù)，為后續(xù)的分析和決策提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。四是智能化。在線監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠自動(dòng)分析和處理數(shù)據(jù)，并在出現(xiàn)異常情況時(shí)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，幫助運(yùn)維人員及時(shí)采取措施。

2 電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)內(nèi)部，根據(jù)變電站與輸電元件等的實(shí)際需求，綜合配備操作系統(tǒng)科學(xué)完善的處理器，再者還可以設(shè)置代理器，以此快速精準(zhǔn)傳輸信號(hào)，構(gòu)建起分布式平臺(tái)。同時(shí)，還需按要求連接所有部件和處理器，從而明確處理器和代理器具體狀況，據(jù)此借助光纖通信系統(tǒng)傳輸相應(yīng)信息數(shù)據(jù)。智能電網(wǎng)內(nèi)部，處理器之間相互聯(lián)系，實(shí)施協(xié)調(diào)控制。

智能電網(wǎng)具備自愈控制功能，即為電網(wǎng)受到故障問題影響之前，預(yù)先處理本地故障，以此取得良好自愈效果。在智能電網(wǎng)發(fā)揮自愈控制作用條件下，其代理器的基本結(jié)構(gòu)為一次設(shè)備在線安全監(jiān)測(cè)裝置，該裝置已具備狀態(tài)檢修功能，能夠監(jiān)測(cè)變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，彌補(bǔ)了計(jì)劃檢修的不足（如圖1所示）。但是，現(xiàn)階段的在線安全監(jiān)測(cè)尚未完全達(dá)到實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)目標(biāo)。針對(duì)該情況，若是可以進(jìn)一步優(yōu)化部分關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效狀態(tài)監(jiān)測(cè)，方可滿足自愈智能電網(wǎng)需求，作為智能代理器投入應(yīng)用[1]。

3 電力一次設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

隨著電力設(shè)備檢修機(jī)制不斷完善與發(fā)展，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其優(yōu)勢(shì)包括降低維修成本、強(qiáng)化供電可靠性與安全性以及延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等。根據(jù)相關(guān)研究可知，通過利用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，設(shè)備利用率超過 5% ，并將設(shè)備維修成本降低 25% 至 35% 。

3.1傳感器技術(shù)在線監(jiān)測(cè)

利用傳感器技術(shù)在線監(jiān)測(cè)功能，通過傳感器、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)處理軟件等組成，可以對(duì)設(shè)備的溫度、壓力、振動(dòng)、電流等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，獲得動(dòng)力設(shè)備動(dòng)態(tài)化信息數(shù)據(jù)，并以此為參考指標(biāo)[2]。加強(qiáng)對(duì)傳感器技術(shù)的優(yōu)化提升，從而最大程度達(dá)到在線監(jiān)測(cè)電源要求與規(guī)范。例如，溫度傳達(dá)感應(yīng)機(jī)器，能夠?qū)崟r(shí)掌握電氣設(shè)備工作情況，且形成數(shù)據(jù)信息。

3.2紅外線熱感呈像技術(shù)

紅外線熱感呈像技術(shù)作為一項(xiàng)關(guān)鍵傳感器技術(shù)，對(duì)紅外輻射進(jìn)行獲取與處理，以形成熱場(chǎng)分布圖像，呈現(xiàn)相應(yīng)溫度值（原理如圖2所示）。該項(xiàng)技術(shù)順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，其發(fā)展前景廣闊。在實(shí)際檢測(cè)工作中，紅外線熱感呈像技術(shù)重點(diǎn)檢測(cè)溫度與絕緣性能。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如下：首先，由于紅外線檢測(cè)能夠自主啟動(dòng)，因此具備較強(qiáng)不可攻破性，處于較高穩(wěn)定狀態(tài)。其次，具有較強(qiáng)敏感性，可優(yōu)化改進(jìn)監(jiān)測(cè)設(shè)備，增強(qiáng)其溫度檢測(cè)精準(zhǔn)度，使溫差指標(biāo)在 0.01^° 至 3^° 之間。由此可見，即使溫度變化極小，仍舊能夠精確檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上通過大數(shù)據(jù)計(jì)算獲取相應(yīng)檢測(cè)結(jié)果?，F(xiàn)階段，紅外線熱感呈像技術(shù)已相對(duì)完善、成熟，可高效進(jìn)行圖像處理。

