林柔燕
国网福建建阳市供电有限公司福建建阳354200
[摘要]变电设备检修是确保设备正常运行、降低设备事故的有效方法，传统检修方法已经不能适应发展需要，开展状态检修势在必行。要实现状态检修就需要对在线监测与状态检修的关系做出研究。
[关键词]变电设备；在线监测技术；状态检修
本文在讨论设备状态信息的分类与采集、在线监测原理与现状的基础上分析了在线监测与状态检修的关系。
一、设备状态信息的采集手段
设备状态信息分为静态数据、动态数据两类。设备的静态数据是指运行前数据,它与设计、材料、制造工艺、施工安装等因素有关,主要由厂家和运输、安装等质量决定。该数据是为判断设备状态所提供的原始“指纹”信息,也是状态检修的基础数据。一般情况下静态数据与动态数据组合分析,可以描述设备的变化趋势,对状态判断与检修决策具有重要意义。静态数据主要包括设计、材料、配件、制造工艺、出厂前各类试验、运输、安装、调试、交接试验、验收、技术参数等信息。动态数据来源于设备运行和检修等各环节的信息,该数据是判断设备状态和检修决策的直接依据。动态数据一般包括缺陷、故障和事故、检修、更新改造、巡视检查等方面的信息,以及用各种方法所获得的设备状态检测数据。还包括同类设备的运行、检修试验、缺陷和故障等相关信息。
对于设备动态数据的采集手段或者说是状态检测方法可分为停电和不停电两种,其中状态信息的不停电采集对开展设备状态检修有着十分重要的意义,首先不停电采集不影响设备正常运行,提高了供电可靠性,更好地满足企业供电承诺的服务要求；其次大电流、强电场下的实际运行状态理论上能够更加实时准确地反映设备的状态特征。
红外成像及诊断技术的应用。近年来,便携式远红外热像仪的应用取得了良好的效果，尤其是对导体连接部位接触是否良好的判断十分有效。
在线监测是典型的不停电采集分析手段,近年来在线监测技术作为状态检修应用研究的一个重要组成部分近年来得到不断的推广和应用,它为急需获取而无法不停电获取的重要设备状态量提供了运行中采集手段。充分利用实时在线监测信息,使其融合到变电设备综合状态分析体系之中,对于指导状态检修的深入开展具有及其重要的意义。在本文中,并不就某在线监测装置的应用作介绍,而仅仅是通过对在线监测系统的原理及目前存在问题进行探讨,分析在线监测技术与状态检修的关系,提出当前开展状态检修的模式。
二、在线监测系统的原理
1，在线监测系统的基本框架
输变电设备的在线监测与诊断系统有面向对象的分布式和集控式等原理方案,从目前的发展趋势和技术经济比较看,集成分布式系统是发展的主流。
系统中通常包含信息检测及传输、数据处理、状态识别、预报决策等多个单元。
(1)信息检测及传输。按不同的检测对象和诊断目的,选择相应的传感器检测出反映设备运行状态的特征量信息。对于集中在控制室监测或需具有远程诊断功能的在线监测系统,需要将采集信息通过信号电缆或光纤等信息传输单元传送到数据处理单元。(2)数据处理。数据处理包括前台机预处理和后台机综合处理及分析,如电磁场干扰抑制、维数压缩等,最终提取能真实反映设备故障的特征量。(3)状态识别(即诊断)。对经数据处理单元的有效数据与规程(导则)、历史数据、运行经验及专家知识等进行分析比较,对设备故障分类、故障部位定位、严重程度判定等。(4)预报决策(或在线评估)。对状态识别诊断出的故障,由决策支持系统根据预置的闽值进行报警或由预测分析软件对故障的发展趋势和设备绝缘安全运行时间(或称剩余寿命)等进行评估推测,为状态维修决策提供依据。
2、诊断技术与系统
