时间：2022-12-21 14:59:59
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【关键词】 状态检修 电力设备 电力资源 电力系统
一、设备状态检修在电力系统的重要性
“发、输、配”是电力系统组成的重要环节。电企业需要对输、配环节进行运行及维护。可以说在供电企业里的三大支柱就是电网运行、供电设备检修还有电力营销，而设备的检修在这三部分中属于电网运行的基础。电网设备检修的质量与电网行运的质量还有供电的可靠性及电能的质量息息相关。同时由于电能属于极特殊的一种商品，也就要求了其除了作为一般商品而言还要有本身的特殊性。要求商品的产、供、销必须是在同步完成，并不宜存储。所以，供电设备必须具有极高的可靠性，否则一旦出现任何事故，都会直接影响消费者，造成商品使用价值降低，带给国家及社会严重的经济损失及不良影响。此外在激烈的市场竞争环境下，管理手段及检修方式的改进越来越受到关注，让供电设备在保证可靠性的前提下为企业获得更丰厚的经济利益。
二、供电设备状态检修存在的问题
第一，供电设备状态检修缺乏统一、明确的标准。我国电气部门都缺乏统一的规程和标准，追其原因则是因为我国各地电气设备存在较大的差异性，各电气部门都是根据自身设备的状况结合本部门的实际情况制定供电设备状态检修规定。对部分设备的状态检测手段不够成熟，实施力度不强。所以，必须做到对设备的运行状况进行检测，对比结果，确定是否检修，才能真正的实现设备的状态检修。第二，设备部件之间的使用寿命存在差异性。因设备自身使用状况、外界因素等多方面原因造成不同设备或相同设备的使用寿命存在差异性，造成部分设备因错过维修而影响使用功能，最后不仅维修工作只能流于形式，也严重影响了电网的运行。另外，部分设备也存在提前维修期对设备进行维修的情况，这在一定程度上影响了设备的可用率，也造成了整个电力系统人力、物力和财力的浪费。第三，缺乏先进科学的电气设备检修模式。我国技术水平的迅猛发展，使得现代电力生产的需求也越来越高，而传统的设备检修模式已经远远满足不了其需求。资源和材料浪费严重，因检修过程没有结合设备的实际情况而过于强调到期必修，最后只能降低设备的可用率。
三、针对提高电力设备状态检修提出以下几点建议
第一，坚持“以人为本”思想，重视基础工作。设备管理包括技术管理和经济管理两方面，只有做到两者和谐统一，发挥出最大的作用才能使经济效益最大化。只有对设备采用系统的科学管理，在技术进步的基础上使设备达到“三好”（即管好、用好、修好）才能实现以上目标。而人在管理过程中是根本因素。因此，我们要始终坚持“以人为本”的管理思想，最大化的调动员工的积极性和创造性，提高责任心，才能保证设备正常、安全运行。另外，在检修过程中，基础工作也十分重要，应将技术的监督作为状态检修的基础。第二，应制定完善的状态检修工作流程。首先，对专业管理理念进行改革，借鉴、引进先进的状态检修的管理理念和技术要求并不断改进和完善。对变电设备的状况通过采集整理的状态信息进行评分，根据评分情况来判断设备是否健康，并作为依据来确定设备的检修周期。其次，目前较常用的评分方法主要有综合分析法和加权计算法，评分实行百分制，对一些重要状态信息合理选取加权系数，并通过分析计算，提高分析工作的准确性和效率。另外，设备状态检修管理的核心是如何基于对设备状态评价的结果，制定出经济、合理的维修、试验计划。最后，积极探索，结合安全性评价、反季节性预防措施、反事故技术措施、安全措施计划中有关检修改进的项目，初步形成一些状态检修原则和规定，产生基于设备状态检修理念的试验、大小修计划，对设备进行状态检修，做到有的放矢，减少检修工作的盲目性，大幅度减少检修时间，提高设备可用率。第三，充分合理的利用先进技术应以相应设备状态检测技术为基础，整理、分析、总结设备的历史运行情况，采用先进的监测技术手段监测、统计和预测设备运行的实时信息，最后结合带点测试的整体数据进行全面综合的分析，达到分析了解设备状态的整体变化趋势及规律的目的。此外，将常规检测及在线监测结合起来，才能对设备在运行中的一些电、热、化学及振动的信号进行良好的带电在线监测，才能对设备的健康状况及时诊断，尽早发现设备的早期缺陷及故障，确保设备处于健康状态，保证供电安全。
四、总结
电力部门只有制定明确的目标，总结当前的工作重点，进一步全面的推进状态检修工作，适时的引进新技术、新理念，进行必要的技术改革和创新，以最全面、最先进的工作理念为基础，带动状态检修健康持久的发展，从而促进电网安全性和稳定性的建设，也为我国的经济做出更大的贡献。
参 考 文 献
一、状态检修及初步实践
状态检修，即在设备状态评价的基础上，以设备的状态为依据，在对设备状态进行检测分析的基础上，根据设备状态和分析诊断结果安排检修时间和项目，并主动实施的检修方式。状态检修是根据状态监测所提示的检修需求进行检修，也就是对设备状态进行监测，按设备的健康状态来安排检修，这种检修方式解决了多年来在预防性检修中存在检修过剩或检修不足的问题，可以节约大量的维修费用和资源，并提高设备运行的可靠性。
西方发达国家早已实行状态检修，其主要目的是使设备检修科学合理，企业的经济效益最大化。在我国，随着制造工业的发展，再加上科技含量高的免维护设备的引进，使供电设备本身的可靠性得到极大的提高。另外，近年来，供电设备综合自动化投运和大量在线监测装置的开发，给状态检修提供了基础。
