电气设备状态检修技术分析

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摘要:文章总结分析了电气设备检修管理的发展过程及现状,从定期预防性检修存在的弊端以及电气设备故障形成的规律等方面阐述了开展状态检修的必要性。

关键词:电气设备;状态检修; 浴盘曲线;设备状态评价体系

中图分类号:TM764文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)22-0122-02

电气设备的状态检修是一种先进的检修管理和技术模式,是电气设备检修方式的一次革命。它既能有效地克服定期检修的很多弊病,又能在保证安全生产的同时,减少不必要的检修浪费,提高经济效益和社会效益,同时,也大大提高了供电可靠性。

1电气设备实施状态检修的必要性

随着电力体制的改革和经营机制发生的变化,以及减人增效和供电可靠性的要求进一步提高,定期检修制度已逐步不能完全适应形势发展的要求。因此,迫切希望实现对电力设备检修管理由“到期必修、修必修好”的方针向“应修必修、修必修好”的观念转移,并对传统的设备检修制度进行改革。

1.1电力设备故障和缺陷的浴盆曲线

一般情况下,电力设备的故障或缺陷在新安装投运期间由于安装质量方面的问题、设备本身存在的薄弱环节、设计和工艺等方面的缺陷等,在开始投运的一段时间内暴露的问题比较多,随着消缺后运行时间的增长而近于平缓,运行一定时间后,随着设备陈旧化,逐步暴露的缺陷开始增加,呈现出一条趋近于浴盆曲线的图形,如图1所示。经常性的定期检修使常规的设备运行浴盆曲线规律发生了变化,每检修一次,出现一次新的磨合期,使检修后的故障率增高。如图2所示:

1.2传统的检修观点与现代设备的故障特征有差异

传统观点认为,设备运行和发生的故障的可能性有直接关系,这意味着大多设备可以可靠地工作一个周期,然后逐步发生故障或缺陷。因此,可以从设备故障的历史数据中确定设备可以可靠工作的周期,并在设备即将出现故障之前采取检修预防措施。这一观点对一些简单设备和部件(如风扇、阀门座、潜油泵、冷却器等)的故障模式来说是客观存在的。然而,现代先进的电力设备比过去的老设备要复杂得多,技术上、结构上、工艺上都有了质的变化,因此其故障模式也发生了很大的变化。往往认为设备的可靠性与运行时间之间总是存在某种固定的关系,定期检修越频繁设备发生故障或缺陷越少的观点是错误的。实践证明,除非与运行时间有关的故障模式占主导地位以外,大多情况下定期检修只能增加发生故障或缺陷的机率,降低运行设备的可靠性。

2实施状态检修的基本规则

2.1采用量化的设备状态评价体系(百分制)

目前,我国还没有建立严格的设备状态评价体制,例如,现行《电力设备预防性试验规程》,设备或者合格、或者超标(不合格),显然仅仅把设备分为合格与不合格两种状态时,状态分析便无从谈起,所以应该建立量化的设备状态评价指标体系,科学地对设备状态评分,从需立即退出运行到设备最优状态分成0～100分。设备的评分基于与设备状态相关的信息,包括各个试验项目、家族缺陷事故纪录、不良运行工况记录等。对设备状态信息也引入评分制,如依据接近阈值的程度以及劣化的速度等对试验项目进行评分。

2.2采用综合的设备状态信息获取方法

反映设备的状态信息应来自于在线监测获取信息,各项试验获取信息(含现行预防性试验),设备家族缺陷事故记录信息,不良运行工况记录信息。这是一个综合的信息来源,各项信息依其对设备状态的准确反映。

2.3建立数字化管理体系

状态检修主要包括设备信息获取、综合诊断、检修管理。建立数字化管理体系才能引入智能综合诊断和检修管理系统,才能适于未来发展的需要,前述的量化的设备状态评价体系就是为建立数字化管理体系奠定基础,实际上建立数字化管理体系就是建立数字化综合诊断,数字化检修管理系统。

3实施状态检修的基本策略

3.1状态信息的构成

状态检修的基础在于状态分析,而状态分析的基础是状态信息。状态信息包括预防性试验、不良运行工况记录、缺陷记录、检修记录、家族质量记录、在线监测等几个方面。过去,在日常的设备管理中,这些状态信息彼此隔离,或无记录,这不利于全面的设备状态分析。