4 電力一次設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)方式

雖然通過技術(shù)支持，促進(jìn)了電力一次設(shè)備的發(fā)展，但在該設(shè)備實(shí)際運(yùn)行期間仍有一系列問題。對(duì)此，有關(guān)人員必須高度重視，全面分析問題原因及產(chǎn)生的影響等，并制定針對(duì)性解決措施?，F(xiàn)階段，常見狀態(tài)檢測(cè)方式如下：

4.1在線檢測(cè)

在目前的狀態(tài)檢修工作中，在線檢測(cè)方式得到廣泛應(yīng)用。重點(diǎn)檢測(cè)電力一次設(shè)備整體運(yùn)行情況，該過程中進(jìn)行連續(xù)性檢測(cè)或定期檢測(cè)。利用設(shè)備內(nèi)部傳感器，對(duì)相關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)施在線采集與歸納，以此發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行期間存在的故障問題，根據(jù)預(yù)先制定的解決方案，明確其狀態(tài)能否達(dá)到工作運(yùn)行要求。

4.2離線檢測(cè)

離線檢測(cè)通常是在數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行的，需要將數(shù)據(jù)從采集現(xiàn)場(chǎng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心或離線存儲(chǔ)設(shè)備中進(jìn)行分析和處理。實(shí)施離線檢測(cè)過程中，應(yīng)充分利用振動(dòng)檢測(cè)儀、油質(zhì)分析儀等，以此綜合檢測(cè)電力一次設(shè)備。

4.3定期解體檢測(cè)

目前，定期解體檢測(cè)方式并未實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，仍存在使用局限。通常，該狀態(tài)檢測(cè)方式由專業(yè)素養(yǎng)較高技術(shù)人員使用，著重檢測(cè)運(yùn)行中的電力一次設(shè)備。實(shí)際開展該方面檢測(cè)工作過程中，還應(yīng)確保設(shè)備運(yùn)行可靠性，同時(shí)避免對(duì)其他設(shè)備工作運(yùn)行造成干擾。

5 電力一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

部分關(guān)鍵性電力一次設(shè)備一旦發(fā)生故障，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至中斷整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，應(yīng)盡快采用狀態(tài)檢修技術(shù)開展檢修工作，最大程度減少電力損失。通常，電力一次設(shè)備檢修過程中，還需加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)，提升設(shè)備運(yùn)行水平。

5.1氣體絕緣變電站一次設(shè)備的狀態(tài)檢修

在變電系統(tǒng)內(nèi)部，氣體絕緣變電站占據(jù)核心位置，開展一次設(shè)備狀態(tài)檢修工作時(shí)，應(yīng)按照具體要求與規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格操作。在穩(wěn)定性與安全性方面對(duì)該變電站提出更高要求，所以在一次設(shè)備狀態(tài)檢修過程中，應(yīng)綜合檢測(cè)其影響因素，包括氣壓、濕度等，并對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)提出嚴(yán)格要求。就其中的SF6而言，如果出現(xiàn)局部放電情況，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)物質(zhì)，那么在檢測(cè)過程中應(yīng)對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并據(jù)此判定變電站內(nèi)部有無火花異常等故障發(fā)生，以此體現(xiàn)變電站整體工作運(yùn)行狀況[3]。

5.2避雷器的狀態(tài)檢修

基于電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下，主要使用避雷器達(dá)到保護(hù)目的，但仍有相關(guān)問題出現(xiàn)，易于被環(huán)境因素影響，遇到降雨天氣時(shí)空氣濕度較大，導(dǎo)致避雷器受潮，進(jìn)而出現(xiàn)放電情況，大幅弱化對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的保護(hù)，造成嚴(yán)重雷擊破壞。對(duì)此，應(yīng)及時(shí)檢測(cè)避雷器，確保其性能良好，長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。實(shí)際檢測(cè)過程中，通常使用絕緣電阻，以此判斷避雷器是否存在受潮的情況，并且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行動(dòng)態(tài)，以保證其正常運(yùn)行。另外，還需注重避雷器維護(hù)工作，在此過程中也可采用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，以全面監(jiān)測(cè)其運(yùn)行情況，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)避雷器故障。

5.3變壓器的狀態(tài)檢修

變壓器運(yùn)行狀態(tài)檢修內(nèi)容如下：

（1）在變壓器運(yùn)行狀態(tài)下，若是出現(xiàn)異常聲響，可判斷變壓器發(fā)生故障，所發(fā)出的異常聲響雜亂無序，必須安排專業(yè)電工進(jìn)行檢測(cè)。若是設(shè)備發(fā)生故障，則表示存在短路問題，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常聲響時(shí)，可判斷變壓器發(fā)生故障。