二、状态检修的实施思路
状态检修的实施可以简单概括为检测、分析诊断、预测、检修决策、实施、评价六个环节。状态检修的实施是通过评估现有设备的现状，确定工作目标：采用可靠性为中心的分析方法来确定各种设备所应选用的检修方式：根据需要合理配置监测诊断系统，对设备进行监测；建立运行维修工作站，获取各种检修、运行数据，综合分析设备状态，提出检修建议；通过计算机维修管理系统进行处理，根据设备的状态和生产需要，作出检修决策，合理安排检修工作；同时建立一套机制，对检修结果进行评价，以不断改进和完善检修及管理方式。
三、供电设备实现状态检修的策略
1.做好基础管理工作
电力设备状态检修建立在电力设备基础管理工作之上。要注意做好设备原始记录、设备台帐、图纸、技术资料及相关设备的运行、检修、试验数据资料的加工整理工作。因此，实现状态检修首先要做好设备的基础管理工作。
2.掌握设备状态
目前电力企业设备管理工作的形势是多种维修方法并存，设备状况多层次，先进的设备监测与故障诊断技术应用的广度和深度都不够，因此掌握设备状况显得更加重要。
3.加强测试工作
在加强对设备历史状态综合分析基础上，制定符合状态检修策略的测试方案：对少数状态较差的设备，适当增加测试频度；对个别有严重缺陷的设备，必要时可考虑进行跟踪测试；对大多数状态良好的设备，放宽测试周期。
4.大胆应用新技术，完善人工监测
目前许多供电设备已安装投运的在线监测装置性能比较可靠，应积极采用可靠的在线监测装置，对不完善的可利用离线监测来弥补，将在线监测和离线监测有机地结合在一起，准确地掌握设备的真实状态。
5.重视数据分析工作
要实行状态检修，必须要有能描述设备状态的准确数据。状态检修数据管理的基础是数据库，包括设计原始资料、运行维护记录、检修记录、设备状态监测与诊断数据等。
6.加强感官诊断
当前诊断技术正在日益仪表化、智能化，但凭眼观、耳听、鼻闻、手摸的感官诊断，以其简便、直观和群众性的特点，仍可在设备巡检和检修中发挥应有作用，是状态监测的有效补充，应着力普及。
7.把住设备初始状态关
设备的初始状态如何，对其今后的安全运行有着决定性的影响。应加强包括设计、设备选型和安装调试在内的整个前期管理工作。同时，对某些设备由于设计、制造及材质等方面的原因，在运行中暴露出来的“先天性”缺陷，应下决心通过“改造”来消除。
8.正确发挥监测与诊断技术的作用
建立适合企业实际的维修体制，使状态检修作为维修结构中的一部分，以保证设备的状态监测与故障诊断技术的落实和发展，这是把设备的状态监测与故障诊断技术纳入设备管理现代化中不容忽视的重要方面。
四、状态检修的实施和发展
1体积较小
伴随着电子技术的发展，各种电子设备产品的集成化程度正逐渐提高。近年来，输变电线路中所采用的在线监测设备体积极大的缩小，如果其供电电源的体积过大，不仅会带来安装与维护上的困难，而且两者之间也不能很好的匹配。
2供电稳定、持续
一方面，为保证在线监测设备的正常、稳定运行，要求供电电源应具备足够的输出功率，电源的输出电压也应当稳定，输出波动范围小；另一方面，由于在线监测设备的功能，主要是对输变电线路及设备的各种参数数据进行实时测定，因此必须保持电源供电的持续，不能间断。
二、在线监测设备供电电源的主要取能方式的对比及选择
目前，应用于在线监测设备供电电源的主要取能方式有：太阳能电池板取能、激光取能、超声波取能、电流互感器取能等等。各种取能方式的基本应用原理及优缺点为：
1太阳能电池板取能
太阳能电池板取能，是利用光电转换原理，将太阳的辐射光通过半导体软件转换为电能进行存储的方式。由于太阳能电池板只在受光后方能发电，并不具有保持电能的能力，因此电源采用太阳能电池板时，通常还需要与蓄电池联合供电。这种取能方式的优点是，实现了电源传感部分的无源供能，不需要外接电源，且运行时不受电网电流大小的影响。而主要缺点是，在不受光时必须依靠蓄电池保持持续供电，因此蓄电池的使用寿命对供电的持续、可靠有着很大影响。然而目前市场中蓄电池的正常使用寿命普遍较短，对于野外工作的在线监测设备而言，经常性更换蓄电池也较为麻烦，因此这种取能方式的实际应用很少。
2激光取能
激光取能方式的基本应用原理是通过光纤将激光光源从低电位侧传送到高电位侧，再由光电池将激光能量转换为电能，以提供在线监测设备的稳定电能输出。这种取能方式的主要优点是，每个设备都配备有一个光探测器装置，能根据电流反馈控制激光发射器的光源输出大小，从而保证了电能输出的稳定，且具有噪声低、电源波纹小的特点，不容易受到外界因素干扰。它的主要缺点是，目前我国光电技术的应用仍不成熟，而国外购买的光电器件普遍又造价偏高，且激光发生装置如果在长时间大功率工作，容易出现老化现象而缩短使用寿命。
3超声波取能
超声波取能方式的应用原理是，利用超声波振荡装置驱动与之连接的石英传感器，使超声波被转换为电能。这种取能方式是一种无线输能的方式，其主要优点是，超声波在空气中传输的损耗很小，且供能方式实现较为容易，因此近年来在军事领域中的实际应用较为普遍。它的主要缺点是，一是接受天线的设计存在问题，尤其是天线放置方式和面积设计上容易对电源绝缘设计造成影响；二是超声波的输出，容易对附近变电站或其它电力设备的运行造成信号干扰问题。
4电流互感器取能
