余婼涵

（国网河南省电力公司驻马店供电公司，河南驻马店 463000）

摘 要：随着电力系统规模的不断扩大和智能化水平的提升，500kV变电设备作为电网的核心枢纽，其运行的可靠性直接影响电力系统的安全稳定运行。传统的定期检修模式已难以适应现代电网的发展需求，状态检修技术作为一种基于设备实际运行状况的维护策略，成为电力设备管理的重要方向。基于此，本文从状态检修的理论基础出发，系统探讨500kV变电设备状态检修系统的架构设计、功能实现及关键技术，以期为电力设备的智能化运维提供理论支撑和实践参考。

关键词：500kV变电设备；状态检修；在线监测；故障诊断；全生命周期管理

中图分类号：TM63   文献标识码：A   文章编号：1671-2064（2025）08-0005-03

0引言

电力系统作为现代社会的重要基础设施，其稳定运行直接关系到国民经济的发展和人民群众生活质量的提升。500kV变电设备作为高压电网的核心节点，承担着电能传输与分配的关键任务。然而，随着电网规模的扩大和设备运行年限的增加，传统定期检修模式的局限性日益凸显。一方面，固定周期检修难以准确反映设备的实际运行状态，可能导致过度维护或维护不足。另一方面，检修过程中的停电操作对电网运行造成重大影响，降低了供电可靠性。状态检修技术的出现，为解决这一难题提供了新思路。利用状态检修技术，通过实时监测设备运行参数，结合历史数据和专家经验，能够实现设备健康状况的精准评估，从而制定针对性维护策略。这种基于数据驱动的检修模式不仅提高了设备维护的精准度，还显著降低了运维成本，成为现代电力设备管理的重要发展方向。

1电力设备的状态检修

状态检修是一种基于设备实际运行状况的维护策略，其核心理念是通过实时监测和数据分析，准确评估设备的健康状态，并制订维护计划。与传统定期检修相比，状态检修具有显著优势，能够避免不必要的设备停机，提高供电可靠性。同时，通过精准的故障预测，可以有效预防重大事故发生，降低维护成本。状态检修的实施依赖多源数据的融合分析，包括在线监测数据、历史运行数据、环境参数以及设备试验数据等。深度挖掘这些数据，可以建立设备状态评估模型，实现从“计划检修”到“状态检修”的转变。这种转变不仅需要先进的技术支撑，更要求运维管理模式的创新[1]。

2变电设备状态检修系统

2.1系统概述

500kV变电设备状态检修系统的构建，本质上是对传统运维模式的一次智能化重构。这个综合平台将分散的数据采集点、孤立的分析工具和人工决策过程整合为一个有机整体，通过数据流动实现设备状态的动态感知。系统以全生命周期管理为核心理念，不仅关注设备的实时运行状态，更着眼于从投运到退役的完整历程，建立起覆盖设备“生老病死”全过程的数据链条。这种全景式的监测体系，使设备状态的评估不再依赖单一的运行参数，而是通过多源数据的交叉验证，形成更精准的设备健康画像。系统的智能化特征体现在其自适应能力上，即随着数据积累和算法优化，状态评估模型能够不断自我完善，逐步逼近设备的真实运行状态。这种动态演进能力，使系统不仅是一个被动的监测工具，更是一个能够主动发现潜在风险、优化维护策略的智能决策支持平台。在电力系统向智能化转型的背景下，这种基于数据驱动的状态检修模式，正在重新定义电力设备运维的管理范式。

2.2系统总体设计

2.2.1 系统流程

状态检修系统的运行流程，本质上是一个数据价值不断深化的过程，从设备表面采集的原始数据，经过层层提炼和转化，最终形成具有决策价值的维护建议。在线监测数据作为流程起点，通过分布式传感器网络实时捕捉设备的运行状态，这些看似离散的数据点在中央处理单元中汇聚成设备健康状况的全景图。预处理环节如同数据的“过滤器”，剔除噪声干扰，提取有效特征，为后续分析奠定基础。状态评估模型则扮演着“诊断医生”的角色，通过对历史数据的比对和趋势分析，将设备状态划分为不同等级，为运维决策提供量化依据。专家知识库的引入为系统注入了行业经验，使故障诊断不仅依赖数据，更融入了人类智慧的判断。最终生成的维护建议是数据、算法和经验的结晶，为运维人员提供了从“发现问题”到“解决问题”的完整路径。这种闭环式的流程设计，保证了系统输出的可靠性和实用性[2]。

2.2.2 系统软件体系架构

系统的分层架构设计体现了模块化与集成化的平衡。数据采集层如同系统的“感官”，设备上的传感器网络实时捕捉温度、振动、电流等关键参数，这些原始数据构成了系统认知设备状态的基础。数据处理层则承担“信息加工”的职责，通过数据清洗去除异常值，利用特征提取技术挖掘数据背后的规律，为上层分析提供高质量的数据输入。分析决策层是系统的“大脑”，运行着复杂的评估算法和诊断模型。这些算法不仅能够识别设备的当前状态，还能预测未来的性能退化趋势。应用展示层作为系统与用户的交互界面，将复杂的分析结果转化为直观的可视化图表和清晰的维护建议，降低了技术使用的门槛。这种分层架构不仅保证了系统的可扩展性，还有利于各功能模块的独立与优化，适应不断变化的技术需求[3]。

