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状态检修,即从设备实际状况出发的、以状态为依据的预知维修制度。它通过对运行设备状况进行监测、诊断,确定是否应对该设备进行检修。检修实质是实施设备整个生命周期的全过程管理,它不仅仅包括设备的运行、检修,还包括设计、制造、安装等方面的前期管理。
从20世纪90年代中期开始,状态检修的理念开始在电力企业逐步推行,由于没有成熟的制度和管理经验可以借鉴,这种推广与应始终是在摸索中前进,在应用中探索的。
1 变电设备状态检修的必要性
变电设备运行后,开展状态检修的主要内容就是组织数据和建立判据。数据是针对设备个体自身而言,具有时效性的反映设备状态的数据是数据的核心和精髓;判据则基于同类设备群体的历史数据的统计,它的精髓在于它与被评价的个体设备之间的针对性。设备的今天的数据,明天可成为其同类的判据的组分。
对于变电设备来说,判据和数据起着同样重要的作用。由于变电设备的很多状态是模糊的,需要借助于多种方法来建立综合的判据:(1)各种专业规程、导则的有关部分;(2)针对同类设备,已曾经发生过的故障统计分析为基础,建立正确识别其真实状态的判据;(3)专家的经验之综合;(4)对运行设备的某些有缺陷的设备的跟踪测试结果的分析;(5)实验室模拟试验等。目前,多数供电公司的变压器、高压开关等设备主要采用的是离线式数据采集,并辅之以红外热成像技术,检修单位利用大小修的机会,按照试验周期对设备进行试验,并根据《电力预防性试验规程》的判据规定,提出设备状态的趋势变化,运行单位反映平时巡视设备发现的缺陷异常以及运行设备发热情况监测等情况,由有关专家确定该设备是否能够继续运行,然后提出次年大修计划。由于计算机软件技术的发展,目前已有少数供电公司采用了变电设备状态检修分析系统,利用人工智能和神经网络等方法对变电设备的状态数据和判据进行管理分析,从而对变电设备的状态进行预测和综合判定。
2 目前变电设备状态检修存在的问题
经过查阅相关文献,变电设备状态检修是一种经验法则,具有潜在的复杂性,这也是目前状态检修的难点所在:
一是状态监测装置不成熟、不完善:由于变电设备的使用寿命在20年以上,而它的状态劣化要发展到一定程度后才能检测到,而目前所使用的在线监测装置使用寿命比较有限,按照我公司现有的装置运行状况,不可能使用20年。这样就造成随设备安装的监测装置在设备状态正常时已经不能使用了,就不能反映出设备状态劣化的变化情况而失去了意义。现在只有避雷器的在线监测已经大规模的采用,其他设备的在线监测均不太成熟,尤其是高压开关及GIS在线状态监测装置在国内基本属于空白。
二是数据采集的频度和精度的掌握比较困难:设备状态总是要劣化到一定程度才能检测到,这种故障是潜在故障,与即将发生的事故(设备损坏性的功能故障)之间总有一些联系,尤其是在设备状态劣化的末期,潜在故障与功能故障之间的时间间隔是比较难确定的。只有采集数据的频度若小于这个时间间隔的一半,才能捕捉到对我们实施状态检修所需要的表征设备数据,以此来分析设备劣化程度。而数据的精度根据我们研究问题的实质以及需要因设备而异,对变电一次设备来讲,主要考察的应该是设备状态变化的趋势,而对继电保护装置则要求数据正确,而对计量系统则是要求精确。
三是管理的问题:它包括两方面,其一,设备资料管理作为静态数据积累的主要依据,存在着一些不足的地方;其二,由于保证变电设备的安全运行是第一位的,一旦出现被评价可以继续运行的设备出现了损坏事故,评价人员势必要承担一定的责任,而开展状态检修处于摸索阶段,并不能保证不出现这种情况,而各供电公司很少有明文规定可以不追究责任的,这就造成评价人员在评价时慎之又慎,主观上会将检修的周期缩短,使得状态检修处于既要延长检修周期又不能延长到设备出现事故这种不可知的模糊状态。
