電力設(shè)備維護與故障診斷方案在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行中，電力設(shè)備的可靠性是核心支撐。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴大、設(shè)備智能化程度提升，傳統(tǒng)的“事后維修”模式已難以滿足安全供電需求。構(gòu)建科學(xué)的維護與故障診斷方案，實現(xiàn)從被動搶修到主動預(yù)防的管理升級，成為保障電力系統(tǒng)安全、高效、經(jīng)濟運行的關(guān)鍵課題。本文結(jié)合電力設(shè)備全生命周期管理理念，從預(yù)防性維護體系、狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)、故障診斷方法三個維度，探討兼具實用性與前瞻性的解決方案，為電力運維工作提供系統(tǒng)性參考。一、預(yù)防性維護體系：從“被動搶修”到“主動防御”電力設(shè)備的故障往往由長期隱患積累引發(fā)，預(yù)防性維護通過提前干預(yù)潛在風(fēng)險，大幅降低故障發(fā)生率。其核心在于建立“全周期、多維度”的維護機制：（一）日常巡檢與隱患排查日常巡檢需聚焦設(shè)備關(guān)鍵部位的狀態(tài)變化，例如：電氣設(shè)備：檢查開關(guān)柜觸頭溫升、電纜接頭絕緣層老化、絕緣子污穢程度；一次設(shè)備：監(jiān)測變壓器油位、斷路器分合閘指示、避雷器泄漏電流；二次設(shè)備：核查保護裝置報文、測控裝置通信狀態(tài)、蓄電池電壓。巡檢需結(jié)合“望、聞、問、切”：觀察設(shè)備外觀有無變形、銹蝕；聆聽機械部件有無異常振動聲；詢問運行人員負(fù)荷變化、操作記錄；借助測溫儀、局放檢測儀等工具量化檢測數(shù)據(jù)，形成“設(shè)備健康檔案”。（二）定期檢修與壽命管理依據(jù)設(shè)備類型與運行年限，制定差異化檢修策略：變壓器：每3年開展油色譜分析（DGA）、繞組變形測試；每5年進行吊罩檢查、絕緣老化評估；斷路器：每年檢測機械特性（分合閘時間、彈跳幅值）；每3年更換密封圈、潤滑傳動部件；電纜：每5年開展局部放電檢測、絕緣電阻測試，重點關(guān)注中間接頭與終端頭。同時，結(jié)合設(shè)備制造商的壽命曲線與現(xiàn)場運行工況，建立“退役預(yù)警機制”，對超年限、高負(fù)荷設(shè)備提前規(guī)劃更換，避免“帶病運行”。（三）環(huán)境與工況優(yōu)化設(shè)備運行環(huán)境直接影響可靠性：溫度與濕度：通過通風(fēng)系統(tǒng)、除濕裝置將配電室溫度控制在25℃±5℃，濕度≤70%；污穢與腐蝕：在沿海、化工區(qū)等特殊環(huán)境，對設(shè)備外殼采用防腐涂層，絕緣子加裝防污閃涂料；電磁干擾：二次設(shè)備室采取屏蔽措施，信號線與動力線分層敷設(shè)，避免諧波干擾保護裝置誤動。二、狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)：實時感知設(shè)備“健康體征”傳統(tǒng)定期檢修存在“過度維護”或“維護不足”的缺陷，狀態(tài)監(jiān)測通過實時采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“按需維護”。（一）在線監(jiān)測系統(tǒng)的部署針對不同設(shè)備，選擇適配的監(jiān)測技術(shù)：變壓器：部署油中溶解氣體（H?、CH?、C?H?等）在線監(jiān)測裝置，實時分析產(chǎn)氣速率；安裝繞組光纖測溫系統(tǒng)，監(jiān)測熱點溫度；高壓電纜：采用分布式光纖測溫（DTS）監(jiān)測電纜本體溫度，結(jié)合局部放電（PD）監(jiān)測定位絕緣缺陷；GIS設(shè)備：通過SF?氣體密度監(jiān)測、局部放電特高頻（UHF）檢測，預(yù)警絕緣擊穿風(fēng)險。監(jiān)測系統(tǒng)需具備數(shù)據(jù)存儲、閾值報警、趨勢分析功能，為故障診斷提供“動態(tài)數(shù)據(jù)支撐”。（二）傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)構(gòu)建“設(shè)備感知網(wǎng)絡(luò)”：在斷路器傳動機構(gòu)安裝加速度傳感器，監(jiān)測機械振動頻率，識別卡澀、松動等故障；在變壓器套管安裝微水傳感器，實時監(jiān)測油中微水含量，預(yù)判絕緣老化；通過5G/光纖通信，將分散的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至“電力運維云平臺”，實現(xiàn)多設(shè)備、多站點的集中管理。