電力設(shè)備故障診斷與維護(hù)計(jì)劃電力設(shè)備作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心支撐，其故障的及時(shí)診斷與科學(xué)維護(hù)直接關(guān)系到電力供應(yīng)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)張與設(shè)備智能化升級(jí)，傳統(tǒng)“事后維修”模式已難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)可靠性的要求。構(gòu)建精準(zhǔn)的故障診斷體系與動(dòng)態(tài)優(yōu)化的維護(hù)計(jì)劃，成為提升設(shè)備全生命周期管理水平、降低非計(jì)劃停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵路徑。本文結(jié)合電力設(shè)備運(yùn)維實(shí)踐，從診斷技術(shù)應(yīng)用、維護(hù)策略制定到落地優(yōu)化，系統(tǒng)闡述故障診斷與維護(hù)計(jì)劃的協(xié)同構(gòu)建方法，為電力企業(yè)設(shè)備管理提供實(shí)操性參考。一、電力設(shè)備故障診斷的技術(shù)體系電力設(shè)備故障具有隱蔽性、漸進(jìn)性特征，需通過(guò)多維度監(jiān)測(cè)與智能分析實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別。其診斷體系依托狀態(tài)監(jiān)測(cè)、特征解析與模型驗(yàn)證三層架構(gòu)展開(kāi)：（一）多源狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)針對(duì)不同設(shè)備類型選擇核心監(jiān)測(cè)參數(shù)，構(gòu)建“健康感知網(wǎng)絡(luò)”：變壓器：采用油色譜分析監(jiān)測(cè)H?、CH?、C?H?等特征氣體含量及產(chǎn)氣速率，結(jié)合繞組直流電阻、鐵芯接地電流測(cè)試，判斷絕緣老化、局部放電等故障；通過(guò)紅外測(cè)溫監(jiān)測(cè)繞組、接頭溫度分布，預(yù)警過(guò)熱隱患。高壓電機(jī)：通過(guò)振動(dòng)監(jiān)測(cè)采集軸承、定子振動(dòng)信號(hào)，結(jié)合階次分析分離負(fù)載、機(jī)械、電氣故障頻率，識(shí)別不平衡、不對(duì)中、繞組短路等問(wèn)題；輔以定子繞組絕緣電阻測(cè)試，評(píng)估絕緣狀態(tài)。斷路器：依賴機(jī)械特性監(jiān)測(cè)（分合閘時(shí)間、速度、行程曲線）定位操動(dòng)機(jī)構(gòu)卡澀、觸頭磨損故障；結(jié)合SF?氣體濕度、純度檢測(cè)，預(yù)警絕緣劣化風(fēng)險(xiǎn)。（二）故障特征智能解析采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需通過(guò)信號(hào)處理與算法建模轉(zhuǎn)化為故障判據(jù)：信號(hào)預(yù)處理：采用小波變換、濾波算法消除噪聲，提取有效故障特征（如電機(jī)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域/頻域特征）。智能診斷算法：融合專家經(jīng)驗(yàn)與機(jī)器學(xué)習(xí)模型。傳統(tǒng)方法如故障樹(shù)分析（FTA）用于邏輯推理（如斷路器拒動(dòng)的因果鏈分析）；現(xiàn)代方法如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）對(duì)紅外熱像、局部放電圖譜進(jìn)行模式識(shí)別，或長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）對(duì)時(shí)序監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（如變壓器油色譜趨勢(shì)）進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，提升診斷準(zhǔn)確率與時(shí)效性。