（2）精確檢測(cè)變壓器是否滿足絕緣性要求，了解其是否可以長(zhǎng)期使用，是否存在受潮的情況。

此外，當(dāng)變壓器發(fā)生線路故障時(shí)，若是無法盡快檢測(cè)線路，容易造成電力系統(tǒng)整體短路，無法確保電力設(shè)備運(yùn)行安全性與可靠性，同時(shí)若是電力系統(tǒng)停電，會(huì)危及技術(shù)人員人身安全[4。為更大程度提高系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格監(jiān)管電力一次設(shè)備，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，以保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行。在整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，需嚴(yán)格監(jiān)管部分老舊設(shè)備，做好維護(hù)工作，若是設(shè)備存在安全隱患，需要踐行落實(shí)針對(duì)性維修措施，從而保證電力供應(yīng)安全性與可靠性。

5.4斷路器的狀態(tài)檢修

在電力系統(tǒng)內(nèi)部，斷路器作為關(guān)鍵元器件，若是出現(xiàn)故障問題將阻礙系統(tǒng)整體安全可靠運(yùn)行，如果其溫度偏高，容易引發(fā)爆炸事故。所以，應(yīng)全面排查斷路器實(shí)際運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)嗦菲鳡顟B(tài)，若其電壓過大或過小，均會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性下降，并出現(xiàn)拒動(dòng)問題，為避免該狀況出現(xiàn)，需保證斷路器運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性，從而推動(dòng)電力系統(tǒng)整體可靠運(yùn)行。

5.5互感器的狀態(tài)檢修

在電流互感器裝置工作運(yùn)行過程中，由于較低二次阻抗產(chǎn)生影響，對(duì)鐵芯部件激磁電流造成干擾，其參數(shù)接近于零。若是該設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)異響等不良狀況，需要盡快停機(jī)處理。并且還需著重了解二次側(cè)開路放電情況與負(fù)荷指標(biāo)等。再則，當(dāng)電壓互感器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，有關(guān)問題出現(xiàn)的原因是回路斷線發(fā)生故障。因此，具體開展?fàn)顟B(tài)檢修工作時(shí)，首先需要對(duì)高壓熔斷器與低壓熔斷器進(jìn)行檢測(cè)，以此了解其是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而確認(rèn)電壓回路有無接頭松動(dòng)等情況。

6 電力一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的改善措施

6.1體制創(chuàng)新

電力一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，充分結(jié)合先進(jìn)科技，開展電力設(shè)備檢修工作。該檢修方式除了要獲得技術(shù)支持，同時(shí)也要加強(qiáng)科學(xué)管理。因此，在電力一次設(shè)備投入應(yīng)用后，需注重技術(shù)提升與創(chuàng)新，并優(yōu)化健全管理制度[5]。

6.2做好設(shè)備的檢修工作

在電力一次設(shè)備內(nèi)部，各類零部件均可更換，從而優(yōu)化設(shè)備性能。根據(jù)常見故障問題的位置加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，盡快發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，據(jù)此采用有效性應(yīng)對(duì)措施，以確保整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。即使電力一次設(shè)備實(shí)際運(yùn)行期間并未出現(xiàn)明顯異常，也要做好狀態(tài)檢測(cè)工作。

6.3對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程管理

電力一次設(shè)備設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，一方面需要考慮其功能與性能，另一方面也要注重其使用壽命。因此，開展設(shè)計(jì)工作時(shí)必須考慮全面，如若不然，正式投入應(yīng)用后將增加大量維修成本，即使監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)異常，仍舊不能改變?cè)O(shè)備功能。為避免該情況出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)真正規(guī)避相關(guān)問題出現(xiàn)。

7 結(jié)束語

綜上所述，為確保電力系統(tǒng)整體安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要嚴(yán)格檢測(cè)與管理電力一次設(shè)備，采用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)做好監(jiān)測(cè)工作，根據(jù)所得數(shù)據(jù)分析結(jié)果，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障，并采取針對(duì)性解決措施。由于不同電力一次設(shè)備檢修方式存在差異，因此需要優(yōu)化健全管理制度，不斷提高相關(guān)人員檢修能力與水平，從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修統(tǒng)一目標(biāo)，具體檢修期間加強(qiáng)研發(fā)新型技術(shù)方法，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)步長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

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