新型电力系统中的电气设备检测技术与维护策略

摘要：聚焦新型电力系统下电气设备检测与维护。点明新型电力系统构建背景及电气设备稳定运行的重要性，阐述新能源接入等带来的挑战，并说明传统与新型检测技术的应用，指出维护策略及研究对保障电力系统安全稳定运行的意义。

关键词：新型电力系统；电气设备；检测技术

引言：

随着全球能源转型加速，“双碳” 目标的推进促使新型电力系统建设成为必然趋势。新型电力系统以新能源为主体，其清洁低碳、智能友好等特征显著区别于传统系统。新能源的间歇性、电力电子设备的复杂性，给电气设备运行带来严峻挑战。精准的检测技术与科学的维护策略，是保障电气设备可靠运行的关键。本文将深入探讨相关技术与策略，为新型电力系统稳定发展提供理论与实践参考。

一、新型电力系统概述

1.1 新型电力系统的内涵与特征​

新型电力系统是承载 “双碳” 目标、推动能源转型的核心载体，是以清洁低碳能源为主体、以坚强智能电网为枢纽、以源网荷储互动为支撑的复杂能源系统。其核心内涵在于构建以新能源为主体的新型电力供应体系，实现能源生产与消费的深度变革。在清洁低碳方面，新型电力系统大力提升风电、光伏等可再生能源占比，减少对化石能源的依赖，推动能源结构绿色转型。安全可控是新型电力系统的基本要求，通过强化电网韧性、提升新能源主动支撑能力，保障电力系统在极端工况下的稳定运行。灵活高效体现在系统具备强大的调节能力，能够快速响应电力供需变化，实现能源资源的优化配置。​

1.2 新型电力系统的架构与组成​

灵活的新型电力系统主要包括电源侧、电网侧、负荷侧、储能侧四个主要方面。电源侧是多种电源形式并存，煤炭、天然气等火电处于辅助和补充位置，而风能、太阳能、水电等为主要的电源点。电网侧是以坚强智能电网为平台，以特高压输电为骨干网络，实现不同区域内的能源优化配置，如“西电东送”，将西部大型清洁能源通过特高压电力线路输送到我国中部、东部电网负荷密集区域，同时解决了不同地区的发电和用电不平衡的问题。负荷侧方面是随着我国电气化的不断发展，大量的电动汽车、分布式电源的出现，使得负荷侧本身具备需求侧响应能力，即负荷可以调节电力，实现与电源的协调。储能侧也是系统的调节器、稳定器、抽水蓄能、锂电池等多种形式的储能并存，实现对新能源的平稳性调节，提高系统的灵活性。

1.3 新型电力系统对电气设备的要求​

应用需求。适应新型电力系统运行特性。新能源的间歇随机性会导致系统电压波动、谐波污染等，电气设备需具有良好的电能质量承受与调节性能。电气设备对高可靠、高稳定的刚性需求。恶劣气象条件、高比例电力电子等工况下对电气设备在绝缘特性、机械强度、抗扰动能力等各方面性能都提出了更高的要求。例如，对于高海拔地区的应用需要使用高绝缘性能的设备，保证设备在高海拔地区长期稳定的工作。智能、信息交互的智能型电气设备。内置传感器、智能控制器等组件实现电气设备运行参数监视及信息交互，借助大数据及人工智能对电气设备进行智能故障诊断和提前预测，提高设备检修和系统可靠性。

二、新型电力系统中电气设备的运行挑战

2.1 新能源接入带来的影响​

并网风电、光伏等新能源并网接入配电网给电气设备运行带来一定的挑战。电压波动与闪变较为严重。当新能源大规模并入配电网时，局部电压会波动剧烈，例如，多云天气时光伏板的光伏发电功率在短时间大幅的攀升或降低，容易造成电网电压闪变，给电压敏感型电气设备正常运行造成严重干扰，甚至停电或损坏电气设备。谐波污染严重。并网电能转换较多的电力电子变流器被运用于新能源发电设备，大量电力电子变流器在电能转换过程中会产生大量的谐波，这些谐波注入系统会引起电气设备耗损增多，变压器受到谐波谐振产生的铁损和铜损加剧，运行温度升高加速变压器绝缘的老化，谐波还会干扰继电保护装置和自动化等装置正常的操作，甚至让设备保护产生误动作，使电网安全受威胁。