（三）數(shù)據(jù)驅(qū)動的健康評估模型基于監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立設(shè)備健康度評估體系：采用“加權(quán)評分法”，將溫度、局放、油色譜等指標(biāo)量化為0-100分的健康值；結(jié)合機器學(xué)習(xí)算法（如隨機森林、LSTM），訓(xùn)練故障預(yù)測模型，提前7-30天預(yù)警潛在故障；生成“設(shè)備健康報告”，為運維人員提供“維護優(yōu)先級建議”（如紅色預(yù)警設(shè)備立即檢修，黃色預(yù)警設(shè)備加強監(jiān)測）。三、故障診斷方案：精準(zhǔn)定位與高效處置當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常征兆時，需通過“多維度診斷+專家研判”快速定位故障根源。（一）故障診斷流程1.征兆識別：通過SCADA系統(tǒng)報警、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)突變、巡檢人員發(fā)現(xiàn)異常（如異響、異味），啟動診斷流程；2.數(shù)據(jù)采集：收集設(shè)備歷史運行數(shù)據(jù)、近期操作記錄、環(huán)境參數(shù)，結(jié)合電氣試驗（如絕緣電阻、直流電阻測試）、油色譜分析等離線檢測結(jié)果；3.原因定位：運用“故障樹分析法（FTA）”，從“人、機、環(huán)、管”四個維度排查：人為因素：操作失誤、定值錯誤；設(shè)備因素：絕緣老化、機械磨損；環(huán)境因素：雷擊過電壓、污穢閃絡(luò)；管理因素：維護不到位、臺賬混亂。（二）核心診斷技術(shù)1.油色譜分析（DGA）：通過檢測變壓器油中溶解氣體的組分與含量，判斷故障類型（如C?H?含量升高提示電弧放電，CO、CO?增長提示固體絕緣老化）；2.紅外熱成像：捕捉設(shè)備表面溫度分布，識別觸頭接觸不良（熱點溫度＞環(huán)境溫度+15℃）、電纜接頭松動等故障；3.振動分析：對斷路器、風(fēng)機等旋轉(zhuǎn)/傳動設(shè)備，分析振動頻譜，定位軸承損壞、齒輪嚙合不良等機械故障；4.局部放電檢測：采用超聲波、特高頻（UHF）技術(shù)，定位GIS、電纜接頭的絕緣缺陷，避免發(fā)展為擊穿故障。（三）故障處置與經(jīng)驗沉淀故障定位后，需制定“分級處置方案”：緊急故障（如變壓器噴油、斷路器拒動）：立即啟動應(yīng)急預(yù)案，隔離故障設(shè)備，切換備用電源，同步開展搶修；一般故障（如電纜局部放電、絕緣子污穢）：制定檢修計劃，利用停電窗口處理，避免擴大化；潛在故障（如油色譜數(shù)據(jù)異常但未超標(biāo)）：加強監(jiān)測，結(jié)合負(fù)荷變化、環(huán)境因素動態(tài)評估風(fēng)險。同時，建立“故障案例庫”，記錄故障現(xiàn)象、診斷過程、處置措施及效果，通過“復(fù)盤分析”優(yōu)化后續(xù)維護策略。四、實踐案例：某220kV變電站變壓器故障診斷與維護背景：某變電站#2主變（容量180MVA）運行12年，在線監(jiān)測顯示油中H?、CH?含量持續(xù)上升，負(fù)荷高峰時頂層油溫達78℃（警戒值85℃）。診斷過程：1.離線油色譜分析：H?=120μL/L，CH?=80μL/L，C?H?=5μL/L，總烴增長率＞10%/月；2.繞組變形測試（頻響法）：繞組傳遞函數(shù)曲線與歷史數(shù)據(jù)偏差＞3%；3.紅外熱成像：高壓套管末屏溫度42℃（環(huán)境溫度28℃），疑似局部放電；故障定位：綜合判斷為繞組絕緣老化伴隨局部放電，故障原因為長期過負(fù)荷運行導(dǎo)致絕緣劣化。維護措施：緊急停電，吊罩檢查發(fā)現(xiàn)繞組匝間絕緣紙?zhí)蓟?，更換受損繞組；優(yōu)化負(fù)荷分配，將#2主變負(fù)荷轉(zhuǎn)移至#1主變，降低運行負(fù)荷；升級在線監(jiān)測系統(tǒng)，增加繞組光纖測溫與局放UHF監(jiān)測，建立“負(fù)荷-溫度-產(chǎn)氣”關(guān)聯(lián)模型。效果：故障處置后，變壓器油色譜數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，頂層油溫降至65℃，設(shè)備健康度提升至92分。五、結(jié)論與展望電力設(shè)備維護與故障診斷方案的核心價值，在于通過“預(yù)防性維護+狀態(tài)監(jiān)測+精準(zhǔn)診斷”的閉環(huán)管