预防性试验以《预防性试验规程》为主,但应考虑近年来发展的新的试验技术,如变压器绕组变形、红外和紫检测等。不良运行工况因设备不同而异,如变压器,可以考虑过负荷(过负荷程度和持续时间)、侵入波(幅值和陡度)、出口(近区)短路等;对于断路包括开断短路以及负荷电流的幅值、时间,操作次数等等。缺陷记录指从出厂试验、交接试验和运行过程中发现的各种异常和缺陷,包括非绝缘性缺陷,如漏油、漏气等。检修记录主要反映设备的检修历史,如何种原因检修、何种性质的检修、检修中发现的问题与检修前评估的一致性、检修的效果等。家族质量记录主要基于这样一个概念,同一型号、特别是同一制造商同一型号的设备。往往有共同的质量弱点,家庭质量记录对其他设备有警示作用。并不是所有的设备都能在线监测,但已有在线监测的设备,其在线监测的信息,应作为设备状态信息的主要部分,进行综合分析。

3.2状态分析和检修策略

状态分析的目的不在于准确诊断设备究竟存在何种缺陷,这在目前或许是不现实的。这里状态分析的目的是基于设备的状态信息,对设备状态做出一个初步的评价,作为安排检修的一个依据。至于不良状态的设备的缺陷原因、性质,需在检修前后针对个案进行深入分析。基于这样一种认知,设备状态不列出具体缺陷,而是对设备状态进行评分,分值从0到100,这里0分表示需要立即检修的严重缺陷状态,如变压器轻重瓦斯或红外检测套管头严重过热等;100则表示所有状态信息均远离超标值,且既没有经历不良运行工况,又没有家族质量缺陷纪录;其他状态介于0～100分之间。为了使各类设备有一个相近的标准,设备状态与评分应进行必要的规范,见表1的推荐值:

表1设备状态与评分推荐表(示意性)

评分 0.30 31.55 56.75 76.85 86.100

状态 立即安排检修 尽快(3个月内)检修 计划优先 计划延期 延期

设备状态评分立足于设备状态信息,状态信息分以下三个方面:状态试验数据(如在线监测、预防性试验、交接试验等)、不良运行工况记录和家庭质量缺陷记录。

3.3检修策略中人工智能的引入

在检修策略中,引人工智能是十分重要的。比如:在设备状态评估中引入神经网络或专家系统,其评分应该更反映设备真实状态。在综合诊断中可以有多种人工智能方式帮助决策,不但可诊断出是否检修,并可能给出故障类型程度。在检修管理系统中引入智能技术,可以更准确、科学排定检修计划,总结历史经验,优化配置人力、物力,提高管理水平等。

4实施状态检修中除技术外的其它问题探讨

状态检修不单是技术方面的问题,更是观念的更新,体制的创新和管理的改革及高素质人员的要求,下面对这几个问题简述如下:

4.1开展状态检修需要观念更新

实施状态检修需要改变人们传统的预防性检修思维方式,同时又要逐步地用变化的观念去解决技术及管理问题。应该认识到在实施状态检修及管理工作中,不可能寻得一种快速的、一次性解决所有问题的方法,这样的系统工程不可能在短期内完成。实践证明,观念更新和脚踏实地的从基础工作做起是实施状态检修的关键之一。

4.2开展状态检修需要体制创新

电力设备的定期检修制度及方法一般都是通过相关规程、条例得以体现的。而实施状态检修首先在剖析现行各专业规程的基础上,结合设备现状制定出一个可靠、有效、客观的指导性文件。如对专业规程规定的技术条件、标准、工艺等原则上要执行,而对设备检修的“周期规定”要逐步改革,并对检修内容及方法进行改进,对事故责任的追究亦作相应客观而合理的改变,使之有利于状态检修的试行和逐步发展,并在实践中积累经验,完善制度。

4.3开展状态检修需要加强管理

状态检修是一种先进的科学技术手段,需要科学的管理手段支撑。状态诊断主要是建立在大量数据统计分析的基础上,随着计算机管理信息系统的普及及推广应用,建立设备动态档案管理系统就显得十分必要。通过状态检修计算机信息管理专家系统逐步实现检修管理工作的标准化、程序化、准确化,实时分析每台设备的状态并进行状态变化趋势的分析,减少了数据分析、统计、比较工作中的工作量和误差率,为进一步开展状态检修工作打下了良好的基础。

参考文献

[1] 常州供电局.电力设备状态检修策略的认识与实践[C].电气设备状态检修和在线监测论文集,2000.

[2] 严璋.电力设备的状态维修[C].电气设备状态检修和在线监测论文集,2000.

[3] 陈三运,谭洪恩,江志刚.输变电设备的状态检修[M].北京:中国电力出版社,2004.

作者简介:屠影(1981-),女,江苏省南京市供电公司助理工程师,研究方向:电力系统自动化。