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变电站运行状态监测及其风险评估

摘要：电气设备由于工作状况特殊性，结构由多种绝缘材料构成，导致设备

运行中受到外界理化因素作用，引起设备发生绝缘击穿故障造成大面积停电。有

关单位对历年发生变压器故障停运原因分析，表明由于匝间绝缘引起故障在变压

器故障停运原因中占43%，套管绝缘性能下降引起故障占比15%，设备非绝缘故

障引起停运占比不足20%，统计表明对电气设备绝缘性能健康状态监测，及时对

发生绝缘裂化设备部件维修可以保障电器设备安全运行。本文对变电站运行状态

监测及其风险评估进行探讨。

关键词：变电站;运行状态监测;风险评估

1设备状态评价相关研究

随着国内工业生产制造速度加快，国民经济迅速发展，人们对电力需求急剧

增长。配电网是对用户供电的重要最终端口，快速评估配电系统可靠性是当前配

电系统建设的重点。日常运行中，系统故障可在切除运行设备后恢复用户供电，

以减少停电造成的社会影响是电力经营者必须考虑的主要问题。配电网是重要的

基础设施，配电网运行状态与电力公司利益相关。目前配电网相关技术为电网薄

弱环节，国家电网公司提出一流电网建设，对配电相关性能指标提出更高标准要

求。电力设备是电网的基础，发生磨损老化导致性能下降造成设备故障。配电网

相关设备种类杂，我国配电网结构薄弱，合理的配电网检修计划进行风险预防非

常必要。设备运行造成老化，为保障配电设备良好运行，需要对运行的配电设备

进行故障风评，配电设备运行故障风评中，基于在线状态监测检修工作是重要内

容。电力设备故障系统通过相关设备运行状况监测，可以在设备运行中及时发现

相关故障征兆，对潜在故障定位。电力设备故障诊断方式定位于设备个体状态，

状态监测信息可针对性避免定期检修不足，减少日常巡检维护成本。完整的设备

状态检测包括对设备故障诊断，制订针对性的设备检修计划。中国电网公司开展

状态检修培训工作，增加电力设备在线监测技术研究经费，随着智能电站投运，

对设备智能化水平提出新的要求。随着对监测技术的研究，目前我国配电网检修

制度经历事后检修、定期维修等阶段。事后检修在设备发生故障后进行检修，设

备故障时降低电网供电稳定性造成经济损失，不适应目前电网快速发展。定期检

修方式通过丰富相关经验，总结设备运行规律，在设备故障前进行预判检修。可

以避免设备故障造成损失，但检修方式忽略个体设备性能变化，可能遇到检修不

足导致资源浪费。设备在线检修技术通过相关评估方法开展设备健康状态评估，

延伸考虑设备成本与力量可靠性等因素对设备运行风险评估是配电设备运行管理

发展方向。现有方法只能描述变电站主接线可靠性特点，通常采用历史统计数据

评估分析，历史统计数据受到统计时段环境影响，无法体现设备当前可靠性水平。

本文结合设备实时状态检测数据，建立设备状态监测量与故障率函数关系，基于

风险可加性理论，研究变电站运行风评方法，对提高配电网效率具有重要作用。

2配电设备在线监测技术的发展

配电设备状态检测重要的基础工作是状态评价，通过运行巡视、带电检测的

信息进行数据综合统计，评估电气设备健康值，通过电气设备运行情况对其进行

划分，确定是否需要检修，设备的状态评价是开展状态检修工作的核心。设备状

态发生改变时，在线检测数据改变，应每年进行全面状态评价，作为制定检修计

划的参考依据。设备状态评价方法包括神经网络法、灰色聚类法、贝叶斯网络法

等。目前配电网电力设备状态评价具有很大缺点，如综合性不强等，对配电设备

评价是对配电设备状态检修模式发展方向。电网可靠性可通过客观配电网设备状

态评价做出正确评估。目前对配电网状态评价具有多种方法，主流方法是基于电

网状态评估风险管理体系，由于多年前英国大部分配电网设备老化，EA公司通过

与国家电力科学院研究机构合作，对英国国家可靠中心收集相关数据分析，颜值

先进的电网电力设备风评系统。我国供电企业引进方法进行符合国情的优化，但

目前存在兼容性较差等缺点。电力设备借助在线监测技术可准确讲设备运行数据

上传，保障电网安全可靠运行。有关部门对在线监测设备性能指标提出较高的要

求，随着传感器技术的发展，电气设备在线监测成套设备功能日益完善。

状态监测是电气设备正常运行自动记录设备运行参数，对自身健康状态评价。

智能变电站将站内电气设备运行参数反馈至远端监控中心，对上传结果分析评价。

智能变电站中重要核心技术是在线状态监测技术。智能化设备无法实现通过运行

信息对健康状况的评价，电网公司加快技术标准制定，电气设备状态信息上传无

线自组网建设需要考虑传感器电源供应问题，科研院所对无线组