电流互感器取能的应用原理是，利用电流互感器从设备线路中感应电压，并通过一系列整流、滤波、稳压等处理方式后，提供给设备高压侧必要的供电电源。目前，我国电流互感器取能的技术应用及技术原理已较为成熟，在实际应用中具有成本低、设备结构简单、易于实现等优点。它的主要缺点是，由于电流互感器的取能来自于设备母线，其工作状态容易受到电网电流的影响。目前，在电流互感器取能实际应用时，应着重解决以下两方面问题：一是解决当母线电流处于小电流状态或空载状态时，如何持续保证电源的供应；二是解决当母线电流处于大电流状态或超短路电流状态时，如果给电源板以充足的保护。综合各种取能方式的优缺点和技术应用的成熟度，在本文中提出了利用电流互感器取能以解决设备供电电源的设计方案，同时还设计了锂离子电池组进行协同供电，作为供能不足时的备用电源，有效保证了电源的持续、稳定供应。
三、供电电源取能系统的设计方案分析
1设计方案原理
本文采用的是一种利用电流互感器取能和锂离子电池组协同供电的设计方案。电流互感器能随着设备母线一次电流的变化，感应出对应的交流电动势，并通过一系列整流、滤波、稳压等处理方式后，将其转换为可靠的直流电源。为避免母线电流处于大电流状态或超短路电流状态时，造成过压危险，在设计中还接入了一个泄流保护电路。而锂电池组则是作为一个稳定输出的备用电源，它与充放电管理电路之间直接相连接即可。图1即为该取能系统的结构示意图。该取能系统主要由小型的双线圈电流互感器、切换控制电路、继电器、整流滤波电路、泄流保护电路、滤波稳压电路以及锂电池等几个部分所组成。
2小型双线圈电流互感器设计
本文采用的是小型的开口式双线圈互感器设计，其开口铁芯是从设备母线中获取能量并传输能量的基础媒介，因此铁芯设计是整个系统设计的关键所在。对于开口铁芯的基本设计要求为：在保证大功率电源提供的基础上，尽可能减小一次启动电流，并提高电流适用性的工作范围宽度；为避免供电电源设计过大，开口铁芯的尺寸与结构也不宜过大。经过综合研究分析，本文中所设计的开口式双线圈互感器，其一次电流的适用范围在100A~1000A以内也能正常工作，正常输出功率可达到2W以上。同时，为了尽量减少开口铁芯的结构尺寸，并结合材料价格因素，最终选择硅钢片作为铁芯材料，它的饱和磁感应强度相比普遍材料更高，在相同条件下所得到的最大输出功率以及最大电压也更大，且价格成本也较为低廉。
3整流滤波电路、稳压电路设计
双线圈电流互感器，在母线中感应出对应的交流电动势，需要通过一系列整流、滤波、稳压处理，方能转变为在线监测设备所能使用的直流电源。因此在该取能系统中设计有整流滤波电路和稳压电路。整流滤波电路主要作用是对电流互感器的二次电压，进行整理和滤波处理以实现初步稳压。其主要设计要点有：一是要保证整流二极管的反向耐压值应足够大，导通压降应足够小，从而尽量减少整流二极管的损耗；二是要保证滤波电感的直流电阻应当较小，以尽量减少电路的损耗；三是应保证滤波电容具备较大的容量，大容量电感不仅能存储更多的能量，而且能有效避免继电器开断过程中二次电压不足的问题。
4泄流保护电路设计
由于开口式双线圈的一次电流适用范围较大，通过设计泄流保护电路，可以有效避免母线电流处于大电流状态或超短路电流状态时，所造成的过压危险。本文所设计的泄流保护电路，它与开口铁芯是直接串联，但感应电流的方向是相反的，从而起到部分抵消开口铁芯磁通的作用。在线路连接之间还设置有一个连接开关，以决定泄流保护电路是否工作。当运行时一次电流较小，泄流保护电路处于断开状态；当一次电流较大时则开关闭合，泄流保护电路开始动作，起到去磁保护作用。
5锂电池组及充放电电路设计
锂电池作为一种可循环充电、放电的电池，具有使用寿命长，充放电电流稳定的特点，适宜作为一个稳定输出的备用电源，它与充放电管理电路之间直接相连接。在实际应用中，单节锂电池的工作电压为4.2V左右，为保证足够的电压余量以确保电路的正常、稳定工作，在本文中设计了三节锂电池串联供电，其输出电压可达到12.6V左右，远超出最低输入电压7V的标准，能完成满足设计需要。
伴随着电子技术的发展,各种电子设备产品的集成化程度正逐渐提高。近年来,输变电线路中所采用的在线监测设备体积极大的缩小,如果其供电电源的体积过大,不仅会带来安装与维护上的困难,而且两者之间也不能很好的匹配。
[！] 2供电稳定、持续
一方面,为保证在线监测设备的正常、稳定运行,要求供电电源应具备足够的输出功率,电源的输出电压也应当稳定,输出波动范围小;另一方面,由于在线监测设备的功能,主要是对输变电线路及设备的各种参数数据进行实时测定,因此必须保持电源供电的持续,不能间断。
二、在线监测设备供电电源的主要取能方式的对比及选择
目前,应用于在线监测设备供电电源的主要取能方式有:太阳能电池板取能、激光取能、超声波取能、电流互感器取能等等。各种取能方式的基本应用原理及优缺点为:
1太阳能电池板取能
太阳能电池板取能,是利用光电转换原理,将太阳的辐射光通过半导体软件转换为电能进行存储的方式。由于太阳能电池板只在受光后方能发电,并不具有保持电能的能力,因此电源采用太阳能电池板时,通常还需要与蓄电池联合供电。这种取能方式的优点是,实现了电源传感部分的无源供能,不需要外接电源,且运行时不受电网电流大小的影响。而主要缺点是,在不受光时必须依靠蓄电池保持持续供电,因此蓄电池的使用寿命对供电的持续、可靠有着很大影响。然而目前市场中蓄电池的正常使用寿命普遍较短,对于野外工作的在线监测设备而言,经常性更换蓄电池也较为麻烦,因此这种取能方式的实际应用很少。
2激光取能
