对电气设备状态维修技术发展的思考

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kingduli
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  摘要:随着社会经济的发展,我国电气行业发展迅速,电气设备对新技术、新材料的需求日趋增长,成为提升电气设备的稳定性、降低生产成本的重要措施。同时,为了满足对能源稳定性日益增强的要求,企业必须对电气设备进行定期维修和检测,以保证社会各项事业顺利进行。本文主要对电气设备状态维修技术进行分析和探讨。
  关键词:电气设备;状态维修技术;设备管理;发展
  中图分类号:F407文献标识码: A
  引言
  社会经济的快速发展加快了工业化生产的进度,企业内部电气设备的运行时间逐渐延长,设备承担的载荷也在扩大。电气设备维修的重要目标是减少设备在运行时的损坏 ,同时确保电气设备稳定、安全运行。不断提高设备管理综合效率和效益,降低运行成本,有力增强了企业在市场中的核心竞争力。
  一、对状态维修技术的相关阐述
  随着企业用电量的不断增大和对用电安全性要求的提高,电气设备维修管理的重要性日益显现出来。设备维修费用在企业成本比例中的不断提高,使得企业必须采取合理的维修策略和技术,在不降低可靠性的前提下节省维修费用,成为企业设备维修部门面临的重要课题。在这种情况下,状态维修技术便应运而生,它是根据设备状态监测结果来进行的维修活动,其实质是预防维修的升级,是一种有的放矢且定量的维修活动。状态维修包含可靠性为中心的维修技术和预测维修技术。这两项技术最初应用于航天航空系统,后来应用于核电站的维修,近年来,已成功地应用于电气设备的维修中。状态维修的好处在于,它克服了以设备运行时间来确定预防维修的不定量因素,有利于降低维修成本和减少准备工作。状态维修的前提与基础是对设备进行状态分析与评判,要评判设备目前处于什么样的状态,是否有潜在故障的发生。
  二、状态维修技术的内容
  从电气设备的实际运行情况来看,输电线路故障是减弱电气设备性能的主要因素,利用状态维修技术可有效处理输电线路故障,其流程如图所示。电气设备输电线路的状态维修应从“预测性维修、可靠性评估、在线监测”等方面开展,各种状态维修技术分支之间互相联系,必要时可以灵活调用以提高系统故障的处理效率。
  
   图1 状态检修的流程
  国内电力行业掌握的状态维修技术融合了多项辅助技术,如传感传输技术、信息采集处理技术、干扰抑制技术、模式识别技术、故障严重性分析等。因而,电气设备状态维修技术需把其它技术吸收并运用到电力行业上整合起来,设计完整的状态维修体系,同时对电气设备、输电线路提供可靠的监测方案。
  三、电气设备状态维修技术分析
  电气设备的状态维修包括状态鉴定技术、状态监督技术和状态预计技术三大技术。
  (一)状态鉴定技术
  1、状态鉴定与状态维护
  开展对电气设备状态的鉴定,能判断出电气设备是否需要维修,以及采取何种维修方式,这是状态维修鉴定的主要工作。并且这也证实状态维修主要是通过了解设备的状态,同时在状态鉴定过程中需要依据得出的结果来选择最佳的维修方式,而具体则需要对电气设备维修进行判断,为了发挥出更好的作用,在时间允许的条件下,应当相应的多了解些对于与故障相关的维修实践案例。在确保电气设备可以顺利运行的情况下,最后鉴定结果出来后,结合实际情况来制定相应的维修方案。
  2、故障诊治与状态维护的联系
  为了给故障诊治提供大量的信息技术与数据资料,联系变压器,由于电力自动化水平在不断提高,使部分变电站开始采用变压器在线检测装置与相关的检测设备。然而由于变压器很多故障及找出故障原因存在着极大的难度,这就给技术人员的检测工作带来了阻碍。实施故障诊断不管是离线还是在线与故障发生的前后,其最终目标是可以准确判断出故障位置同时通过短时间的分析来得到具体的解决措施,分析发生了什么种类、多大程度的故障,以及发生故障的部位,以便可以为维修提供支持。这样才能使得状态维修发挥出重要的作用。使用状态维修不仅为采用什么样的解决措施,还有关于电气设备的应对措施的帮助来判断电气设备的现实情况,重点是搞明白到底要不要修、什么时候修。因此,只有在电气设备维修时,依据状态维修技术的成果和不同的情况,才能提高使用效率,最终能为企业加强改进优化。
  (二)状态监督技术
  1、选择状态监督的特征量
  由于传感器技术的进步使得电气设备能够被监测的状态量逐渐加大,当前常用的电气设备的主要状态监测要体现在。(1)电容型设备:主要涉及了电容式电压互感器、电容器、电流互感器、电缆等。其中的监测特征量包括了:介损、泄漏电流、值电容等;(2)断路高压器:包含SF6断路器、真空断路器以及油断路器等;(3)氧化锌避雷器:对阻性电流监测,有时可检测的总电流;(4)变压器:最为常用的是充油电力变压器,接着是SF6气体绝缘、环氧树脂浇注绝缘的变压器,铁芯接地电流、高压套管的磨损,绕组变形、局部放电、油中溶解气体含量等都是对状态监督测量的特征量。
  2、状态的监督周期
  根据经济性要求订立设备状态监督周期:经济性要求则是当故障损失大于预防性维修工作费用时,应按孰少原则,在故障不危急设备安全,来确认设备状态监督的周期。
   假设故障率λ是维修次数n的函数,某单位时间维修状态的次数是n,由此可以看出该数值越大,则被检测出的可能性越大,发生功能故障的可能性就越小,即:
  λ(n)=K/n
  式中K为单位时间内进行一次状态维修的故障率。
  用这种方法确定间隔期,须已知一次事故后维修的平均费用CF,一次状态维修的平均费用CP。则总的维修费为C为:
  C=CFλ(n)+nCP
  于是有C=CFK/n+nCP
  然后令dC/dt=0就可以求得状态监测的间隔期:
  