2.3系统主要功能

2.3.1 在线监测数据采集及越限自动告警

在线监测数据采集是状态检修系统的感知基础，其核心在于构建一个全方位、多维度的设备状态感知网络。系统集成的传感器阵列不仅覆盖了传统的电气参数监测，还将机械振动频谱、温度场分布等物理量纳入监测范围，形成了对设备运行状态的立体化刻画。这种多维数据的同步采集，使系统能够捕捉到设备异常的早期征兆，为故障预警提供丰富的信息基础。越限告警机制的智能化体现在其自适应能力上，即系统能够根据设备运行历史和环境条件动态调整告警阈值，避免因环境因素导致的误报。多级预警体系的设计则考虑了不同级别异常的处置需求，从轻微异常的提示性告警到严重故障的紧急报警，形成了层次化的响应机制。这种精细化的告警策略，既保证了重大风险的及时处置，又避免了频繁告警对运维人员的干扰[4]。

2.3.2 运行维护、试验数据的自维护

运行维护和试验数据的自维护功能，为状态检修系统构建了一个持续进化的数据基础。系统通过统一的数据管理平台，将分散在不同时期、不同来源的设备信息整合为一个有机整体。这种整合不仅包括结构化数据的归档，还涉及非结构化文档的智能解析，比如维护记录中的文本描述和试验报告中的图表信息。数据清洗环节采用机器学习算法，自动识别并修正数据中的异常值和缺失值，确保数据质量满足分析需求。标准化处理则解决了多源数据的兼容性问题，使不同时期、不同设备的数据能够进行横向对比和纵向分析。这种自维护机制不仅提高了数据的可用性，也为系统的持续学习和优化提供了可靠的数据支撑[5]。

2.3.3 基于专家知识库的设备故障诊断

专家知识库的构建是状态检修系统实现智能化诊断的关键。这个知识库不仅存储了设备运行过程中积累的典型故障案例，还融入了领域专家的经验判断和诊断规则，是一个不断进化的知识体系。通过机器学习算法的深度挖掘，系统能够从海量数据中识别出潜在异常模式，将看似无关的设备参数变化与特定故障类型建立关联。这种关联分析不仅限于单一设备的纵向比较，还能够借鉴同类设备的横向数据，提高诊断的准确性。当系统检测到异常时，会自动匹配知识库中的相似案例，结合当前设备的具体运行环境，生成针对性的故障原因分析和处理建议。这种诊断过程既保留了人类专家的经验智慧，又发挥了机器学习在处理复杂数据关系方面的优势，实现了经验与数据的深度融合[6]。

2.3.4 设备全生命周期信息管理

全生命周期信息管理为状态检修系统提供了贯穿设备“生老病死”的数据支撑。从设备投运的那一刻起，系统就开始记录其运行轨迹，包括日常运行参数、维护保养记录、故障处理过程等关键信息。这些数据经过结构化处理后，形成设备的“健康档案”，不仅记录了设备的当前状态，还反映了其性能退化的历史轨迹。这种全景式的数据记录，使状态评估不再局限于设备的当前表现，而是能够结合历史数据进行趋势分析和寿命预测。更重要的是，全生命周期数据的积累为设备的更新改造提供了科学依据，可以帮助运维人员判断设备应该继续维护还是更换。基于完整历史数据的决策支持，显著提高了设备管理的科学性和经济性。

2.3.5设备状态分析及检修决策支持

设备状态分析及检修决策支持功能是状态检修系统的核心价值体现。系统通过构建多维度评估模型，将设备的实时运行数据、环境参数和历史表现整合到统一的评估框架中，形成对设备健康状况的全面诊断。这种评估不仅关注设备的当前状态，还能通过趋势分析预测未来的性能变化，为预防性维护提供依据。基于评估结果，系统能够生成个性化维护建议。这些建议不仅包括具体的检修时间和内容，还考虑了资源调配和成本控制等实际因素。这种智能化的决策支持，使运维工作从被动应对转向主动预防，显著提高了设备管理的科学性和经济性。更重要的是，系统能够根据实际执行效果不断优化评估模型，形成一个持续改进的闭环，推动运维管理水平不断提升[7]。

3结语

500kV变电设备状态检修系统的建设与应用，标志着电力设备管理向智能化、精细化方向迈出了重要一步。通过实时监测、数据分析和智能诊断，该系统能够有效提升设备运行可靠性，降低维护成本。当前，状态检修技术的推广仍面临诸多挑战，比如数据质量保障、模型精度提升和运维模式创新等。未来，随着人工智能和大数据技术的进一步发展，状态检修系统将向更高层次的智能化演进，为电力系统的安全稳定运行提供更强有力的支撑。

参考文献

[1] 姜帅,杜凯琪.500kV智能变电站继电保护运维措施研究[J].中国信息界,2024(3):6869.

[2] 赵梦露,蔡志强,宋仁杰,等.500kV超高压变电站安全巡视路径自动化寻优研究[J].自动化仪表,2024,45(3):3539.

[3] 成鲁钰,宋磊,刁振丹.基于犹豫模糊矩阵的500kV变电站一次设备状态快速检修方法[J].电气技术与经济,2024 (10):145148.

[4] 薛炜晔,黄世龙,闫晓亮,等.500kV超高压交流变电站分裂导线间隔棒优化设计[J].科学技术与工程,2023,23(20): 16711815.

[5]房英怡.500kV变电站主变压器安装及维护技术研究[J].机电信息,2020(5):6667.

[6] 姚江,柏东辉.500kV变电站二次综合自动化设备故障录波测距系统[J].自动化与仪表,2023,38(9):97100.

[7] 陈晨,李佩瑶,郭蓉,等.500kV智能变电站交换机异常分析及维护措施[J].电力设备管理,2024(4):271273.

收稿日期20241227

作者简介余婼涵（1988—），女，河南驻马店人，研究方向变电设备状态检修。

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