蓝振滔 赵国权
国网安徽省铜陵供电公司 244000
摘要：状态检修是根据设备运行状态来决定是否要进行检修的优化检修工作模式，能有效减少变电设备的停役时间和提高设备安全运行水平。随着电网对风电场安全可靠性的要求越来越高，以及风电场自身安全及发电效益的要求，传统的计划检修已不能满足要求，因此有必要对风电场开展变电设备状态检修，本文就对风电场一次设备运行状态检修相关问题进行探讨研究。
关键字：风电场；变电设备；状态检修
随着风电装机容量的增大和风电场规模的扩大，在这样的背景下，风电一次设备在运行的过程中出现了不少的问题，例如风电机组运行故障发生的高频率化，尤其是运行时间较长的机组，这样高频率的故障对风电场的正常运行产生了严重影响，由此，风电场设备检修工作成了亟待解决的问题。
1风电场一次设备运行特点
风电场一次设备安全运行的最终目的是为了风能的稳定送出。影响风电场发电量的一次设备主要是汇集线路和变电设备。通常变电设备包括主变压器、断路器、互感器互感器等变电设备， 汇集线路是架空线路或电缆。风电场变电设备均集中在变电站内，作为电网的中间节点， 变电站设备故障除了造成设备损坏， 还会由于间隔停电造成变电站全停， 使风电场失去全部风能送出能力，严重时还会带来连锁反应， 导致电网负荷损失，变电站设备故障主要包括变压器、电压或电流互感器 (PT/CT) 等; 汇集线路箱变、汇集线路作为电网连接的骨架， 单条输电线路的跳闸会造成负荷的瞬间损失， 导致该段线路上风电机组风能无法送出，使电网结构发生改变， 严重时会造成电网的解列，箱变故障的原因比较分散， 包括箱变漏油、声音异常、密封不严、高压熔断器烧毁、相间短路、绕组绝缘缺陷等。
2 计划检修和状态检修
我国风电场设备的检修体制主要有两种，一是计划检修，二是状态检修。
2.1 计划检修
风电场设备的计划检修主要是指对风电场设备进行定期的维护以及大修、小修，利用小风季节开展各类检修工作。国内风电场变电设备检修的主要体制一直采用计划性检修模式，计划检修可以有效地消除风电场设备在检修过程中出现的缺陷，但是随着电网对风电场安全可靠性的要求越来越高，以及风电场自身安全及发电效益的要求，传统的计划检修已不能满足要求，主要表现在：①必须停电，变电设备一停电将导致风场无法外送电；②停电后设备状态（如工作电压、温度等）和运行中不一致，影响判断准确性；③由于是周期性定期试验，绝缘仍可能在2次试验期间发生故障。传统的计划检修缺乏科学依据，容易导致维修不足或者维修过剩的状况。
2.2 状态检修
状态检修是根据设备的工作状态来决定是否需要检修以及检修的项目，从而使得设备的检修具有针对性，降低了检修的成本。在进行检修之前，相关的工作人员需要对风电场设备的结构特点、设备的运行状态、以及设备在进行试验时的结果进行相应的检查和分析，然后再根据检查和分析结果来确定设备是否需要进行检修以及确定检修的项目内容。状态检修的检修体制就避免了计划检修体制的缺点，避免了检修过程中出现的频繁性以及盲目性，提高了检修效率，使设备性能得到较高的维护，同时减少了人力和物力的浪费，节约了维修成本。
(1) 基于设备全寿命周期成本的状态检修。此检修策略主要偏重于减少设备检测和维修的总费用， 没有强调设备检修安排对系统运行可靠性的影响。相比于风电机组， 输变电设备检测和维修的费用较低， 因此这种模式不适用于追求系统稳定性以保障电能有效送出的风电场。
（2）以可靠性为中心的状态检修。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此检修策略更多地倾向于提高系统的可靠性， 可满足风电场对于输变电设备可靠性的要求，但忽视了设备可能因检修不及时发生故障所造成的各种损失， 一旦变压器、断路器等主设备发生故障后， 维修、更换带来的费用支出将不可控。因此， 此种方式不适用于风电场输变电设备。
