電力設(shè)備的狀態(tài)維修與狀態(tài)監(jiān)測(cè)

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摘　要:電力設(shè)備維修歷經(jīng)3個(gè)階段,分析了定期維修制度的不足,闡述了狀態(tài)維修的優(yōu)點(diǎn),指出了狀態(tài)維修與狀態(tài)監(jiān)測(cè)的關(guān)系和實(shí)現(xiàn)狀態(tài)維修的基本途徑。

關(guān)鍵詞:定期維修;狀態(tài)維修;狀態(tài)監(jiān)測(cè);途徑　　 縱觀世界各國(guó)電力設(shè)備的維修歷史,大致經(jīng)歷3個(gè)階段:即事故后維修、定期維修和狀態(tài)維修。目前發(fā)展的趨勢(shì)是由定期維修向狀態(tài)維修過(guò)渡。如何實(shí)現(xiàn)這種過(guò)渡是電力工作者關(guān)心的問(wèn)題。 1 定期維修 長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)對(duì)運(yùn)行中的電力設(shè)備實(shí)行的是以時(shí)間周期為基礎(chǔ)的定期維修制度。所謂定期維修是指按主管部門頒發(fā)的全國(guó)統(tǒng)一規(guī)程所規(guī)定的項(xiàng)目、周期等進(jìn)行的維修。例如,《電力變壓器檢修導(dǎo)則》(DL/T573-95)規(guī)定,電力變壓器一般在投入運(yùn)行后的5年內(nèi)和以后每隔10年大修1次,一般每年小修1次;《有載分接開(kāi)關(guān)運(yùn)行維修導(dǎo)則》(DL/T574-95)規(guī)定,有載調(diào)壓變壓器大修的同時(shí),進(jìn)行分接開(kāi)關(guān)大修,有載調(diào)壓變壓器小修的同時(shí),進(jìn)行分接開(kāi)關(guān)小修,每年1次,而且都規(guī)定了相應(yīng)的維修項(xiàng)目。雖然這種維修制度對(duì)減少和防止事故的發(fā)生起到了積極的作用,但隨著電力設(shè)備的電壓增高、容量增大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,暴露出這種維修制度的不足,主要表現(xiàn)如下: 1•1　具有盲目性和強(qiáng)制性 由于定期維修是到期必修,既不考慮電力設(shè)備制造質(zhì)量的差異,也不考慮電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行條件和運(yùn)行狀態(tài),實(shí)行“一刀切”,這就具有很大的盲目性和強(qiáng)制性,因而會(huì)造成電力設(shè)備的“過(guò)度維修”或“維修不足”,前者會(huì)浪費(fèi)大量的人力、物力利財(cái)力,后者可能導(dǎo)致電力設(shè)備在兩次維修周期內(nèi)發(fā)生故障。例如,某電廠主壓器220 kV側(cè)A相避雷器,維修后,在投運(yùn)時(shí)間不到1個(gè)月就因密封不良和受潮導(dǎo)致爆炸。 1•2　導(dǎo)致新的隱患 在“過(guò)度維修”過(guò)程中,由于維修者技術(shù)不佳、工藝不良或管理不善,在頻繁的拆裝過(guò)程中就容易造成新的隱患。例如,某50 MVA的電力變壓器,維修后,110 kV側(cè)分接頭2的直流電阻超標(biāo),反復(fù)查找,找不出原因,最后把分接頭2的靜觸頭緊固螺絲緊了半圈后,直流電阻合格;又如某30 kVA的三相油浸式配電變壓器,大修后就檢查出有短路故障。東北某農(nóng)電局曾多次檢出大修后電力變壓器的絕緣缺陷。 1.3 耐壓試驗(yàn)可能對(duì)絕緣造成損傷 由于在維修后要對(duì)電力設(shè)備絕緣進(jìn)行耐壓試驗(yàn),而施加的試驗(yàn)電壓又遠(yuǎn)高于其額定電壓,所以就可能在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)絕緣造成不可逆的損傷,它不僅可能縮短絕緣壽命,而且可能引發(fā)事故。有的電力設(shè)備在維修后,投入運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)就發(fā)生絕緣事故,可能與耐壓試驗(yàn)造成的絕緣損傷有關(guān)。 基于上述,狀態(tài)維修已引起國(guó)內(nèi)外電力工作者的普遍關(guān)注。近幾年,我國(guó)也開(kāi)始研究狀態(tài)維修,部分單位在發(fā)電、供電設(shè)備中試點(diǎn),以期改革定期維修制度。目前在《發(fā)電企業(yè)設(shè)備檢修導(dǎo)則》(DL/T838-2003)中,已將發(fā)電企業(yè)設(shè)備檢修的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)修訂為推薦性標(biāo)準(zhǔn),在發(fā)電廠推行新的檢修方式。 