（三）診斷模型的驗(yàn)證與迭代通過(guò)故障案例庫(kù)（含歷史故障記錄、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、檢修報(bào)告）對(duì)診斷模型進(jìn)行驗(yàn)證，修正誤判邏輯。例如，針對(duì)變壓器油色譜數(shù)據(jù)，建立“三比值法+產(chǎn)氣速率”的復(fù)合診斷模型，結(jié)合實(shí)際故障類型（如匝間短路、鐵芯接地故障）優(yōu)化特征權(quán)重，形成動(dòng)態(tài)更新的診斷知識(shí)庫(kù)。二、基于診斷結(jié)果的維護(hù)計(jì)劃構(gòu)建維護(hù)計(jì)劃需平衡設(shè)備可靠性、運(yùn)維成本與電網(wǎng)供電需求，遵循“分類施策、動(dòng)態(tài)優(yōu)化”原則：（一）設(shè)備分類與維護(hù)策略匹配根據(jù)設(shè)備重要性、故障后果、故障模式，將設(shè)備分為三類，匹配差異化維護(hù)策略：關(guān)鍵設(shè)備（如500kV變壓器、GIS）：采用預(yù)測(cè)性維護(hù)，基于診斷結(jié)果提前安排檢修（如油色譜預(yù)警后縮短油試驗(yàn)周期，局部放電超標(biāo)時(shí)開(kāi)展吊罩檢查）。重要設(shè)備（如110kV斷路器、站用變）：實(shí)施預(yù)防性維護(hù)，結(jié)合診斷數(shù)據(jù)優(yōu)化檢修周期（如紅外測(cè)溫發(fā)現(xiàn)接頭過(guò)熱后，將巡檢周期從季度調(diào)整為月度）。一般設(shè)備（如低壓開(kāi)關(guān)柜、輔助設(shè)施）：采用事后維修為主，診斷系統(tǒng)僅作異常預(yù)警，降低運(yùn)維資源投入。（二）維護(hù)計(jì)劃的核心要素設(shè)計(jì)1.維護(hù)任務(wù)清單：明確每項(xiàng)設(shè)備的維護(hù)內(nèi)容（如變壓器的油試驗(yàn)、繞組直流電阻測(cè)試）、周期（基于診斷數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整）、標(biāo)準(zhǔn)（引用DL/T573《電力變壓器檢修導(dǎo)則》等規(guī)范）。2.資源配置方案：根據(jù)維護(hù)任務(wù)量調(diào)配人力（如高壓試驗(yàn)班、油務(wù)化驗(yàn)班）、物力（試驗(yàn)儀器、備品備件），采用工單制管理，確保任務(wù)可追溯、責(zé)任可落實(shí)。3.風(fēng)險(xiǎn)管控措施：針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)維護(hù)作業(yè)（如變壓器吊芯、GIS氣室開(kāi)蓋），制定專項(xiàng)安全方案（如SF?氣體回收、高空作業(yè)防護(hù)），并通過(guò)數(shù)字化模擬（如VR演練）提升作業(yè)人員技能熟練度。（三）以可靠性為中心的維護(hù)（RCM）應(yīng)用引入RCM方法，通過(guò)故障模式影響分析（FMEA）確定設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)：識(shí)別變壓器“繞組變形”“套管絕緣劣化”等故障模式，評(píng)估其發(fā)生概率（P）、后果嚴(yán)重度（S）、可檢測(cè)性（D），計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級(jí)（RPN=P×S×D）。對(duì)高RPN故障（如變壓器繞組變形，RPN>100），優(yōu)先安排狀態(tài)檢修（如增加頻響法測(cè)試、繞組變形試驗(yàn)）；對(duì)低RPN故障（如冷卻器風(fēng)扇故障），采用定期更換備件策略，降低維護(hù)成本。