刍议电力系统检修的方法与策略
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【摘 要】文章探讨电力系统的检修策略，分析了电力系统采用可靠性、事故、状态、计划四种检修策略的优劣。为了让决策更具有科学性，针对不同类型的电网设备，其检修应使用数学模型进行选择。
【关键词】策略；检修；数学模型；电力系统
电力事关民生，必须要具备可靠性。但是，电能是电力系统商品，它的特征为不能进行大容量储备。所以，人们为了保证其足够的可靠性，则通过悉心维护设备，来确保预期工作期间的高性能运行，这种方法既经济又实用；另外，还可以储存或建立足够的备用容量来进行改善，这种改善方法通过增大投资实现是有难度的，因为，在一般的情况下，备用容量只能考虑增加百分之十到百分之三十，其高额的投资也不能够实现提高可靠性。如果再附加其它限制条件的话，此方法则无法实施。
1 检修策略的分析
电力系统的检修方法较多，各具优缺点。传统的计划检修方法的劣势越来越明显，它需要消耗许多物力、人力，并且不能够保证可靠性和安全性。人们一般采用事故检修、计划检修、状态检修和可靠性检修等策略。目前，检修电网通常采用地毯式检查方法，实行计划检修。这种方法源于以预防为主的主导思想，它体现出经济性，一般针对次要设备、进行事故检修。发生的而事故也不会造成大的损失。可靠性检修的方法强调了设备运行要达到一定可靠性。状态检修忽略次要问题，它根据设备的状态来解决问题，基于对设备状态的监控、监测、综合分析后，被人们推广和应用。可靠性检修其实也是事故检修策略，而状态检修也是计划检修策略。举例说明，据某地方局变电系统运行单位的统计，2008年的操作步数大于四十三万步，其中计划检修导致的操作占到了百分之四十五，这对大型变压器、变电所母线、输电线路这样的高电压设备运行的运行事故也有着广泛影响，容易导致误操作事故的发生。例如某大型变压器因为其内部的线圈被烧毁，修复的时间也较长，带来极大损失。倘若某地区220KV线路在另一回线路检修时，一回线路带了两座220KV变电所，事故原因为基塔上的引流线过热且烧断，导致了两座220KV变电所、二十多座35KV变电所以及八座110KV变电所处于停电状态。所以，这些设备是不能够采用事故检修的策略的。状态检修在加大程度预知下虽不能对所有设备都采取状态检修策略，具有局限性。但却可以弥补上述检修策略中存在的不足与欠缺。比如，检测设备还不满足要求或设备特征状态不可测；还有些设备因其故障过程非渐进的，在事故发生前没有任何预兆，从而不能对设备进行状态检修策略。综上所述，我们必须要建立数学模型，将需要的数据输入，最终能够获得科学的预测。
2 检修策略数学模型的定义
检修策略数学模型应考虑到设备价格、检修对设备功能的恢复、设备功能变化规律、事故损失以及检修消耗等主要因素。提出设备事故平均损失和设备检修综合消耗的概念是为了表征检修策略数学模型。为了最大限度地减少事故故障及危险，维护设备正常运行，应按照设备使用年限与检修策略所耗的物力、人力的总价值的比值，这里的消耗指的是间接和直接的损耗。间接消耗因设备操作所发生的工具、触点、操作人员、等风险费用，降低可靠性指标和停电直接费用等的间接费用；而直接损耗包括了材料消耗、事故费用。平均概率故障、检修人工费用等。从设备的投入到设备的退役，这些都是设备检修综合消耗。
3 检修策略数学模型的分析
可以采用不同的样本进行分析，来建立检修策略所要选用的数学模型。电价销售差为0.1元人民币。以样例1台220KV 150MVA变压器作为说明，我们现在规定：对220kV变压器每三年预试一次，所要预试的内容为直流电阻、绝缘试验测试等。根据变压器平均运行寿命25年可以进行统计，设置变压器的负荷率为七十。根据上述的条件，能够算出两种种检修策略。分别是设备事故平均损失和设备检修综合消耗。检修工作在一天时间内由六人完成，而运行操作人数两人，还需要一辆路灯车。变压器的限电约1050MWh，所需要停电时间为10h。经过试验表明，暴露出内部大多数发展性缺陷，解决其问题可以通过变压器大修修复，时间十一天，平均费用15万元，大修周期为十年。通过运算我们可以得知，按照计划检修的变压器的平均事故费为1.4万元，每年检修综合消耗平均约为32.8万元。采用计划检修策略的综合费约为34.2万元。目前主要通过在线监测设备和年度预试检测出变压器的内部缺陷，若不采取相关手段而且任其发展，则需采用事故检修策略，经过统计，很多存在内部缺陷的变压器必定会发生事故，这样的情况下，变压器的事故率将达5台/（100台·a）。在不维修的情况下，变压器的运行寿命是二十年。变压器原来的价格是650万元，每台的维修时间大约为三十天，设备事故的平均损失为70.3万元。有上述可以判断出，该样例的设备检修综合消耗小于设备事故的平均损失。
同样，我们另举一个样例进行说明：样例为1台10kV柱上开关对10kV柱上开关。规定每三年进行一次预试，其内容为回路电阻和耐压试验的测试。所要试验的条件是所在线路拆、装柱上开关。从当前对运行寿命的统计可以看出，柱上开关的平均寿命是六年。多数配网的运行单位换为事故检修策略，也就是当柱上开关发生事故或障碍时进行更换。按照上述的条件，能够计算出两种检修策略各自的费用。即设备事故平均损失和设备检修综合消耗。检修工作可用一天时间，三人完成，需要一人进行运行操作，配备一辆吊车，线路限电约为16MWh，而停电的时间则需要8 h。通过检修，除了绝缘事故率平均下降了50，其它的未发生改变；通过计算能够得知平均检修的综合消耗为1260元/a。发热故障率大约增加了五倍。柱上开关的绝缘平均事故率在2台/（100台·a），没有发生不能开断事故；一般情况下，当柱上开关出现事故后变电所出线开关都可以及时开断。柱上开关单价为1.7万元，设备事故平均损失为380元。处理事故的时间比一般检修增加大约2h，限电20MWh。通过该样例可以得出：设备事故平均损失小于设备检修综合消耗。
4 建立数学模型
进行了大致分析后，我们可以得知：影响范围小、且单价比较低的设备如果采用事故检修策略引起的设备平均事故损失要远远小于采用计划检修策略所引起的每年综合检修消耗。要向优化模拟建立数学模型曲线，则需要采用更多的样本来进行考虑、分析。数学模型曲线如图1所示：
5 结束语
不宜对全部设备采用一样的检修策略，应针对不同的设备采取不同方法。计划检修策略要遵循变化规律，应立足于设备性能的变化缓慢、设备状态可测的基础上。状态检修与计划检修策略适合设备类型为模型曲线焦点设备，而可行性策略则更适合模型曲线焦点以下类型的设备。应重视定期修正设备检修策略数学模型，适当减少人为因素所产生的影响，为策略制定者带来更客观、更科学的服务。
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