激光取能方式的基本应用原理是通过光纤将激光光源从低电位侧传送到高电位侧,再由光电池将激光能量转换为电能,以提供在线监测设备的稳定电能输出。这种取能方式的主要优点是,每个设备都配备有一个光探测器装置,能根据电流反馈控制激光发射器的光源输出大小,从而保证了电能输出的稳定,且具有噪声低、电源波纹小的特点,不容易受到外界因素干扰。它的主要缺点是,目前我国光电技术的应用仍不成熟,而国外购买的光电器件普遍又造价偏高,且激光发生装置如果在长时间大功率工作,容易出现老化现象而缩短使用寿命。
3超声波取能
超声波取能方式的应用原理是,利用超声波振荡装置驱动与之连接的石英传感器,使超声波被转换为电能。这种取能方式是一种无线输能的方式,其主要优点是,超声波在空气中传输的损耗很小,且供能方式实现较为容易,因此近年来在军事领域中的实际应用较为普遍。它的主要缺点是,一是接受天线的设计存在问题,尤其是天线放置方式和面积设计上容易对电源绝缘设计造成影响;二是超声波的输出,容易对附近变电站或其它电力设备的运行造成信号干扰问题。
4电流互感器取能
电流互感器取能的应用原理是,利用电流互感器从设备线路中感应电压,并通过一系列整流、滤波、稳压等处理方式后,提供给设备高压侧必要的供电电源。目前,我国电流互感器取能的技术应用及技术原理已较为成熟,在实际应用中具有成本低、设备结构简单、易于实现等优点。它的主要缺点是,由于电流互感器的取能来自于设备母线,其工作状态容易受到电网电流的影响。目前,在电流互感器取能实际应用时,应着重解决以下两方面问题:一是解决当母线电流处于小电流状态或空载状态时,如何持续保证电源的供应;二是解决当母线电流处于大电流状态或超短路电流状态时,如果给电源板以充足的保护。综合各种取能方式的优缺点和技术应用的成熟度,在本文中提出了利用电流互感器取能以解决设备供电电源的设计方案,同时还设计了锂离子电池组进行协同供电,作为供能不足时的备用电源,有效保证了电源的持续、稳定供应。
三、供电电源取能系统的设计方案分析
1设计方案原理
本文采用的是一种利用电流互感器取能和锂离子电池组协同供电的设计方案。电流互感器能随着设备母线一次电流的变化,感应出对应的交流电动势,并通过一系列整流、滤波、稳压等处理方式后,将其转换为可靠的直流电源。为避免母线电流处于大电流状态或超短路电流状态时,造成过压危险,在设计中还接入了一个泄流保护电路。而锂电池组则是作为一个稳定输出的备用电源,它与充放电管理电路之间直接相连接即可。图1即为该取能系统的结构示意图。该取能系统主要由小型的双线圈电流互感器、切换控制电路、继电器、整流滤波电路、泄流保护电路、滤波稳压电路以及锂电池等几个部分所组成。
2小型双线圈电流互感器设计
本文采用的是小型的开口式双线圈互感器设计,其开口铁芯是从设备母线中获取能量并传输能量的基础媒介,因此铁芯设计是整个系统设计的关键所在。对于开口铁芯的基本设计要求为:在保证大功率电源提供的基础上,尽可能减小一次启动电流,并提高电流适用性的工作范围宽度;为避免供电电源设计过大,开口铁芯的尺寸与结构也不宜过大。经过综合研究分析,本文中所设计的开口式双线圈互感器,其一次电流的适用范围在100A~1000A以内也能正常工作,正常输出功率可达到2W以上。同时,为了尽量减少开口铁芯的结构尺寸,并结合材料价格因素,最终选择硅钢片作为铁芯材料,它的饱和磁感应强度相比普遍材料更高,在相同条件下所得到的最大输出功率以及最大电压也更大,且价格成本也较为低廉。
3整流滤波电路、稳压电路设计
双线圈电流互感器,在母线中感应出对应的交流电动势,需要通过一系列整流、滤波、稳压处理,方能转变为在线监测设备所能使用的直流电源。因此在该取能系统中设计有整流滤波电路和稳压电路。整流滤波电路主要作用是对电流互感器的二次电压,进行整理和滤波处理以实现初步稳压。其主要设计要点有:一是要保证整流二极管的反向耐压值应足够大,导通压降应足够小,从而尽量减少整流二极管的损耗;二是要保证滤波电感的直流电阻应当较小,以尽量减少电路的损耗;三是应保证滤波电容具备较大的容量,大容量电感不仅能存储更多的能量,而且能有效避免继电器开断过程中二次电压不足的问题。
4泄流保护电路设计
由于开口式双线圈的一次电流适用范围较大,通过设计泄流保护电路,可以有效避免母线电流处于大电流状态或超短路电流状态时,所造成的过压危险。本文所设计的泄流保护电路,它与开口铁芯是直接串联,但感应电流的方向是相反的,从而起到部分抵消开口铁芯磁通的作用。在线路连接之间还设置有一个连接开关,以决定泄流保护电路是否工作。当运行时一次电流较小,泄流保护电路处于断开状态;当一次电流较大时则开关闭合,泄流保护电路开始动作,起到去磁保护作用。
5锂电池组及充放电电路设计
锂电池作为一种可循环充电、放电的电池,具有使用寿命长,充放电电流稳定的特点,适宜作为一个稳定输出的备用电源,它与充放电管理电路之间直接相连接。在实际应用中,单节锂电池的工作电压为4.2V左右,为保证足够的电压余量以确保电路的正常、稳定工作,在本文中设计了三节锂电池串联供电,其输出电压可达到12.6V左右,远超出最低输入电压7V的标准,能完成满足设计需要。
关键词：牵引供电；安全可靠性；供电设备
中图分类号：TM922 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）04-0136-02
1 概述