2 狀態(tài)維修 狀態(tài)維修的觀點(diǎn)是英國(guó)于1970年提出的,后來(lái)又經(jīng)世界各國(guó)不斷完善,逐步用于實(shí)踐。這種維修制度是以狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷為基礎(chǔ),從電力設(shè)備的實(shí)際工況出發(fā),根據(jù)收集到的狀態(tài)信息進(jìn)行處理和綜合分析,確定電力設(shè)備是否需要維修,以及需要維修的項(xiàng)目和內(nèi)容,所以狀態(tài)維修具有極強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)時(shí)性。通?？梢院?jiǎn)單地把狀態(tài)維修概括為“當(dāng)修即修,不做無(wú)謂的維修”。電力設(shè)備從定期維修向狀態(tài)維修過(guò)渡是維修思想和方法的重大變革,具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,主要表現(xiàn)在: 2•1　提高供電可靠性 由于采用狀態(tài)檢修后停電次數(shù)隨之減少,使供電可靠性提高。例如,大連電業(yè)局實(shí)行狀態(tài)維修后,供電可靠性指標(biāo)由1987年的99.7%提高到1993年的99.83%,每年多售電400萬(wàn)kW•h;再如,山東萊陽(yáng)電業(yè)公司實(shí)行狀態(tài)維修后,1997年的停電次數(shù)比1996年減少33.7%,1998年比1997年減少6.7%,其供電可靠率達(dá)到99.83%。 2•2　經(jīng)濟(jì)效益顯著 由于停電次數(shù)減少,直接和間接經(jīng)濟(jì)效益都相當(dāng)可觀。據(jù)國(guó)外資料報(bào)導(dǎo),1995年美國(guó)電科院與ComEdison電廠合作對(duì)10臺(tái)機(jī)組安裝了狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置,實(shí)施狀態(tài)維修,經(jīng)計(jì)算,開(kāi)始2年的經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)了1600萬(wàn)美元。英國(guó)曾對(duì)狀態(tài)維修所得的節(jié)約作過(guò)估計(jì),認(rèn)為這種節(jié)約相當(dāng)于年總產(chǎn)值的1%,考慮各部門的差別,具體在0.5%~3%之間。我國(guó)萊陽(yáng)電業(yè)公司1998年的維修費(fèi)用為305萬(wàn)元,比1996年減少49%,故障停電時(shí)間下降43%,增加供電量為345 kW•h,取得的經(jīng)濟(jì)效益為500多萬(wàn)元。 2•3　減少設(shè)備事故和人身事故 目前,我國(guó)實(shí)行狀態(tài)維修的單位雖然不多,但現(xiàn)有的實(shí)踐已經(jīng)表明,實(shí)行狀態(tài)維修對(duì)減少設(shè)備和人身事故起到重要作用,有助于形成良好的安全局面。 2•4　減少大修次數(shù) 采用狀態(tài)維修后,通常都能使大修時(shí)間間隔延長(zhǎng),與定期維修相比,其相應(yīng)的維修次數(shù)也就減少了。美國(guó)一家公司認(rèn)為采用狀態(tài)維修后,主要設(shè)備的大修周期由3年延長(zhǎng)到7年~8年(實(shí)行狀態(tài)維修后實(shí)際上不存在維修周期的概念,應(yīng)為兩次維修的時(shí)間間隔)。 3 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷 由上述,狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷是狀態(tài)維修的基礎(chǔ)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)是狀態(tài)特征量的收集過(guò)程,即利用各種傳感器及測(cè)量手段對(duì)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的物理、化學(xué)量進(jìn)行檢測(cè)。而故障診斷是特征量收集后的分析判斷過(guò)程,即專家根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)所得到的各測(cè)量值及其運(yùn)算結(jié)果所提供的信息,采用所掌握的關(guān)于設(shè)備的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行推理判斷,找出設(shè)備的故障類型、部位及嚴(yán)重程度,從而提出對(duì)設(shè)備的維修處理建議。 