電力設(shè)備的狀態(tài)維修與狀態(tài)監(jiān)測

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摘　要:電力設(shè)備維修歷經(jīng)3個階段,分析了定期維修制度的不足,闡述了狀態(tài)維修的優(yōu)點,指出了狀態(tài)維修與狀態(tài)監(jiān)測的關(guān)系和實現(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;途徑　　 縱觀世界各國電力設(shè)備的維修歷史,大致經(jīng)歷3個階段:即事故后維修、定期維修和狀態(tài)維修。目前發(fā)展的趨勢是由定期維修向狀態(tài)維修過渡。如何實現(xiàn)這種過渡是電力工作者關(guān)心的問題。 1 定期維修 長期以來,我國對運行中的電力設(shè)備實行的是以時間周期為基礎(chǔ)的定期維修制度。所謂定期維修是指按主管部門頒發(fā)的全國統(tǒng)一規(guī)程所規(guī)定的項目、周期等進行的維修。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;《有載分接開關(guān)運行維修導(dǎo)則》(DL/T574-95)規(guī)定,有載調(diào)壓變壓器大修的同時,進行分接開關(guān)大修,有載調(diào)壓變壓器小修的同時,進行分接開關(guān)小修,每年1次,而且都規(guī)定了相應(yīng)的維修項目。雖然這種維修制度對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)備的實際運行條件和運行狀態(tài),實行“一刀切”,這就具有很大的盲目性和強制性,因而會造成電力設(shè)備的“過度維修”或“維修不足”,前者會浪費大量的人力、物力利財力,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,在投運時間不到1個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“過度維修”過程中,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,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 耐壓試驗可能對絕緣造成損傷 由于在維修后要對電力設(shè)備絕緣進行耐壓試驗,而施加的試驗電壓又遠高于其額定電壓,所以就可能在試驗過程中對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,投入運行時間不長就發(fā)生絕緣事故,可能與耐壓試驗造成的絕緣損傷有關(guān)。 基于上述,狀態(tài)維修已引起國內(nèi)外電力工作者的普遍關(guān)注。近幾年,我國也開始研究狀態(tài)維修,部分單位在發(fā)電、供電設(shè)備中試點,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)備檢修的強制性標準修訂為推薦性標準,在發(fā)電廠推行新的檢修方式。 2 狀態(tài)維修 狀態(tài)維修的觀點是英國于1970年提出的,后來又經(jīng)世界各國不斷完善,逐步用于實踐。這種維修制度是以狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷為基礎(chǔ),從電力設(shè)備的實際工況出發(fā),根據(jù)收集到的狀態(tài)信息進行處理和綜合分析,確定電力設(shè)備是否需要維修,以及需要維修的項目和內(nèi)容,所以狀態(tài)維修具有極強的針對性和實時性。通?？梢院唵蔚匕褷顟B(tài)維修概括為“當(dāng)修即修,不做無謂的維修”。電力設(shè)備從定期維修向狀態(tài)維修過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和經(jīng)濟效益,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)局實行狀態(tài)維修后,供電可靠性指標由1987年的99.7%提高到1993年的99.83%,每年多售電400萬kW•h;再如,山東萊陽電業(yè)公司實行狀態(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%,其供電可靠率達到99.83%。 2•2　經(jīng)濟效益顯著 由于停電次數(shù)減少,直接和間接經(jīng)濟效益都相當(dāng)可觀。據(jù)國外資料報導(dǎo),1995年美國電科院與ComEdison電廠合作對10臺機組安裝了狀態(tài)監(jiān)測裝置,實施狀態(tài)維修,經(jīng)計算,開始2年的經(jīng)濟效益超過了1600萬美元。英國曾對狀態(tài)維修所得的節(jié)約作過估計,認為這種節(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。我國萊陽電業(yè)公司1998年的維修費用為305萬元,比1996年減少49%,故障停電時間下降43%,增加供電量為345 kW•h,取得的經(jīng)濟效益為500多萬元。 2•3　減少設(shè)備事故和人身事故 目前,我國實行狀態(tài)維修的單位雖然不多,但現(xiàn)有的實踐已經(jīng)表明,實行狀態(tài)維修對減少設(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,通常都能使大修時間間隔延長,與定期維修相比,其相應(yīng)的維修次數(shù)也就減少了。美國一家公司認為采用狀態(tài)維修后,主要設(shè)備的大修周期由3年延長到7年~8年(實行狀態(tài)維修后實際上不存在維修周期的概念,應(yīng)為兩次維修的時間間隔)。 3 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 由上述,狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是狀態(tài)維修的基礎(chǔ)。狀態(tài)監(jiān)測是狀態(tài)特征量的收集過程,即利用各種傳感器及測量手段對反映設(shè)備運行狀態(tài)的物理、化學(xué)量進行檢測。而故障診斷是特征量收集后的分析判斷過程,即專家根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測所得到的各測量值及其運算結(jié)果所提供的信息,采用所掌握的關(guān)于設(shè)備的知識和經(jīng)驗,進行推理判斷,找出設(shè)備的故障類型、部位及嚴重程度,從而提出對設(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 在線監(jiān)測是在不影響設(shè)備運行的條件下,對設(shè)備狀態(tài)連續(xù)或定時進行的監(jiān)測,通常是自動進行的。它是收集特征量的重要手段和途徑。其關(guān)鍵是究竟要對哪些量進行監(jiān)測才能得到有用的信息。誠然,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。目前我國在發(fā)電機、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)測技術(shù)、安裝了在線監(jiān)測裝置,積累了一些好的經(jīng)驗,這不僅對進一步推廣在線監(jiān)測技術(shù)具有重要意義,而且能有力地促進電力設(shè)備由定期維修向狀態(tài)維修過渡的進程。然而,要靈敏、有效地反映絕緣狀態(tài)還需要重點研究信息傳遞手段、絕緣劣化的機理和規(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 離線試驗主要是傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗,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),以提高檢測的有效性。近些年來研究推廣的色譜分析、局部放電、糠醛分析、頻率響應(yīng)分析等項目都是行之有效的,應(yīng)當(dāng)繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗,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)測與離線試驗是相輔相成的。若在線監(jiān)測發(fā)現(xiàn)事故隱患后,必要時可在離線狀態(tài)下進行更為全面、徹底的試驗和檢查。 3•3　建立設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫可以提供大量的狀態(tài)信息,所以不可忽視。數(shù)據(jù)庫主要內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括出廠試驗、歷次試驗報告、各種狀態(tài)參數(shù)、維修記錄、運行記錄、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)計分析奠定基礎(chǔ)。 如何利用收集到的特征量對設(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)還有待于進一步開發(fā)。 4 結(jié)語 狀態(tài)維修勢在必行。近幾年,有的單位進行了初步嘗試,取得了很好經(jīng)驗,主要是將以在線監(jiān)為主、離線試驗為輔的狀態(tài)監(jiān)測手段相結(jié)合,通過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)濟和社會效益。 參考文獻： [1]　關(guān)根志,賀景亮•電氣設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測與狀態(tài)維修[J]•中國電力,2000,33(3),46~50 [2]　馬同遠•供電設(shè)備狀態(tài)檢修管理[J]•供用電•1999,16(4):22~24 [3]　朱德恒,談克雄主編•電絕緣診斷技術(shù)[M]•北京:中國電力出版社,1999 [4]　DL/T838-2003,發(fā)電企業(yè)設(shè)備檢修導(dǎo)則[S]•