电力系统运行维护技术总结

电力系统运行维护技术总结电力系统作为支撑社会生产生活的核心能源枢纽，其安全、稳定、高效运行直接关系到能源供应可靠性与社会经济发展质量。随着电网规模扩张、新能源并网比例提升及用户供电质量需求升级，电力系统运维技术面临设备类型多元化、故障诱因复杂化、运维效率精细化的新挑战。本文结合行业实践与技术趋势，从设备状态监测、故障诊断处置、运维管理优化及新技术应用等维度，系统总结电力系统运维的核心技术路径与实用策略，为提升电网运维质效提供参考。一、设备状态监测技术体系设备状态监测是运维工作的“前哨”，通过实时或周期性感知核心设备（变压器、断路器、输电线路等）的运行参数与物理特性，提前识别隐患，为预防性维护提供依据。（一）在线监测技术1.局部放电监测：利用超高频（UHF）、特高频传感器捕捉设备内部绝缘缺陷引发的局部放电信号，结合模式识别算法区分放电类型（电晕、沿面、绝缘内部放电）。例如，GIS设备通过内置UHF传感器，可在不停电状态下监测放电强度，当放电量超阈值时触发预警，避免绝缘击穿事故。2.温度监测：采用光纤光栅、红外热成像或无线温度传感器，对母线接头、电缆终端、变压器绕组等易发热部位进行温度监测。以输电线路为例，分布式光纤测温系统可实时感知导线温度分布，结合负荷数据评估过载风险，辅助调度优化负荷分配。3.油中溶解气体分析（DGA）：通过气相色谱法检测变压器油中H₂、CH₄、C₂H₂等特征气体含量及产气速率，依据IEC____或DL/T722标准判断绝缘老化或故障类型。某220kV变电站变压器通过DGA监测发现C₂H₂异常，提前安排检修，避免绕组短路。（二）离线检测与试验周期性离线试验是评估设备健康的重要补充。例如，变压器绕组变形试验通过频率响应分析法（FRA）对比绕组等效电路频率特性，判断绕组是否因短路形变；断路器机械特性试验通过监测分合闸时间、弹跳幅值、速度曲线，评估操动机构可靠性。试验周期需结合设备年限、历史故障记录差异化制定。二、故障诊断与快速处置策略故障诊断的核心是从监测数据中提取有效信息，结合故障机理模型定位故障源，制定精准处置方案，最大限度缩短停电时间、降低故障影响。（一）故障诊断方法1.故障树分析（FTA）：以“系统故障”为顶事件，通过逻辑门（与、或、非）分解底层诱因，构建故障树模型。例如，变压器油温过高可分解为冷却系统故障、绕组短路、负荷过载等中间事件，结合监测数据（油温和负荷曲线）逐步排查。2.专家系统与机器学习：基于历史故障案例、设备参数和运维经验构建知识库，通过规则推理或神经网络算法诊断故障。某电网公司开发的变压器故障诊断系统，融合DGA数据、电气试验结果和红外测温图像，故障识别准确率达92%。（二）故障处置流程故障发生后，需遵循“快速隔离、精准定位、优先恢复供电”原则：1.故障隔离：利用SCADA系统或配电自动化终端（FTU）快速定位故障区段，通过断路器、负荷开关实现故障隔离，缩小停电范围。例如，配电网采用“三遥”终端后，故障隔离时间从30分钟缩短至5分钟内。2.故障修复：根据诊断结果制定修复方案，优先采用带电作业或临时供电（如发电车并网）恢复重要负荷。对于复杂故障（如变压器绕组故障），需制定详细检修方案，明确备件、流程和安全措施。3.故障复盘：处置完成后复盘故障原因与过程，更新设备状态模型，优化运维策略。例如，某线路因鸟害短路后，加装防鸟刺并调整巡检周期，同类故障发生率下降70%。三、运维管理体系优化运维技术落地需科学管理体系支撑，通过标准化作业、预防性维护和人才建设，实现运维效率与质量双提升。