3 变电设备状态检修管理下一步工作重点及建议
3.1 必需进一步建立和完善信息数据库
(1)加快变电站设备在线监测数据与变电生产MIS联网功能的开发,并提高传送水平。使在线监测装置通过接口与检修MIS计算机局域网络相连,并实现数据共享,检修工区、生技部可以通过网络能实时调用各装置所测数据,从而真正发挥在线监测装置的作用。
(2)继续完善设备状态检修的微机信息管理系统。这个系统应该具有实现状态检修管理工作的标准化、管理业务的程序化、数据资料的完整化和准确化、状态信息的资源共享化和综合处理化等功能。
(3)加强测试数据分析。要重点把有助于广泛掌握设备状态和把握设备状态变化趋势,从而制定更科学的检修策略的数理统计的方法应用到状态检修中去,即通过对有关设备大量的历史资料,包括出厂试验、历次试验、检修与故障记录以及运行状况等的统计分析,对某类设备的状态作出评估,对其状态的变化趋势或规律作出预测。
3.2 要强化常规检测手段
(1)计划检修条件下的常规检测已在掌握设备状态方面积累了一定的经验,它是推行状态检修的有效基础,特别是在检修制度改革的初期能起到较好的衔接和推动作用。为了适应推行状态检修则必须强化常规检测。所谓“强化”,就是要根据设备的原始状态、运行环境、历年状态变化趋势等因素,确定更为合理的测试周期,把在系统中处于重要地位的设备和设备的薄弱环节列为被测试的重点,列出能有效反映设备主要异常状态的重点测试项目,从改善测试环境条件、测试仪器功能、测试方法、测试人员素质等方面努力提高测试数据的可信度,在对各种测试数据进行科学的、综合分析的基础上对设备状态作出评估。
(2)加大装备投入,配备先进的试验检测仪器。工欲善其事,必先利其器。准确可靠的仪器可以排除人为及外部因素的干扰,测试出更加逼近真实数据的结果。
3.3 抓好在线监测技术的开发应用
(1)在线监测是推行状态检修的关键技术支撑,由于它能在运行状态下连续进行测试,因而能及时、有效地发现设备的早期缺陷,并据此确定检修时机。
(2)由于目前在线监测技术的商品化、实用化进程较为缓慢,品种单一,因此,在线监测技术的开发应用应采取“适当引进、加快开发”的原则。一方面引进比较成熟的在线监测或离线检测技术与装置;一方面与大专院校、科研院所联合进行技术开发,把开发的重点放在重大设备的关键项目上,待条件成熟后再开发多功能的在线监测系统。
(3)应当指出的是,大部分在线监测装置要停电安装,而现在系统及用户对供电可靠性要求较高,大规模停电安装在线监测装置并不现实,所以应考虑加强新投入变电设备的在线监测,尤其是在设计阶段生技部门就要介入,在施工阶段予以指导,验收时严把质量关,实现设计、施工、验收和运行的“四统一”,从而加快在线监测技术的实用化进程。
(4)加强110kV及以上高压组合电器在线监测技术的应用与开发。随着高压组合电器的批量投运以及老旧设备运行年限的增加,组合电器暴露出的问题越来越多,并且性质比较恶劣,后果特别严重。但在目前条件下,停电后也有没有更好的监测和维护手段,因此,研究开发实用的高压组合电器在线监测已经迫在眉睫。
3.4 加强状态检修全过程管理
(1)目前基层检修规程不是太健全,应结合本公司具体情况,建立和健全有关设备检修的各种规章制度,如检修工艺规程、质量标准、验收制度、缺陷管理制度、备品备件管理制度等。有些设备,国家电力公司、原电力部已颁发了检修导则或工艺规程,可根据具体情况制订实施细则或补充规定。对上级没有颁发规程的设备,应根据制造厂说明书和现场经验编制现场检修规程。
