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摘要：传统的故障检修方法通常是定期对设备进行检修以及故障后的针对性检修，但由于定期检修无法及时发现潜在故障且耗费大量人力、物力，故障后的针对性检修也仅可以降低部分设备的故障率。随着科技的发展与检测手段的革新，传统的定期检修及故障后检修策略明显不再适用，而状态检修策略随着被提出并被大量研究，目前已经成为提高设备供电可靠性、降低故障率的有效手段和重要技术支撑。
关键词：状态监测；电力设备；维修策略
1电力设备状态监测意义
电力设备的可靠性直接威胁到整个电力系统的安全、经济、可靠运行，是电力系统的命脉，在一定程度上也会影响到国民经济的健康、有序发展。因此，针对运行中的电力设备制定科学、合理的状态检修安排，以便尽早发现电力设备潜在的故障并及时进行解决，有利于提高设备的使用寿命，确保电力系统的运行可靠性。电力设备的优化管理是智能电网建设中高级资产管理体系的重要环节，美国能源部曾在2009年发布《智能电网主要特征—有效优化资产利用与运行》报告，他们在报告中系统的阐述的智能电网相较传统电力系统的优越性，并强调智能电网是利用最先进的技术手段，从两种不同的时间层面对电力资产进行优化配置。在短期层面上主要关注的是电网的日常运行；而在长期层面上，则主要关注于资产管理过程的优化。从具体的实现技术上可将其归纳为电力设备状态检修策略的优化研究以及辅助评估决策系统的开发。而在此过程中，电力设备状态评价与评估主要是基于各类传感器来获取电网及设备的状态信息数据，随后对相关数据进行处理及分析，进而判断潜在隐患并进行针对性性的检修维护，从而在短期层面实现资源的优化利用，提高设备的运行效率；对电力设备检修的优化可以使各设备、器件高效、稳定、持续运行，进一步完善设备的管理工作，利用最少的资源满足电网系统的需求，进而在长期层面上实现资源的优化配置。而设备状态检修辅助决策模块则可以为设备的检修安排及管理提供有效的数据支撑，辅助设备检修方案的制定与决策。
2基于状态监测的电力设备维修策略
2.1状态监测系统总体规划
本论文设计的新型状态检测系统包括硬件、软件系统两部分，其中硬件平台要求有以下四点：（1）运算性能佳：由于状态监测系统需要监测量相对较多，且被监测量分布广泛，此外被监测量还需要基于研发的平台完成数据的传输、储存、逻辑数值计算、状态分析及命令发出及执行等功能，而运算性能的优劣将直接决定该系统的整体性能。因而，本系统的硬件必须具有较高性能，这样其最终的运算性能佳才可以满足状态检测系统的稳定运行，进而保障电网的稳定、安全。（2）通讯高效、抗干扰：如之前所述，状态监测系统需要监测量相对较多，且被监测量分布广泛，因而大量数据需要进行储存、传输，相关命令也需要发送、接收和执行。在此情况下，对系统的硬件的通讯能力也需要提出更高要求，系统硬件平台必须具有实时、高效的通讯能力才可以满足数据的有效、及时的传输以及维修资源调动的实时性。另外，通讯的抗干扰能力也需要格外关注，尽可能降低数据传输的误差。（3）可拓展：该新型监测系统未来的应用工况并非恒定，在不同使用环境的参数值、技术指标均可能需要针对性处理方可满足其成功的应用。因此需要在设计过程中考虑到扩展接口的需求并为预留接口，这样可以保证状态监测系统后期的升级、优化，提升其应用范围的广泛性。（4）成本低廉：高性价比的产品必须兼顾性能和成本。虽然状态监测系统在发电厂、变电站等工业场所应用广泛，市场前景相对广阔，但其成本的控制也不容忽略。因而在设计过程中，不仅要保证产品的质量及功能在同类产品中具有一定的竞争性，也同时需要保证其具有相对低廉的成本。
2.2状态监测系统结构规划
集中式和分散式这两种结构目前应用交广，但各有优缺点。集中式结构：通常是先利用传感器获取设备的监测量，然后直接利用信号电缆等将其送至中央监控室。在此基础上，利用采集装置对于直接获得的监测量进行数据处理，一般处理操作包括滤波、放大、A/D转换。这种结构缺点较为明显，由于其获得的监测信号（一般为模拟信号）未经处理直接送至中央监控室，该信号量信号相对较弱，在信号电缆中长距离输送的过程中，可能会受到外界强电磁环境等的干扰而使获取的信号受到干扰，导致获得的数据失真，极易影响监测的效果及后期的评估，带来新的麻烦。而分布式结构则是利用专用的便携式测试仪器，将其连接的传感器放置到所需监测设备附近来直接读取信号，就地测量，其与集中式结构明显的不同，即将采集和处理模块均下放至传感器附近，将数据先处理再上传将获取的监测量传到上位机，因此它的特点是功能上的分布和地理上的分散。这种结构的优点是结构相对简单、投资较小、可靠性高、可拓展性强、效率高、资源可共享。通过兼顾这两种架构方式各自优势，我们设计、采用了改进的集中式状态监测分析系统结构。它的工作原理是：对于小型变电站，首先将在传感器附近配有采样模块，然后将传感器测到的模拟信号进行A/D采样处理后将再将信号传送给数据处理CPU来进行数据处理（即将部分上位机功能下放），这个传输过程是通过FIFO来进行。在此基础上，CPU通过网络将初步处理的数据上传，由上位机进行接收，实施状态评估和故障诊断功能。对于大型的变电站则略有差异，通过数拓展CAN总线将数据处理CPU上的初步处理数据与上位机相连通进行信号传输。其优点为拓展性强，信号传输可靠。由于将信号采集、转换功能以及上位机的部分信号处理功能下放，使底层具有更强大的功能，且经处理后的数据上传也在一定程度上降低外界干扰对信号造成的影响。检测装置传感器主要包括温度传感器、湿度传感器、加速度传感器（也叫振动信号传感器）、位移传感器等其他传感器。
2.3状态监测装置功能设计
本文设计了针对电力设备状态监测的硬件通用平台。该系统硬件平台主要基于子母板结构开展设计工作，其中硬件包括有驱动控制、信息采集等单元构成，而主板则由开入开出板、总线板、信号驱动板、CPU板等部分构成。主要具有三方面优点：一是可以提高系统结构的紧凑性，可以节约一定的空间；二是可以保证系统连接更加可靠；三是适用多种应用场景，功能板可由用户自定义、灵活删减或添加。依据状态监测装置的主体电路结构和要实现的功能，要求其硬件平台需具备并可实现下列三项功能：（1）数据采集基本功能：对输入信号采集，并抑制外界环境对信号产生的干扰；（2）数据输出功能：针对电力设备参数准确分析设备运行情况，并实时反馈；（3）信息通讯功能：基于RS485/RS232通信接口及以冗余结构的以太网进行数据传递，另外还需要考虑状态监测装置可以实现后期对通讯方式的升级。其以CPU板为整个系统的核心，该装置集数据采集、数据存储、数据处理和数据传输于一身，且各级板卡均可以通过总线板来实现数据的共享。
3结束语
科技发展离不开电力支撑，因而电网的安全可靠运行显得更为重要。电力设备的安全、健康运行会直接影响到电网的安全稳定性，而电网设备检修策略则可以为此提供保障，进而提高整个电网的供电可靠性和经济性，意义重大。而在这其中，对电力设备的状态监测技术的研究需要率先开展。本文基于状态监测评估模型和系统硬件平台为基础，进一步阐述了状态监测系统的相关软件设计，仅供参考。
参考文献
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