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余婼涵

（國網河南省電力公司駐馬店供電公司，河南駐馬店 463000）

摘?要：隨著電力系統規模的不斷擴大和智能化水平的提升，500kV變電設備作為電網的核心樞紐，其運行的可靠性直接影響電力系統的安全穩定運行。傳統的定期檢修模式已難以適應現代電網的發展需求，狀態檢修技術作為一種基于設備實際運行狀況的維護策略，成為電力設備管理的重要方向。基于此，本文從狀態檢修的理論基礎出發，系統探討500kV變電設備狀態檢修系統的架構設計、功能實現及關鍵技術，以期為電力設備的智能化運維提供理論支撐和實踐參考。

關鍵詞：500kV變電設備；狀態檢修；在線監測；故障診斷；全生命周期管理

中圖分類號：TM63   文獻標識碼：A   文章編號：1671-2064（2025）08-0005-03

0引言

電力系統作為現代社會的重要基礎設施，其穩定運行直接關系到國民經濟的發展和人民群眾生活質量的提升。500kV變電設備作為高壓電網的核心節點，承擔著電能傳輸與分配的關鍵任務。然而，隨著電網規模的擴大和設備運行年限的增加，傳統定期檢修模式的局限性日益凸顯。一方面，固定周期檢修難以準確反映設備的實際運行狀態，可能導致過度維護或維護不足。另一方面，檢修過程中的停電操作對電網運行造成重大影響，降低了供電可靠性。狀態檢修技術的出現，為解決這一難題提供了新思路。利用狀態檢修技術，通過實時監測設備運行參數，結合歷史數據和專家經驗，能夠實現設備健康狀況的精準評估，從而制定針對性維護策略。這種基于數據驅動的檢修模式不僅提高了設備維護的精準度，還顯著降低了運維成本，成為現代電力設備管理的重要發展方向。

1電力設備的狀態檢修

狀態檢修是一種基于設備實際運行狀況的維護策略，其核心理念是通過實時監測和數據分析，準確評估設備的健康狀態，并制訂維護計劃。與傳統定期檢修相比，狀態檢修具有顯著優勢，能夠避免不必要的設備停機，提高供電可靠性。同時，通過精準的故障預測，可以有效預防重大事故發生，降低維護成本。狀態檢修的實施依賴多源數據的融合分析，包括在線監測數據、歷史運行數據、環境參數以及設備試驗數據等。深度挖掘這些數據，可以建立設備狀態評估模型，實現從“計劃檢修”到“狀態檢修”的轉變。這種轉變不僅需要先進的技術支撐，更要求運維管理模式的創新[1]。

2變電設備狀態檢修系統

2.1系統概述

500kV變電設備狀態檢修系統的構建，本質上是對傳統運維模式的一次智能化重構。這個綜合平臺將分散的數據采集點、孤立的分析工具和人工決策過程整合為一個有機整體，通過數據流動實現設備狀態的動態感知。系統以全生命周期管理為核心理念，不僅關注設備的實時運行狀態，更著眼于從投運到退役的完整歷程，建立起覆蓋設備“生老病死”全過程的數據鏈條。這種全景式的監測體系，使設備狀態的評估不再依賴單一的運行參數，而是通過多源數據的交叉驗證，形成更精準的設備健康畫像。系統的智能化特征體現在其自適應能力上，即隨著數據積累和算法優化，狀態評估模型能夠不斷自我完善，逐步逼近設備的真實運行狀態。這種動態演進能力，使系統不僅是一個被動的監測工具，更是一個能夠主動發現潛在風險、優化維護策略的智能決策支持平臺。在電力系統向智能化轉型的背景下，這種基于數據驅動的狀態檢修模式，正在重新定義電力設備運維的管理范式。