三、維護(hù)計(jì)劃的實(shí)施與持續(xù)優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃的落地效果依賴于執(zhí)行效率與迭代機(jī)制：（一）運(yùn)維流程的數(shù)字化賦能搭建設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM），實(shí)現(xiàn)維護(hù)計(jì)劃的全流程管理：自動(dòng)生成維護(hù)工單，關(guān)聯(lián)診斷數(shù)據(jù)（如變壓器油色譜超標(biāo)時(shí)，觸發(fā)“油務(wù)試驗(yàn)+吊罩檢查”工單）。實(shí)時(shí)跟蹤工單執(zhí)行進(jìn)度（人員派工、現(xiàn)場(chǎng)簽到、數(shù)據(jù)回傳），通過(guò)移動(dòng)終端（如運(yùn)維APP）上傳試驗(yàn)報(bào)告、缺陷照片，實(shí)現(xiàn)“診斷-維護(hù)-反饋”閉環(huán)。（二）人員能力與組織協(xié)同技能培訓(xùn)：針對(duì)診斷技術(shù)（如油色譜分析、振動(dòng)頻譜解讀）與維護(hù)工藝（如GIS密封面處理、變壓器真空注油）開(kāi)展專項(xiàng)培訓(xùn)，通過(guò)“師帶徒”“實(shí)操考核”提升運(yùn)維人員專業(yè)能力?？绮块T協(xié)同：調(diào)度、運(yùn)維、檢修部門建立“設(shè)備健康會(huì)商機(jī)制”，診斷發(fā)現(xiàn)重大隱患時(shí)（如線路絕緣子污閃預(yù)警），調(diào)度優(yōu)先安排停電窗口，運(yùn)維與檢修同步制定搶修方案，縮短故障處置時(shí)間。（三）維護(hù)策略的動(dòng)態(tài)優(yōu)化基于設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)與維護(hù)效果，每年度開(kāi)展維護(hù)計(jì)劃評(píng)審：分析故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（如某類斷路器分合閘故障占比上升），優(yōu)化診斷參數(shù)（如增加分合閘線圈電流監(jiān)測(cè)）與維護(hù)周期（如將該斷路器檢修周期從6年縮短至4年）。引入成本效益分析，對(duì)比“預(yù)測(cè)性維護(hù)投入”與“故障損失減少額”，調(diào)整維護(hù)資源投向（如對(duì)老舊設(shè)備增加診斷頻次，對(duì)新投運(yùn)設(shè)備延長(zhǎng)維護(hù)周期）。四、實(shí)踐案例：某220kV變電站變壓器故障診斷與維護(hù)優(yōu)化某變電站#1主變（容量180MVA）油色譜在線監(jiān)測(cè)顯示H?、C?H?含量持續(xù)上升，產(chǎn)氣速率超過(guò)DL/T722閾值。診斷流程如下：1.多源監(jiān)測(cè)驗(yàn)證：結(jié)合繞組直流電阻測(cè)試（三相不平衡率0.5%，正常）、鐵芯接地電流（2.3A，超標(biāo)）、紅外測(cè)溫（鐵芯部位溫度較繞組高8℃），初步判斷為鐵芯多點(diǎn)接地伴局部放電。2.維護(hù)計(jì)劃制定：?jiǎn)?dòng)“狀態(tài)檢修+專項(xiàng)處理”模式，安排停電檢修：維護(hù)任務(wù)：吊罩檢查鐵芯接地情況、繞組絕緣狀況，更換受潮絕緣油。資源配置：調(diào)配高壓試驗(yàn)班、油務(wù)班，準(zhǔn)備真空濾油機(jī)、鐵芯接地故障定位儀。風(fēng)險(xiǎn)管控：制定SF?氣體回收方案（變壓器冷卻器為SF?冷卻），設(shè)置高空作業(yè)防護(hù)區(qū)。3.實(shí)施效果：檢修發(fā)現(xiàn)鐵芯夾件螺栓松動(dòng)導(dǎo)致多點(diǎn)接地，局部放電引發(fā)絕緣油分解。處理后，油色譜數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，鐵芯接地電流降至0.1A，變壓器可靠性提升，年度故障風(fēng)險(xiǎn)降低90%，運(yùn)維成本較“定期大修”模式減少40%。五、結(jié)語(yǔ)電力設(shè)備故障診斷與維護(hù)計(jì)劃的協(xié)同構(gòu)建，是實(shí)現(xiàn)“設(shè)備零非停、電網(wǎng)高可靠”的核心路徑。