  以上确定状态的监督周期在实际的运用过程中会遇到多种多样的问题,原因是在计算周期时运用了许多的假设,然而假设的成立是需要实践后的数据和具体现象支持体现与证实的,在工程应用中这些数据的支持和验证很不够。
  (三)状态预计技术
  状态预计法包括以下方法:灰色预计法、序列时间法、模糊预计法、回归分析法、神经网络人工法,这些也都是其中使用最为普遍的方法。(1)时间序列预测,使用较为普遍,作为传统状态预测方法可以对不同时刻观测值的相关性进行反映,主要显现出状态变化的“惯性”,主要能够将观测值的变化趋势如实反映;(2)模糊预测,主要是利用了模糊逻辑和预报人员的专业知识对数据和信息进行处理,最终出现了规则库,接着使用一个线性逼近非线性动态系统后展开预测。根据当前的社会使用情况看,单纯的模糊预测由于精度问题发挥不了效果;(3)回归预测,主要是针对电气设备的历史资料来搭建起数学分析模型,对设备的未来状态预测;(4)各种智能人工包括了神经网络法。这种方法是需要结合神经网络,将以往的历史数据当做练习样本,之后在网络上运用从书本上学习到的知识。这样不仅可以对电力系统负荷预计起到很大作用,同时可以对非线性系统做出准确预计。
  四、状态维修的辅助技术
  (一)传感技术。传感技术是状态维修时获取数据的主要手段,维修人员将传感器安装于电气设备,可定期接收有关设备的状态信号,为异常故障的判断提供了可靠的依据。此外,传感技术可以扩大电气设备的监测范围,其对电网工程建设范围内的任何区域信号都能精准地捕捉。
  (二)传输技术。传输技术即“通信技术”,城市电网连接的设备数量、种类、型号等复杂多样。状态维修操作时需把电气设备的异常信号快速传输给控制中心,以引导维修人员尽快制定出处理方案,如采取GMS或CDMA系统或GPS全球定位系统进行数字传输。
  (三)处理技术。利用传感器捕捉信号后,维修人员应对信号实施加工处理,筛选出最优价值的电气设备感应信号,保证后期故障维修操作具有针对性。一般信息处理技术要借助于计算机平台,凭借计算机强大的数据处理功能完成数据的收集、处理、分析等工作。
  结束语
  “状态维修”技术凭借其独特的功能优势,在电气设备维修时得到了充分的运用,工作人员只有熟练掌握了如何在故障诊断中将学习到的知识恰当运用,使其发挥重要作用,才能将故障损失降到最低点,促进了电力行业运行水平的改善。
  参考文献
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