【关键词】新型电力系统；电气设备；检测技术；维护策略；智能传感器

引言

新型电力系统复杂多样的运行要求，让电气设备承受更高运行负荷与更严格的工作环境。传统的检测和维护手段渐难满足现代电力系统对设备可靠性与运行效率的需求，导致电气设备故障频发，出现维护周期久、设备寿命短等现象，极大地削弱了电力系统的安全稳定性。为应对这些棘手挑战，电力行业迫切需采用先进检测技术与智能维护策略，增进设备管理水平及故障预防能力，如何采用创新技术手段提高设备运转效能，延长设备使用寿命，成为当下电力系统急需攻克的关键难题。

一、新型电力系统概述

（一）新型电力系统的概念与特征

新型电力系统是依托智能化、数字化及可再生能源整合的电力网络，其主要目标是达成高效、稳定、安全、环保的电力生产与传输[1]。与传统电力系统相比较，新型电力系统对信息技术和自动化技术的依赖程度更高，经由智能电表、传感器及高速通信网络，实现对电力设备的实时监控与智能调控。该系统呈现较强的灵活性与适应能力，能动态调节电力供应及需求，最大限度地借助可再生能源，依靠数字化技术，系统能精准预测负荷波动，强化资源配置效率，同时依靠智能化管理手段实现调度优化，减少能源的浪费。

（二）新型电力系统对电气设备的要求

新型电力系统复杂性和多样性对电气设备提出了更高标准的要求，电气设备必须具备较高的稳定性与可靠性，能应对多样化负载的波动及电力流动的动态变化。随着智能化技术的进步，电气设备还需要具备自我诊断及自适应功能，可实时监视自身的运行状态，能够及时发出故障警报，这样做不光是为了减少故障，更为了能方便运维人员早点介入把问题解决掉。设备的数字化及互联能力同样非常重要，需要能够支持和其他系统设备之间的远程通信和数据互换，保障系统协同运行的高效性，设备还应具备高能效、低污染的特点，以符合日益严格的环保要求。

二、电气设备检测技术

（一）数据采集层技术

采用智能传感器技术可实现对电气设备关键运行参数的实时监测，常见传感器类型有PT100温度传感器（精度为±0.1℃，测量范围：从－200℃到+850℃）以及霍尔电流传感器（量程：±100A，精度±1%），可精准监测设备温度、电流等关键参数[2]。自校准功能是智能传感器的核心功能，能保障设备长时间运行时数据的稳定与精准，传感器采用远距离无线电（Long Range Radio，LoRa）、ZigBee等低功耗无线协议进行数据传输，能够把设备状态数据实时传送到控制系统，方便进一步处理和分析。此类传感器主要应用在变压器、断路器等设备上，用于对绕组温度、局部放电等关键参数的监控。传感器借助微型化和低功耗设计使其适应恶劣环境，尤其针对那些必须在高温、高湿、强电磁干扰等环境中保持稳定运行电力系统的设备。无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）可实时监控大范围区域中的电气设备，多个传感器节点借助无线协议协作运行，实时把数据送至控制平台，一般每个节点都集成了温度、电流、振动等传感器，覆盖变电站、输电线路等广域设备。无线传感器网络通信距离一般在100米到10公里之间，且能借助自组织路由技术自动调整网络拓扑，实现复杂环境下数据稳定传输，WSN的优点是不用铺设传统的有线电缆，适用于不能接入电网的远程设备，减少布线成本，延展监控的范围。

（二）数据分析层技术

在线监测系统借助集成智能传感器，实时采集电气设备的运行数据，然后借助标准通信协议将数据传输至控制系统进行处理及分析。该系统能实时对变压器、发电机等设备关键参数进行监控，如温度、电流数值、油质等[3]。例如，变压器在线监测系统依靠PT100温度传感器可以对油温进行监控，凭借MQ7气体传感器能够对油质变化进行监控，及时探知设备过热、油质污染等方面问题，当监测到（如油温超过75℃）这类异常情况时，系统会自动进行报警，提示设备有可能发生故障。