随着市场经济体制的建立，我国的经济蓬勃发展，人们的生活水平日益提高，随之增长的是人们的物质文化需求，电力作为可再生能源无论是对经济的发展还是人们生活水平的提高都贡献巨大。因此，社会对电力的需求从质到量的要求都在提高。尤其是供电的安全可靠性一直以来都是人们关注的重要问题。必须采取有效措施提高牵引供电设备的安全可靠性能，保障人们的用电安全。
2 影响牵引供电设备供电安全可靠性的因素
影响牵引供电设备供电可靠性的因素总结如下：
由于牵引负荷量越来越大，导致牵引主变压器的容量明显不足，经常出现超负荷现象，而且趋于越来越严重的程度。
供电设备的抗老化性能较差，许多电气性能不稳定，安全可靠性差，主要表现在主导电回路开关故障。
电流密度大导致接触网的负荷增重，诸多的电路故障的出现对主变运行造成强烈冲击，许多主变故障的发生都与之有关。
许多牵引变电所的上级电源系统供电不稳定，其供电系统的电容量时常不足，并且可靠性差，会直接影响到下级的牵引供电的安全稳定，导致其可靠性大大降低。
2.1 主变压器负荷量过大
在对供电设备进行增容后，运载量随之快速增加，造成牵引负荷的迅速提升，许多牵引变电的电臂馈线的负荷量超过最大值。经常发生主变压器的负荷量过多而发生跳闸，有时会发生超负荷报警。不仅如此，过多的供电臂的开关跳闸过于频繁，使供电效率和供电质量大大降低，根本无法满足人们的用电需求，常常低于区域供电要求。另外，主变的频繁跳闸，还会引起许多其他方面的问题，如跳闸严重时会引起电气接点产热过多造成设备故障。由于供电设备容量不足，会直接导致供电能力降低，在很大程度上降低了牵引供电系统的可靠性，严重影响了电力的正常运输。
2.2 开关及保护装置故障
许多牵引供电设备在线路扩增后仍继续使用，由于其老化现象普遍且严重，大大降低了供电的稳定性。其中110kV开关、27.5kV开关的故障率尤其高，断路器液压机构和开关机构卡滞拒动问题时有发生。电子元件的抗干扰能力较差，使得微机保护装置在运行的过程中受到的影响较为严重，在超负荷的环境影响下其故障率会明显提高。
2.3 主变压器故障
类似于开关及保护装置的老化问题，主变压器在部分线路扩增之后也存在旧利用等老化问题，而且许多主变压器的容量不能满足线路扩增的需要，导致在运行的过程中故障频繁发生。许多变压器的老化导致近点短路直接造成供电中断，严重影响了供电系统的稳定性，影响了人们的正常生活。
2.4 外电的影响
上级电源的供电质量对牵引供电设备的影响无疑是最直接的，如果所加110kV的电源的电压的波动夫妇超过最大限度，会严重降低牵引供电设备的安全稳定
性能。
3 提高牵引供电设备供电安全可靠性的措施
为了有效提高牵引变电的可靠性，现提出了以下
措施：
3.1 改善变压器跳闸问题
（1）改变牵引网的供电臂结构。主要从缩短供电臂的距离入手，从而大幅度减少牵引变电的负荷量；（2）革新技术，通过采用先进的技术措施不断提高主变器的负载能力，可以将牵引变压器的自动冷却装置改变为强制风冷，在一定程度上提高其负载能力；（3）针对变压器容量不足导致的负荷量超出最大限度的问题可以对主变压器进行扩容，有必要时更换大容量的变压器，能有效地提高供电效率及供电可靠性；（4）跳闸频繁出现的状况可以通过调整主变的跳闸保护值来降低这种情况发生的频率，但在调整的过程中一定要考虑到电荷情况和主变压器的负载能力，在安全的前提下变大跳闸保护值。在变压器的可承受范围之内最大限度地增加其负荷量，虽然能够极大地减少跳闸现象的发生，也会大大地缩短变压器的使用寿命，使其老化加速，因此，该措施在采取的时一定要慎重。
3.2 加大对设备故障的整治力度
对于故障频繁发生的开关及保护装置、电气接点过热等设备应该做到及时发现及时解决，加大检查监督力度，故障排除工作一定要落到实处，尽量降低故障发生的频率，将故障带来的损失降到最低。开展相关的专项整治工作，对运行不稳定的线路进行逐段检修，统一更换故障率较高的部件，在其损坏前就及时制止，预防大于整治，可以有效提高开关及保护装置的可靠运行。例如由于低温导致的变压器绝缘油的固化问题，可以更换高质量的绝缘油，保证绝缘油的质量。专项整治工作的开展可以及时发现线路和供电设备中存在的普遍性和典型性问题，消除共性问题，提高设备维修的效率。
3.3 优化运行管理手段
运行管理水平的提高对于提高牵引设备的供电可靠性必不可少。在信息技术和自动化管理技术如此发达的时代，单单是人的管理已经远远不能满足牵引供电设备的供电管理，必须将自动化管理融入牵引供电运行管理手段，充分利用视频监控系统和远程控制系统，加大无人亭的监视巡查力度，能够大大提高变电设备的管理效率。由于线路的特殊性，对季节的变化较为敏感，针对不同温度的变化要了解不同时期下线路的特点，以预防为主，提前准备，在应对季节的典型气候来临之前，要采取针对性的措施做好预防工作。例如雨天积水设备的形变问题、雷雨天气绝缘部件的跳闸问题、高温天气下设备过热问题、冬季液压过低问题等等。采取高效的运行管理制度能够明显提高牵引供电的可靠性，降低设备的故障频率。
4 结语
随着未来网络信息技术和新材料新技术的发展，牵引供电设备的质量也会不断提高，其供电的稳定性也会日益提高。对于供电设备的监测技术和管理工作也会随着技术的革新发生不断地飞跃。可以想象，未来牵引供电设备的安全可靠性必将会不断提高，故障的判别手段也会更加精准。
参考文献
[1] 谢将剑，吴俊勇，吴燕.基于遗传算法的牵引供电系统可靠性建模[J].铁道学报，2009，（4）.