2.2系統總體設計

2.2.1 系統流程

狀態檢修系統的運行流程，本質上是一個數據價值不斷深化的過程，從設備表面采集的原始數據，經過層層提煉和轉化，最終形成具有決策價值的維護建議。在線監測數據作為流程起點，通過分布式傳感器網絡實時捕捉設備的運行狀態，這些看似離散的數據點在中央處理單元中匯聚成設備健康狀況的全景圖。預處理環節如同數據的“過濾器”，剔除噪聲干擾，提取有效特征，為后續分析奠定基礎。狀態評估模型則扮演著“診斷醫生”的角色，通過對歷史數據的比對和趨勢分析，將設備狀態劃分為不同等級，為運維決策提供量化依據。專家知識庫的引入為系統注入了行業經驗，使故障診斷不僅依賴數據，更融入了人類智慧的判斷。最終生成的維護建議是數據、算法和經驗的結晶，為運維人員提供了從“發現問題”到“解決問題”的完整路徑。這種閉環式的流程設計，保證了系統輸出的可靠性和實用性[2]。

2.2.2 系統軟件體系架構

系統的分層架構設計體現了模塊化與集成化的平衡。數據采集層如同系統的“感官”，設備上的傳感器網絡實時捕捉溫度、振動、電流等關鍵參數，這些原始數據構成了系統認知設備狀態的基礎。數據處理層則承擔“信息加工”的職責，通過數據清洗去除異常值，利用特征提取技術挖掘數據背后的規律，為上層分析提供高質量的數據輸入。分析決策層是系統的“大腦”，運行著復雜的評估算法和診斷模型。這些算法不僅能夠識別設備的當前狀態，還能預測未來的性能退化趨勢。應用展示層作為系統與用戶的交互界面，將復雜的分析結果轉化為直觀的可視化圖表和清晰的維護建議，降低了技術使用的門檻。這種分層架構不僅保證了系統的可擴展性，還有利于各功能模塊的獨立與優化，適應不斷變化的技術需求[3]。

2.3系統主要功能

2.3.1 在線監測數據采集及越限自動告警

在線監測數據采集是狀態檢修系統的感知基礎，其核心在于構建一個全方位、多維度的設備狀態感知網絡。系統集成的傳感器陣列不僅覆蓋了傳統的電氣參數監測，還將機械振動頻譜、溫度場分布等物理量納入監測范圍，形成了對設備運行狀態的立體化刻畫。這種多維數據的同步采集，使系統能夠捕捉到設備異常的早期征兆，為故障預警提供豐富的信息基礎。越限告警機制的智能化體現在其自適應能力上，即系統能夠根據設備運行歷史和環境條件動態調整告警閾值，避免因環境因素導致的誤報。多級預警體系的設計則考慮了不同級別異常的處置需求，從輕微異常的提示性告警到嚴重故障的緊急報警，形成了層次化的響應機制。這種精細化的告警策略，既保證了重大風險的及時處置，又避免了頻繁告警對運維人員的干擾[4]。

2.3.2 運行維護、試驗數據的自維護

運行維護和試驗數據的自維護功能，為狀態檢修系統構建了一個持續進化的數據基礎。系統通過統一的數據管理平臺，將分散在不同時期、不同來源的設備信息整合為一個有機整體。這種整合不僅包括結構化數據的歸檔，還涉及非結構化文檔的智能解析，比如維護記錄中的文本描述和試驗報告中的圖表信息。數據清洗環節采用機器學習算法，自動識別并修正數據中的異常值和缺失值，確保數據質量滿足分析需求。標準化處理則解決了多源數據的兼容性問題，使不同時期、不同設備的數據能夠進行橫向對比和縱向分析。這種自維護機制不僅提高了數據的可用性，也為系統的持續學習和優化提供了可靠的數據支撐[5]。

2.3.3 基于專家知識庫的設備故障診斷

專家知識庫的構建是狀態檢修系統實現智能化診斷的關鍵。這個知識庫不僅存儲了設備運行過程中積累的典型故障案例，還融入了領域專家的經驗判斷和診斷規則，是一個不斷進化的知識體系。通過機器學習算法的深度挖掘，系統能夠從海量數據中識別出潛在異常模式，將看似無關的設備參數變化與特定故障類型建立關聯。這種關聯分析不僅限于單一設備的縱向比較，還能夠借鑒同類設備的橫向數據，提高診斷的準確性。當系統檢測到異常時，會自動匹配知識庫中的相似案例，結合當前設備的具體運行環境，生成針對性的故障原因分析和處理建議。這種診斷過程既保留了人類專家的經驗智慧，又發揮了機器學習在處理復雜數據關系方面的優勢，實現了經驗與數據的深度融合[6]。