（3）基于风险评估的状态检修策略。此检修策略能突出概率较小但后果较为严重的事件， 平衡所有不确定的收益及成本， 因此目前在电网公司状态检修决策优化中。对于风电场设备而言， 变电站设备采用基于风险评估的状态检修结合定期检修的策略， 汇集线路以利用基于风险评估的状态检修策略最大限度地保障本身的安全可靠。
3 状态检修实施措施
状态检修是根据设备运行状态来决定是否要进行检修。。状态检修指通过对设备的历史运行、检修及试验状态和连续监测数据分析其趋势，加以预测、诊断，估计设备的寿命，然后确定检修项目、频度与检修内容。其实施措施包括：
（1）信息收集和分析。状态检修的实施是以设备运行状态为判断依据的，利用现有的控制系统在不增加设备的情况下，对风电场的各类技术信息进行收集分析， 例如:风电机组的当前状况、实际可利用率、实际功率特性、故障纪录、故障报警， 进而对风机进行状态监测， 掌握风机的健康状况，， 为确定何时进行检修提供决策依据。
（2）在线检测。在线检测是状态维修的重要组成部分，通过在线检测可有效了解检测设备的工作状况。在线监测是指在不停电的情况下， 对电力设备状况进行连续或周期性的自动监视检测。德国的西门子、瑞典的SKF等均为常用的在线检测设备，能对风机的叶片转动、电气故障等进行准确判断；对变电站内的设备， 如避雷器在线监测、变压器油中H2在线监测、绝缘在线监测系统、气体绝缘组合电器设备 (GIS) 在线监测等系统在电力系统中应用已较为广泛。
（3）离线检测。状态检修和离线检修相对，但却统一于风电设备维修系统之中。状态检修需要依靠离线检测，从而对故障设备或者潜在故障设备进行全面了解，提高检修工作的针对性。现有的主要离线仪器主要有测振仪、离线巡检仪、钳型电流表、油样分析、红外热成像仪和非接触式红外测温枪等。离线检测一是要充分利用在线系统中配备的离线检测仪进行数据采集， 将采集的数据输入分析系统进行分析离线检修站设备的应用，可辅助在线检修系统对设备的运行状况的判断，提高设备性能安全性。
（4）故障诊断。故障诊断一般分为动态诊断和静态诊断，动态诊断依靠状态监测与故障诊断技术在线探查设备的性能及健康状态，静态诊断则要通过常规或离线检查掌握设备的状态。目的都是为检修决策提供依据，检测异常情况、分析和预测设备状态变化趋势、诊断和识别故障及其原因。应充分利用现代高科技技术，对过去的设备运行维护经验、设备试验的历史数据、损坏或事故的发生规律、使用寿命、各种不同设备的结构特点及特性等进行认真总结、分析和研究，研究开发各种变电设备故障诊断专家系统，用于风电场变电设备状态检修管理。
（5）构建决策系统。状态检修是通过对设备运行参数的收集和分析，从而确定设备是否需要检修。设备运行参数较多，仅靠人工分析难度很大，要提高收集和分析数据的效率，就需要构建决策系统。决策系统以计算机平台为基础，依靠网络技术和通讯技术，提高设备运行参数收集和分析的时效性。
（6）实施检修。实施维修是状态检测中必不可少的一个环节，设备缺陷和故障发生是随机的， 随时都有可能发展成设备损坏和事故，要实时地从运行检查和试验监测得到的各种设备运行状态有关信息中，及时捕捉到可能引发设备事故的种种蛛丝马迹，从而做出准确的分析和判断， 保证变电设备检修决策的及时性和准确性。
4结束语
为保证风电场的安全生产和减少检修成本， 从而在新的形势下最大程度地提高风电场的盈利能力， 风电场应根据自身特点， 打破计划检修体制带来的束缚， 综合考虑设备状态检修对系统的安全性、可靠性、经济性等方面的影响， 积极开展适合风电特点的状态检修工作， 为我国风电事业的发展做出贡献。
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作者简介:写连伍（1985－），助理工程师，本科，从事风力发电运行检修工作。
论文作者:蓝振滔,赵国权
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/7
标签：设备论文; 状态论文; 风电场论文; 在线论文; 离线论文; 故障论文; 电网论文; 《防护工程》2018年第25期论文;