[关键词]供电设备；检修维护；调度组织
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0246-01
一、施工项目
1、铁路线路的电气化改造、变配电设备、电力、接触网改造及大修、高铁整锚段更换接触线、承力索、更换支柱等纳入施工计划。
2、远动系统升级纳入施工计划，并取消其他设备检修，防止出现开关误动危及作业人员安全，涉及现场设备时，设备单位配合。
3、变电所内设备检修应使用标准工作票，提高检修效率与安全性。馈线系统、回流系统、回路切换、自投实验应在天窗点内进行。
4、桥上电力设备、隧道内电力设备、铁路护网内电力设备巡视检修、变配电所内改变运行方式的倒闸、信号箱变的检修及试验作业应在天窗点内进行
5、接触网步行巡视、静态测量、测温等设备检查作业；接触网打冰，处理鸟窝、异物； 在道床坡脚以外栅栏以内的标志安装及整修、基础整修、接地装置整修、支柱基坑开挖等不影响设备正常运行的作业可在天窗点外进行，但严禁利用速度160km/h及以上的列车间隔时间进行。
二、临时抢修
1、设备存在隐患但未立即危及行车安全时，设备单位要说明原因，书面报供电调度。供电调度提出后续安排，在具备抢修条件后，立即组织修复。
2、突发设备故障危及行车安全、需立即抢修时，设备单位立即按规定登记、签字、提出抢修请求，供电调度根据情况组织实施。
三、组织实施
（一）接触网计划审批
1、供电调度对全局供电维修计划进行审核，审核内容：计划的依据、作业地点、停电范围与停电卡片的内容一致、封锁范围、轨道车计划、作业时间等，全部无误后送达相关的列调台。发现计划内容有误或与其他施工有冲突时，通知设备单位修改计划或者取消。
2、供电调度核对施工室批复的高铁维修日计划，发现问题向供电值班员汇报，确实存在问题时，向施工室提出并进行修改。
3、变电所、电力设备检修计划于作业前一日提报主管供电调度台，同时提报工作票、倒闸表，涉及馈线停电的变电检修计划比照接触网停电计划提报，需要供电局进线停电的检修在每月5日前向供电调度提报。
4、调度台分界处的停电检修由主管电调台受理审核计划，并转至相关电调台，在作业前一天，由主管电调台向相关台核对计划。
5、夜班调度员与工区值班人员再次核对计划内容，值班长对涉及相邻调度台、临时计划、重点施工、供电局进线停电等计划进行复核。作业组提前到达作业现场后与电调再次核对计划，当作业与计划内容不符时，电调有权停止本次作业。
6、计划取消
（1）因工区自身原因取消计划应在作业前30分钟通知供电调度，并说明原因。配合其他部门的计划取消时，经配合单位同意方准取消，并报告供电调度。
（2）工区在作业前30分钟不能到达现场熟悉设备、做好准备工作时，或要令人对作业内容不清楚时为保证安全，电调可以取消本次检修作业，防止人员匆忙到达现场误上有电设备。
（3）当设备故障或遇有临时抢修任务时，电调根据情况停止检修作业，及时组织抢修。
（二）、停电前的准备
掌握设备运行情况，天气状况，确认远动系统运行正常。停电前15-30分钟，相应的分区亭、AT所进行倒闸操作。涉及开闭所进线的停电，提前做好倒换进线。当班助理调度员编写倒闸程序，供电调度员进行审核，供电值班员进行复核，确保停电馈线与计划内容相符。无人值班所亭，由助理供电调度员编制倒闸表，供电调度员审核。
（三）、电列调签认
1、助理电调依据作业停电范围填写签认本，供电调度员负责审核。电调与列调核对计划，双方共同确认停电起止时间、停电范围、封锁范围、轨道车运行等。确认具备停电条件，将停电命令号、停电时间、停电范围及列调代号通知电调，电调将停电命令号通知列调。
2、当列调提出停电申请时，双方共同确认停电范围，电调依据列调提出的停电范围办理停电。
（四）、停电操作
1、远动操作系统设置双席并发监督模式，助理调度员发出倒闸操作的控制命令，供电调度员确认无误后向被控站发送倒闸命令；
2、使用程控模式操作前，必须双人核对操作程序正确，程控倒闸过程中观察设备执行及各种参数变化情况，出现异常立即终止操作，查明原因并采取措施后可继续进行。
3、操作时先断开断路器、再拉开隔离开关、然后撤除邻线重合闸、在断开的开关上挂停电标示牌，命令变电所值守人员进行现场确认开关状态，电调进行远动系统确认，包括显示的开关位置、电压、电流至少以上两个信息。
4、需接触网隔离开关倒闸时，填写《接触网隔离开关倒闸本》，手动操作时要接触网倒闸命令
5、列调请求的设备停电并签认后，进行倒闸操作，停电后通知列车调度员，送电时必须经过列调同意。
6、远动系统故障或需变电所内部自行倒闸时，由供电调度员向变电所值班人员“将远动打至当地”的命令，依据调度权限向值班人员倒闸命令。
7、倒闸完成后由调度员在倒闸操作命令本上填写起始和完成时间及调度员姓名，然后及时退出系统。
8、倒闸完毕后实施接触网挂牌措施，通过在接触网示意图上设置作业标志及符号，并且与相关馈线开关形成闭锁关系，形成智能控制，避免了因为错停、错送电而造成的人员和设备的伤害。
（五）、作业命令
1、变电所倒闸完毕，接触网已停电，各项防护措施已准备妥当后，向作业组要令人发出准许作业的命令，内容包括作业范围、停电馈线号、批准时间、发令人、要令人等。接触网作业组要令人复诵命令内容正确无误后，给予命令编号和批准时间，接触网停电作业开始。