2.3.4 設備全生命周期信息管理

全生命周期信息管理為狀態檢修系統提供了貫穿設備“生老病死”的數據支撐。從設備投運的那一刻起，系統就開始記錄其運行軌跡，包括日常運行參數、維護保養記錄、故障處理過程等關鍵信息。這些數據經過結構化處理后，形成設備的“健康檔案”，不僅記錄了設備的當前狀態，還反映了其性能退化的歷史軌跡。這種全景式的數據記錄，使狀態評估不再局限于設備的當前表現，而是能夠結合歷史數據進行趨勢分析和壽命預測。更重要的是，全生命周期數據的積累為設備的更新改造提供了科學依據，可以幫助運維人員判斷設備應該繼續維護還是更換。基于完整歷史數據的決策支持，顯著提高了設備管理的科學性和經濟性。

2.3.5設備狀態分析及檢修決策支持

設備狀態分析及檢修決策支持功能是狀態檢修系統的核心價值體現。系統通過構建多維度評估模型，將設備的實時運行數據、環境參數和歷史表現整合到統一的評估框架中，形成對設備健康狀況的全面診斷。這種評估不僅關注設備的當前狀態，還能通過趨勢分析預測未來的性能變化，為預防性維護提供依據。基于評估結果，系統能夠生成個性化維護建議。這些建議不僅包括具體的檢修時間和內容，還考慮了資源調配和成本控制等實際因素。這種智能化的決策支持，使運維工作從被動應對轉向主動預防，顯著提高了設備管理的科學性和經濟性。更重要的是，系統能夠根據實際執行效果不斷優化評估模型，形成一個持續改進的閉環，推動運維管理水平不斷提升[7]。

3結語

500kV變電設備狀態檢修系統的建設與應用，標志著電力設備管理向智能化、精細化方向邁出了重要一步。通過實時監測、數據分析和智能診斷，該系統能夠有效提升設備運行可靠性，降低維護成本。當前，狀態檢修技術的推廣仍面臨諸多挑戰，比如數據質量保障、模型精度提升和運維模式創新等。未來，隨著人工智能和大數據技術的進一步發展，狀態檢修系統將向更高層次的智能化演進，為電力系統的安全穩定運行提供更強有力的支撐。

參考文獻

[1] 姜帥,杜凱琪.500kV智能變電站繼電保護運維措施研究[J].中國信息界,2024(3):6869.

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[3] 成魯鈺,宋磊,刁振丹.基于猶豫模糊矩陣的500kV變電站一次設備狀態快速檢修方法[J].電氣技術與經濟,2024 (10):145148.

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[5]房英怡.500kV變電站主變壓器安裝及維護技術研究[J].機電信息,2020(5):6667.

[6] 姚江,柏東輝.500kV變電站二次綜合自動化設備故障錄波測距系統[J].自動化與儀表,2023,38(9):97100.

[7] 陳晨,李佩瑤,郭蓉,等.500kV智能變電站交換機異常分析及維護措施[J].電力設備管理,2024(4):271273.

收稿日期20241227

作者簡介余婼涵（1988—），女，河南駐馬店人，研究方向變電設備狀態檢修。

Exploration of State Maintenance Technology for 500kV Substation Equipment

YU Ruohan

(State Grid Henan Electric Power Company Zhumadian Power Supply Company, Zhumadian  Henan  463000)

Abstract:With the continuous expansion of the power system scale and the improvement of intelligence level, the operational reliability of 500kV substation equipment, as the core hub of the power grid, directly affects the safety and stability of the power system. The traditional regular maintenance mode is no longer suitable for the development needs of modern power grids. Condition based maintenance technology, as a maintenance strategy based on the actual operating conditions of equipment, is becoming an important direction for power equipment management. Starting from the theoretical basis of condition based maintenance, this article systematically explores the architecture design, functional implementation, and key technologies of the condition based maintenance system for 500kV substation equipment, providing theoretical support and practical reference for the intelligent operation and maintenance of power equipment.

Key words:500kV substation equipment;condition based maintenance;online monitoring;fault diagnosis; whole life cycle management