2.2 电力电子设备的广泛应用带来的问题​

新型电力系统在大量引入电力电子设备的同时，也带来了系列新的问题。电磁干扰大。由于电力电子器件频繁的开关动作，会产生强电磁干扰信号，通过传导和辐射影响附近电气设备。在电动汽车充电桩运行时，会生成强电磁干扰，造成附近通信装置信息失真、通信中断等问题，影响了电网自动化系统正常的通信功能和控制功能。寿命缩短，由于频繁开关动作产生的电压、电流尖峰会过电压应力和电流应力对电力电子设备内部的功率器件、电容器件等造成电气损伤，使器件寿命缩短。电力电子设备的大量接入改变了系统的动态特性，由于其负阻抗的特性会造成电力系统次同步振荡等稳定性问题，也给电网安全稳定运行带来了一定的风险，增加了系统运行控制的难度。

2.3 复杂运行环境对电气设备的影响​

严酷的使用条件，高温、过载都会使得电气设备的散热困难、绝缘材料老化过快，电气设备绝缘性能降低。低温条件下，电气设备的润滑油液化、机械部分运动困难，不能满足电气设备的正常使用需求。大风条件下，杆塔等电气设备易倒杆、断线，洪水、暴雨威胁变电站等设施安全运行。雷电的过电压导致电气设备绝缘击穿，强降雨、结冰在高海拔的电气设备上影响了其外绝缘强度，导致电气设备产生沿面放电现象；在工业污染严重的地区、沿海地区的电气设备，空气中的污秽颗粒、盐雾等导致电气设备表面绝缘性能降低，使电气设备出现污闪事故。

三、新型电力系统中电气设备检测技术

3.1 传统检测技术​

对于电气设备来说，在传统的检测方法基础上，主要有绝缘电阻检测、介质损耗检测、局部放电检测等几种方式。其中绝缘电阻检测指的是在设备上施加直流电压，利用绝缘电阻表测取设备的电流，根据公式计算绝缘电阻值的一种检测方法，在检测过程中由于计算复杂，而且可以现场检测得出结果，其成本也较低，因此一般作为判断设备绝缘状况的初级检测方式，比如常用的方法就是在定期检测变压器绕组绝缘电阻后，最终检测出设备绝缘状况是否良好。

3.2 新型检测技术​

新技术是电气检测新技术。红外热像检测技术借助红外热像仪，利用热像原理采集电气设备表面温度信息，对电气设备故障进行检测，直接观察到设备热缺陷部位，不易受接触环境、距离等因素影响，并可实施远距离、实时监控，可运用于变压器、高压开关柜等设备热检测。声纹成像检测技术依托声成像技术和声纹识别技术，利用声阵列传感器探测声学信号，对声音的来源进行采集成像，并识别出故障类型，对组合电气设备进行整体视野声学故障监测诊断，可以精确找到设备放电、设备松动故障。

结语

在新型电力系统建设进程中，电气设备检测技术与维护策略的创新发展至关重要。传统与新型检测技术互补应用，配合智能化、动态化维护策略，可有效应对设备运行挑战。未来需持续深化检测技术研发，优化维护模式，推动多技术融合，提升电气设备可靠性，为新型电力系统的安全、高效、可持续运行筑牢坚实基础。

参考文献

[1]杨炜.电气自动化工程中的智能技术应用[J].集成电路应用，2024，41（08）：230-231.

[2]陈伟根，张知先，李剑，等.电气设备状态参量智能传感技术[J].中国电机工程学报，2020，40（S1）：323-342.