2、变电所作业向值班员准许命令，无人值班的所、亭向检修人员命令，值班员根据工作票的要求做好各项安全措施后进行检修工作。
3、接触网除冰、带电测量等不需要接触网停电的作业，工区提前一天17点前向电调提报，电调根据情况决定是否受理。进行间接带电作业时，要间接带电作业命令，撤除相关馈线重合闸。
4、需要邻台停电配合时，由邻台电调与列调进行签认停电，主管台停电作业命令。邻局请求的配合停电以命令形式。
（六）、作业完毕消除命令
1、作业完毕所有安全措施恢复，作业组要令人向电调消除作业命令，供电臂内几个作业组作业时，每个作业组必须逐个消除作业命令。电调得到接触网要令人作业全部结束的报告后，给予结束时间，至此作业结束，作业组不得再进行任何与接触网有关的工作。
2、在批准时间内不能完成作业时，要令人提前15分钟向电调请求延长作业时间并说明原因，电调批准同意后方可延长，电调将延时情况通报列车调度员，并记录在值班日志中。
3、如果有特殊情况须再进行停电作业时，作业组必须再向电调申请停电，重新办理安全措施不得简化，电调同意并命令后方可再次进行作业。
（七）、倒闸送电
1、要令人消除作业命令后，助理调度员、供电调度员送电前必须确认整个供电臂所有作业组全部作业结束，助理调度员依据倒闸表进行送电操作，供电调度员进行确认。
2、列车调度员申请配合的停电，工区配合人员向电调消令后，电调在送电前必须经列车调度员同意。
关键词：[HTSS]供电设备；状态检修；专家系统；人工神经元网络
状态检修方式以设备当前的实际工作状况为依据，它通过先进的状态监测和诊断手段、可靠性评价手段以及寿命预测手段，判断设备的状态，识别故障的早期征兆，对故障部位其及严重程度、故障发展趋势做出判断，并根据分析诊断结果，在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前主动实施维修［1］。它为电气设备安全、稳定、长周期、全性能、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。
作到状态检修的关键是对设备状态的判断，不仅要识别已经发生的故障，而且预测未来可能发生的故障。解决这些问题，一些常规的计算程序和分析程序无能为力或不够有效。因为在这些问题中，人类专家的经验起着主导作用。因此，专家系统技术已经运用到电力设备状态检修中，特别是发电设备的状态检修。而专家系统技术用于供电设备的状态检修还不多见。原因在于供电设备的状态检修起步比较晚，这与早年实行“重发轻供不管用”的政策有关。当前电力企业深化改革，以利润为中心，实行内部模拟电力市场，促使供电企业努力提高供电可靠率和检修的经济性。因此供电设备的状态检修势在必行。
状态检修能够使检修和管理效率提高，设备大修间隔延长和小修频率降低，杜绝不足维修和过剩维修，减少重大事故的发生，提高了设备的可用系数，从而降低了企业经营成本。
1、配电设备状态检修决策支持系统的总体结构
随着传感技术、微电子、数字信号处理和计算机网络技术在状态监测中的应用，使状态检修成为可能。而人工神经网络、专家系统、模糊集理论等综合智能技术在状态识别和故障诊断中的应用，使状态检修得以实现［2，3］。
本系统根据在线和离线监测诊断数据、设备寿命预测数据、可靠性评价数据、设计参数、检修历史数据、同类设备统计数据等进行综合分析，并利用状态评价准则体系对设备状态变化趋势进行预测，运用决策模型给出检修什么和何时检修的建议，并制定检修计划，到企业网站。总体结构如图1所示。
1.1设备综合管理模块
状态检修需要大量描述设备状态及其演变过程的准确数据，即要有足够的信息用于分析与决策，这就是设备数据综合管理。该模块管理、存储所有设备资产清单，设备台帐图纸、设备设计数据、设备安装状况及系统图、维修历史数据、设备变更与维修记录、设备状态监测与诊断数据、事故及异常记录、测点设置、设备可靠性状态统计分析数据等等。
1.2智能化诊断模块
该模块用专家系统与人工神经元网络结合的方法实现。既能对单一试验数据进行故障诊断，也能对多种试验数据进行综合诊断。单一诊断用产生式专家系统，将规程规定和专家知识存储在知识库，可以随时更新、修改。综合诊断用人工神经元BP网络。功能模块之间用状态驱动。每一个层次的数据可以维护、查询，有利于程序的模块化设计［4，5］。
1.3检修决策模块
对单一设备，根据不同运行方式和检修方式，运用技术经济分析方法，对检修费用、效益进行评估，给出对该设备来说最佳检修时间、检修措施和检修项目，并形成检修决策报告。
1.4编制检修计划模块
状态检修并不排斥检修计划的作用，恰恰相反，状态检修体制还要利用一些先进的技术手段来动态地制订和优化供电设备检修计划，以充分发挥检修计划的指导作用。在状态检修体制下，面对众多需要检修的设备，检修计划的编制根据检修决策的结果，负荷预测、趋势分析、动态规则等手段考虑配网的运行方式、供电可靠性、经济性等要求，使检修计划既具有可行性，又具有科学性和经济性。
1.5企业网站检修信息模块
将排定的检修计划在供电企业网站上，供生产单位执行，也为用户提供了检修信息，大用户据此安排生产，减少供电设备检修带来的损失。这能提供服务质量，增加供电工作的透明度。