（一）标准化作业流程建立覆盖设备巡检、试验、检修、消缺的标准化体系，明确技术要求、安全规范和质量标准。例如，输电线路巡检遵循“一看（外观缺陷）、二测（关键参数）、三记录（数据与影像）”流程，使用移动作业终端实现电子化管控，避免人为失误。（二）预防性维护策略基于设备状态评价结果，制定差异化维护计划：状态检修：对状态良好的设备延长试验周期，对异常设备缩短周期或针对性检修。某省电网通过状态检修，变压器平均停电时间从48小时降至12小时，年节约运维成本超千万元。预测性维护：结合设备运行数据和环境因素（温度、湿度、覆冰），利用机器学习预测故障概率。例如，风电场通过预测风机齿轮箱油液磨损程度，提前安排换油，减少非计划停机。（三）运维队伍能力建设通过“理论培训+实操演练+技术比武”提升运维人员专业能力：定期开展变压器检修、继电保护调试等专项培训，邀请厂家专家讲解新设备原理；建设仿真培训平台，模拟复杂故障场景（系统振荡、母线短路），提升应急处置能力；开展“师带徒”活动，传承故障诊断、隐患排查实战经验。四、新技术赋能运维升级数字化、智能化技术推动电力运维从“人工巡检”向“智能感知、精准决策”转型，以下技术已广泛应用：（一）智能巡检机器人与无人机变电站巡检机器人：搭载红外热像仪、高清摄像头和气体传感器，自主导航完成设备巡检，识别表计异常、绝缘子污秽、接头过热等隐患。某500kV变电站机器人巡检覆盖率100%，发现隐蔽缺陷效率是人工的3倍。无人机巡检：采用多旋翼或固定翼无人机，对输电线路、跨山越河区段巡检，通过激光雷达建模和图像识别，快速发现导线断股、塔材缺失、树障隐患。某山区线路无人机巡检周期从1个月缩短至1周，避免人工攀爬风险。（二）大数据与数字孪生技术运维大数据平台：整合SCADA、在线监测、故障录波等多源数据，挖掘设备状态趋势、故障关联因素。例如，某电网公司分析近5年变压器故障数据，发现夏季高温时段故障发生率比冬季高40%，据此优化夏季运维重点。数字孪生电网：构建物理电网的数字镜像，模拟设备故障、极端天气下的电网状态，辅助制定检修计划和应急预案。某城市电网通过数字孪生模型，提前识别暴雨天气变电站积水风险，采取防汛措施避免设备进水。（三）边缘计算与物联网（IoT）在变电站、风电场部署边缘计算节点，实时分析监测数据，减少云端传输压力。例如，配电台区边缘网关可实时处理智能电表、故障指示器数据，快速定位低压线路故障，将处理时间从小时级压缩至分钟级。五、实践案例：某区域电网运维技术升级某省级电网公司针对老旧设备多、新能源并网冲击大的问题，实施运维技术升级：1.状态监测全覆盖：220kV及以上变电站部署变压器DGA在线监测、GIS局部放电系统，110kV线路推广分布式光纤测温，实现设备状态实时感知。2.智能运维平台建设：整合多源数据，开发运维决策系统，自动生成设备状态报告和维护建议，运维人员通过手机APP接收预警并跟踪处置。3.新技术应用试点：山区线路试点无人机激光雷达巡检，城市变电站试点巡检机器人，风电场试点预测性维护，累计发现隐蔽缺陷237处，减少非计划停电时间超200小时。通过一年实践，该区域电网设备故障率下降28%，用户平均停电时间（SAIDI）缩短15%，运维效率与供电可靠性显著提升。六、未来展望电力系统运维技术将朝着“更智能、更高效、更绿色”发展：数字化转型：深化数字孪生、区块链应用，实现设备全生命周期管理和运维数据可信共享；低碳运维：推广新能源设备预测性维护，优化储能充放电策略，降低运维碳排放；