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基于电力设备状态检修及运维一体化技术分析

臧聪
  
大通媒体号
2025年115期
山东泰开高压开关有限公司271000

摘要:电力设备是电网安全稳定运行的重要支撑,其运行状况直接影响到供电可靠性和电网运行效率。传统的周期维修模式存在盲目性强、资源消耗大、故障预警滞后等缺点,已不能满足现代电网智能化发展的要求。状态检修和运维集成技术将设备状态监测、数据分析、智能诊断和精益维护四个环节有机地结合起来,构建“ 感知、分析、决策、执行” 的全链条管理系统,实现设备管理由“ 定期修” 到“ 状态修” 的转变。本文对电力设备状态检修的核心技术体系进行了系统的剖析,并对其实现途径进行了阐述,并结合实际应用场景对技术实践的效果进行了验证。这对提高电力公司的设备管理水平、降低运营成本具有一定的参考价值,帮助电网朝着智能化和精益化的方向稳步发展。

关键词:电力设备;状态检修;运维一体化;状态监测

电力行业是国民经济的基础产业,其供电可靠性直接关系到国民经济的正常运行和人民生活的质量。随着电网规模的不断扩大,用电设备的数量不断增加,设备的种类也越来越多,传统的“到期强制,故障后修复”的维修模式越来越暴露出许多问题。定期检修没有充分考虑设备的实际运行状况,过度维修既浪费了人力和物力的资源,又存在着潜在的安全隐患,导致非计划停机。产业统计表明,超过 70% 的电力设备故障可以提前预警,但传统维修模式下的故障漏判率高达 25% ,对电网的安全运行构成重大风险。随着智能电网建设的不断深入,传感、物联网、大数据分析等技术的成熟应用将为电力设备的状态检修和运维一体化提供技术支持。状态检修是指根据设备的实际运行情况,将监测数据和诊断结果相结合,制定维修策略;运维一体化是通过对维修、维护、调度等业务过程的整合,打破了部门之间的壁垒,提高了管理的效率。为解决传统运维难题,提高电网运行效率,二者深度融合是必然的选择。

1. 电力设备状态检修核心技术架构

1.1 状态监测技术

1.1.1 电气参数监测

利用智能传感器对变压器、断路器等核心设备进行实时测量,获取其电参数,如电压,电流,功率因数,局放等。局放监测是利用超声波、特高频等传感器对设备内部绝缘缺陷进行检测,从而对绝缘老化风险进行预警。变压器油中溶解气体的监测是利用气相色谱法对油中的特征气体(氢、甲烷、乙炔)进行分析,来判断装置内部的故障类型,其监测精度可以达到 μL/L 的水平。

1.1.2 物理状态监测

对设备在运行过程中的温度、振动和机械性能等物理量进行了监控。采用红外测温技术,对设备连接件、绕组等关键部位进行温度测量,测量精度达到 0.1C ,及时发现接触不良等热缺陷;利用振动传感器对变压器、发电机等转动设备进行振动信号的采集,并结合频谱分析对机械磨损和不平衡等故障进行诊断;对断路器及其他开关设备进行机械参数的监测,如断路器的分合闸时间,操作机构的动作特性,评价设备的机械可靠性。

1.1.3 环境与辅助参数监测

设置温度、湿度、污度等传感器,采集设备运行环境参数,并分析其影响因素。湿度超标会导致设备绝缘性能降低,积尘累积容易诱发绝缘子闪络,因此,将环境参数和设备状态数据进行关联分析,可以为运行决策提供更加全面的参考依据。

1.2 数据处理与智能诊断技术

1.2.1 数据预处理

采集到的原始数据中含有噪声和异常值等干扰信息,需要对数据进行净化、规范化和融合等处理以提高数据质量。通过过滤算法剔除环境干扰引起的异常数据,采用数据融合技术对多源数据进行融合,消除数据冗余和冲突,为后续的诊断分析奠定数据基础。

1.2.2 状态评估与诊断

建立设备运行状态评价模型。运用模糊综合评判法和层次分析法等数学方法对设备的健康状况进行了定量评价,并将其与设备的历史数据、维修记录和设备记录相结合。在此基础上,引入机器学习算法(SVM、神经网络等),利用训练样本构建故障诊断模型,智能判断故障类型、严重程度和发展趋势,准确率超过 90% 。

2. 电力设备运维一体化实施路径

2.1 组织架构优化

打破传统的维护、维修和调度等部门各自为政的管理模式,建立一个扁平化的维护和集成的组织结构。建对各个部门的业务功能进行了整合,对各个岗位的职责和工作流程进行了详细的划分,从而达到了对设备的监控、诊断、维修和运维的一体化管理。透过组织间的协作,消除部门间的隔阂,降低交流成本,提高决策和执行的效率。

2.2 业务流程整合

对电力设备维护管理全过程业务进行梳理,对从状态监控、故障诊断、维修计划制定、现场实施、效果评价等环节进行优化。根据设备运行状态评估结果,结合电网负荷、检修资源分配等因素,自动产生维修建议和维修计划;现场运维人员可以通过手机终端接收任务,上传现场数据,实现运维工作的信息化和无纸化;在维修结束后,对维修效果进行评估,并对设备的状态文件进行更新,为以后的运行提供参考。

2.3 信息平台建设

建立电力设备运维一体化信息平台,将设备状态监测数据、设备记录、维修记录、维修过程等各种资源进行集成,达到数据共享和业务协同的目的。该平台具有数据采集和存储,状态评估和诊断,维修计划管理,维护任务调度,数据分析和报告功能。通过该平台,实现了对设备生命周期内的数据进行集中管理,为维护管理决策提供数据支持,并对整个过程进行监控和控制。

3. 技术应用效果分析

通过对某地区 110kV 变电所实施状态检修和运维一体化技术的应用,使设备管理水平得到了明显的提高。采用多维度监测设备,对变压器、断路器等核心设备进行实时监测,并结合智能诊断模型,对 3 起变压器局部放电和 2 起断路器机械故障进行了预警,避免了非计划停机;运维集成平台的应用,将检修和维修资源整合起来,将维修计划编制周期由原来的 7 天压缩到 3 天,现场维护工作效率提高 40% ;设备维修费用下降 30% ,平均无故障运行时间增加 25% ,供电可靠性由 99.85% 提高到 99.97% 。应用效果表明,该技术可以有效地提高电力设备的故障预警能力,优化运行资源配置,降低运行成本,为电网的安全稳定运行提供了可靠的保证。

结束语

综上所述,电力设备状态检修与运维集成技术是将状态监控、智能诊断、组织协作和流程优化相结合,构建了一套科学、高效的设备管理系统。状态监测技术可全面感知设备运行状态,智能诊断技术可为故障预警和维修决策提供科学依据,运维集成可通过组织和流程优化提高管理效能。

参考文献

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[2] 关猛 . 基于电力设备状态检修和运维一体化技术研究[J]. 电子元器件与信息技术 ,2022,6(03):141- 142+ 145.

[3] 沈思丹 . 电力设备状态检修和运维一体化技术探究 [J]. 无线互联科技 ,2020,17(20):167- 168.

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