2、基于专家系统的单一诊断模块
2.1单一诊断功能
单一诊断是指对一种检测方法所取得的数据进行处理和判断，得出故障征兆或有关设备状态的初步结论。这些检测方法指：油中气体色谱检测、绕组直流电阻检测、绝缘电阻及吸收比、极化指数检测、绝缘介质损耗检测、油质检测和绝缘老化的检测等等。检测的数据与规程比、与历史比、与同类设备比，并考虑当前系统的运行状况，将这些知识保存在专家系统的规则库中。
通过各种方法检测到的数据，或通过检测数据计算出的数据，并不能说明当前设备的状况，只有与标准值比较，才能得到设备可能故障的征兆。如在变压器预防性试验中，绕组直流电阻MVA以下的变压器，相间差别是5%，与规程比较，规程规定一般不超过4%，所以得出绕组直流电阻相间差别过高的征兆。
单一诊断是对单项试验数据进行诊断。该方法简单、宜于实现，有时可直接定位故障。但更多时给的结论不够清晰，或结论片面。因此，该过程可以看作综合诊断的前期数据处理［6］。
单一诊断的结果可能有四种：
1）明确定位故障；
2）参数正常，不存在与此参数有关的故障；
3）不确定故障是否存在；
4）故障确实存在，但不能定位。后两种情况给出的结果不明确，需要更多的信息进行明确判断，由综合诊断来完成。但单一诊断的所有诊断结果都送到综合数据库里。在综合诊断中，对四种结论的处理各不相同。
单一诊断的过程是：
（1）数据采集：采集定期或不定期的试验数据；
（2）参数计算：有些参数据不能直接测得，需要用试验数据计算得到。
（3）参数换算：有时要把试验数据或参数换算成某一环境下的数据；
（4）数据比较：试验数据或换算后的数据与规程规定的标准试验数据比较，与设备原始数据比较；
（5）得出结论：单一诊断的结论是上述的四种结论。如果不需综合诊断，则可以直接生成诊断报告。
2.2专家系统各模块的功能
单一诊断功能由专家系统实现，该专家系统的模块如下：
（1）数据库：数据来源于设备综合管理模块。该库需要的数据有：设备工况数据，设备设计参数，设备缺陷与检修历史数据，事故记录，同类设备统计数据；
（2）知识库：该库包括故障诊断知识和设备状态预测知识。包含有设备的有关标准、规程、导则和有关设备性能指标的资料，以及收集的国内外诸多专家分析判断设备故障的权威经验，用产生式知识表示法表示知识；
（3）推理机：能进行故障诊断和设备状态预测，并设置监控预警功能，发现设备缺陷，向运行值班和检修负责人发出警报。考虑到供电设备故障的特点：有时是一种故障引起多个征兆；有时是一种征兆是由多个故障引起的，因此推理方式采用混合推理；
（4）学习机：随着标准、规程及导则中有关内容的变化，经验不断积累和增加。诊断知识库要随时扩充、修改、更新，增强专家系统的诊断、决策能力。因此，要求学习机有很强的自学习功能。自学习包括三个方面的内容：
①就诊断对象的功能状态去识别系统未曾掌握的征兆，并形成新的知识；
②有新的设备时，能够学习新设备的故障征兆和判断设备状态的规则；
③对知识的自行校正，如一致性检验、冗余检验等。
3、基于神经元网络的综合诊断模块
神经网络是对人脑神经系统的数学模拟，其目的是学习和模仿人脑的信息处理方式。神经网络把知识变成网络的权值和阀值，并分布存储在整个神经网络之中。在确定了神经网络的结构参数、神经元特性和学习算法之后，神经网络的知识表达是与它的知识获取过程同时进行、同时完成的。当训练结束时，神经网络系统所获取的知识就表达为网络权值矩阵和阀值矩阵。神经网络具有知识容量大，处理的问题范围广，推理速度快等优势。所以综合诊断是运用人工神经元网络在故障征兆与故障位置之间建立起数学模型，将综合诊断知识存储在网络的权值和阀值里。采用BP网络进行模型。故障征兆是输入层的X1，X2，X3，XL；输出层的Y1，Y2，Y3，YN是具体的故障。这里的故障征兆就是单一诊断的结论。
4、结束语
供电设备状态检修决策支持系统中设备状态诊断是关键，不仅能对已经发生的故障做出诊断，还能对将要发生的故障进行预测，这样才能根据状态进行检修。自学习功能，增加了该系统的灵活性，随着经验的积累，知识库的日益丰富，状态诊断的可靠性将日益提高。
状态检修离不开状态检测技术，供电设备的状态监测已经有许多的方法，如直流电阻测量，油色谱分析，绝缘性能测试，远红外测温，有载调压开关特性测试等。随着这些监测手段的日益完善，监测点逐渐增多，监测设备的功能强大，通过先进的通讯手段和计算机网络化管理，状态检修系统就更为健全。
从电力行业发展看，供电设备状态检修代替定期检修是必然的，但要有一段很长的过渡过程，在这期间，可能两种检修方式并存。做到真正的状态检修，仅有技术支持系统是不够的，还需要管理工作的配合、加强检修人员的培训等。
参考文献
［1］杨叔子，郑晓军。人工职能与诊断专家系统［M］。西安交通大学出版社，1990.
［2］许婧，王晶，高峰，束洪春。电力设备状态检修技术研究综述［J］。电网技术，2000（8）。
［3］白建青。供电设备从定期维修制向状态检修制过渡［J］。青海电力，1998（4）。
［4］尤钟晓，卢章辉，岑文辉。面向对象的电力系统调度操作专家系统［J］。电力系统自动化，1999（1）。