目前狀態(tài)特征量收集的主要途徑如下: 3•1　在線監(jiān)測(cè) 在線監(jiān)測(cè)是在不影響設(shè)備運(yùn)行的條件下,對(duì)設(shè)備狀態(tài)連續(xù)或定時(shí)進(jìn)行的監(jiān)測(cè),通常是自動(dòng)進(jìn)行的。它是收集特征量的重要手段和途徑。其關(guān)鍵是究竟要對(duì)哪些量進(jìn)行監(jiān)測(cè)才能得到有用的信息。誠(chéng)然,設(shè)備不同、結(jié)構(gòu)各異,反映其狀態(tài)的特征量不完全相同,如表l所列。目前我國(guó)在發(fā)電機(jī)、變壓器、電容型產(chǎn)品、電纜、避雷器、高壓斷路器、GIS等電力設(shè)備上都不同程度地采用了在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、安裝了在線監(jiān)測(cè)裝置,積累了一些好的經(jīng)驗(yàn),這不僅對(duì)進(jìn)一步推廣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)具有重要意義,而且能有力地促進(jìn)電力設(shè)備由定期維修向狀態(tài)維修過(guò)渡的進(jìn)程。然而,要靈敏、有效地反映絕緣狀態(tài)還需要重點(diǎn)研究信息傳遞手段、絕緣劣化的機(jī)理和規(guī)律、干擾的抑制、絕緣狀態(tài)的判斷等,使在線監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷完善,為狀態(tài)維修提供可靠的特征量。   3•2　離線試驗(yàn) 離線試驗(yàn)主要是傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn),它雖然有不足之處,但目前仍是電力設(shè)備絕緣診斷的基本方法,也是收集絕緣缺陷和故障特征量的重要手段和途徑。只是當(dāng)前迫切需要引入新的反映設(shè)備狀態(tài)的新參數(shù)、研制新裝置、研究新方法、新技術(shù),以提高檢測(cè)的有效性。近些年來(lái)研究推廣的色譜分析、局部放電、糠醛分析、頻率響應(yīng)分析等項(xiàng)目都是行之有效的,應(yīng)當(dāng)繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷完善,以使從多方面為設(shè)備狀態(tài)提供特征量。 應(yīng)當(dāng)指出,在線監(jiān)測(cè)與離線試驗(yàn)是相輔相成的。若在線監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)事故隱患后,必要時(shí)可在離線狀態(tài)下進(jìn)行更為全面、徹底的試驗(yàn)和檢查。 3•3　建立設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)可以提供大量的狀態(tài)信息,所以不可忽視。數(shù)據(jù)庫(kù)主要內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括出廠試驗(yàn)、歷次試驗(yàn)報(bào)告、各種狀態(tài)參數(shù)、維修記錄、運(yùn)行記錄、故障記錄和異常現(xiàn)象等,為狀態(tài)分析提供科學(xué)依據(jù),為統(tǒng)計(jì)分析奠定基礎(chǔ)。 如何利用收集到的特征量對(duì)設(shè)備的狀態(tài)作出正確判斷,通常采用專家系統(tǒng)。目前已在電力變壓器中得到初步應(yīng)用。其他設(shè)備的專家系統(tǒng)還有待于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。 4 結(jié)語(yǔ) 狀態(tài)維修勢(shì)在必行。近幾年,有的單位進(jìn)行了初步嘗試,取得了很好經(jīng)驗(yàn),主要是將以在線監(jiān)為主、離線試驗(yàn)為輔的狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段相結(jié)合,通過(guò)正確診斷充分了解設(shè)備的絕緣狀況,掌握絕緣老化的規(guī)律、老化程度及剩余壽命,在定期維修的基礎(chǔ)上,逐步擴(kuò)大狀態(tài)維修的比例,最終形成一套高出定期維修、狀態(tài)維修、改進(jìn)性維修和故障維修為一體的優(yōu)化維修模式,以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 參考文獻(xiàn)： [1]　關(guān)根志,賀景亮•電氣設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)維修[J]•中國(guó)電力,2000,33(3),46~50 [2]　馬同遠(yuǎn)•供電設(shè)備狀態(tài)檢修管理[J]•供用電•1999,16(4):22~24 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