对传感器采集到的信号进行处理的目的是抑制干扰和提取信号特征,其方法可分为时域分析、频域分析和时频分析等。诊断技术的发展趋势是传感器的精密化与多维化,诊断理论与诊断模型的多元化,诊断技术的智能化等。虽然目前对提取信号特征和诊断方法研究甚多,但对适用范围和对剔除不同干扰信号的敏感度等尚处于孤立式研究阶段,特别是离希望形成对混合信号进行处理及诊断都具有高度智能化功能的集成软件包的目标还相差甚远。
目前的专家系统是知识基或规划基产生式系统。尽管专家系统可采纳设备研制、应用、运行、维护等方面专家的知识和应用计算机的推理功能,但诊断技术复杂,对经验知识依赖性强,单独采用专家系统诊断的结果往往也存在明显的不足。应将专家系统与上述数学或智能化诊断方法有机的融合为一体,建立一个专家系统与数学及智能化诊断结合的集成式专家系统,才能真正实现专家系统在输变电设备状态在线诊断领域内的工程应用价值。
集成分布式远程诊断系统，可面向整个变电站的若干台被监测的输变电设备,由前台机分别承担每台设备的数据采集、预处理及诊断、后台机负责整个系统的管理、识别和诊断；同时还可通过信息管理系统(MIS)或互联网,将电网所有变电站的诊断子系统局域网与电力管理部门的调度或信息分析中心相连,甚至建立起虚拟医院,最终形成集成分布式远程诊断系统。
三、在线监测装置存在的问题
随着状态检修的深入开展,在线监测装置的应用也越来越广泛,但从目前的现状来看并不乐观,仍存在一些问题。目前其他类型的在线监测装置存在问题,主要有稳定性不高、抗电磁干扰不强、特征量不充足,诊断标准未形成等。
四、在线监测技术与状态检修的关系
从状态检修的定义我们可以知道,状态检修是以分析设备状态信息,掌握设备状态为基础的,而在线监测采集的信息是设备状态信息中的重要组成,因而在在线监测技术水平发展至高可靠性和高智能化时,将大大推动状态检修的发展。但同样要认识到,并非未安装在线监测装置就不能开展状态检修工作,状态检修其实质是主动掌握设备动态,观察增量趋势,重视历史资料,防止设备发生故障。一部分电气设备自身具备进行数据的监测与分析能力,尤其是微机型继电保护。此外许多离线监测的数据、试验数据等均可用于分析。我们可以把开展状态检修基本上归纳为两个层次的工作,一个是设备基础管理工作,另一个是监测技术。根据美国电力科学研究院M&D中心的维修工作评估“蜘蛛图”,可以发现我们与国外的差距主要是在设备基础管理上,而不是在监测技术上。因此加强设备基础管理是根本,而监测技术是更高要求的工作。
基于上述认识,加之目前在线监测技术发展的实际水平不能满足推广应用,且投入大,我们认为在当前很长的一段时间内开展变电设备状态检修应注重对状态检修总体策略的研究,慎重选用成熟在线监测系统,积极推广带电检测工作,加强基础数据管理与综合分析,实施中可以采用以状态检修为主,融修正性检修、周期检修、状态检修三种检修方式为一体的优化检修模式。
结语
正确认识在线监测与状态检修的关系能避免状态检修工作走入误区。本文在讨论设备状态信息的分类与采集、在线监测原理与现状的基础上分析了在线监测与状态检修的关系。在线监测技术水平发展至高可靠性和高智能化时,将大大推动状态检修的发展,但并非未安装在线监测装置就不能开展状态检修工作。目前在线监测技术发展的实际水平不能满足推广应用,且投入大,开展变电设备状态检修应注重对状态检修总体策略的研究,加强基础数据管理与综合分析。
参考文献
[1]张文广、张田乾等，带电状态检修监测技术【J】，电工技术，2004，9
[2]黄建华，全零三，变电站高压电气设备状态检修的现状及其发展【J】，电力系统自动化，2001，8