(2)加强设备技术档案的管理。主要内容:一是原始资料,包括设计资料、设计变更文件和实际施工图;制造厂提供的产品说明书、出厂试验报告、安装图、合格证件等;安装技术记录、试验记录、工程交接验收文件和备品备件清单等资料;二是运行资料,包括运行日志、操作记录、缺陷记录、异常障碍和事故记录等;三是检修试验和设备异常资料,包括设备大小修记录和检修报告、各种预防性和其他检(试)验报告、设备改造等。
(3)加强对检修起重工器具和安全工器具的管理,建立定期检验、维修、保养、操作规程等相关管理制度。
(4)建立技术监督管理制度,严格实行各项技术监督工作,做到方法正确、数字准确、结论明确。
(5)加强检修队伍的建设,不断提高检修人员的素质,达到“三熟三能”的要求。要选拔责任心强、熟悉技术业务、能吃苦耐劳、善于团结同志、有组织能力的生产能手担任班组长。造就一支责任心强、有科学管理知识、有实践经验、技术精湛、作风良好的检修队伍。
(6)应从设计开始,让有关生产人员全过程参与,相互学习,并充分尊重各方面意见和建议,及时总结和归纳。这样做,不仅能培训出一批能胜任生产现场运行操作、检修维护、改造、完善提高的骨干力量,而且大大缩短开发、研制、试用的周期,加快新设备的推广应用,提高新设备的实用性和适应性,达到培训的目的。
3.5 进一步加强领导和指导
成立相应的状态检修工作领导小组,由有关领导牵头,有关部门负责人和技术专家、专业骨干组成。领导小组负责策划、组织、协调并指导整个状态检修工作;确定检修制度改革的策略、思路和较为具体的实施方案;组织有关人员编写、制定状态检修的有关规章制度;重点明确推行状态检修工作的步骤,以及各个阶段的重点、实施状态检修的设备对象。对用于开展检修制度改革的人力、物力、财力资源,也要统一由领导小组进行权衡、协调和安排,保证产出效果。
参考文献
[1] 明瑞卿.变电设备状态检修技术的探讨.电气工程与自动化,2011,7.
[2] 周科峰.变电设备在线监测与故障诊断技术的应用.电气技术,2009,5.
[3] 岑洁莲.变电设备状态检修的主要体系研究.广东科技,2009,14.
从20世纪90年代中期开始,状态检修的理念开始在电力企业逐步推行,由于没有成熟的制度和管理经验可以借鉴,这种推广与应始终是在摸索中前进,在应用中探索的。
1 变电设备状态检修的必要性
变电设备运行后,开展状态检修的主要内容就是组织数据和建立判据。数据是针对设备个体自身而言,具有时效性的反映设备状态的数据是数据的核心和精髓;判据则基于同类设备群体的历史数据的统计,它的精髓在于它与被评价的个体设备之间的针对性。设备的今天的数据,明天可成为其同类的判据的组分。
对于变电设备来说,判据和数据起着同样重要的作用。由于变电设备的很多状态是模糊的,需要借助于多种方法来建立综合的判据:(1)各种专业规程、导则的有关部分;(2)针对同类设备,已曾经发生过的故障统计分析为基础,建立正确识别其真实状态的判据;(3)专家的经验之综合;(4)对运行设备的某些有缺陷的设备的跟踪测试结果的分析;(5)实验室模拟试验等。目前,多数供电公司的变压器、高压开关等设备主要采用的是离线式数据采集,并辅之以红外热成像技术,检修单位利用大小修的机会,按照试验周期对设备进行试验,并根据《电力预防性试验规程》的判据规定,提出设备状态的趋势变化,运行单位反映平时巡视设备发现的缺陷异常以及运行设备发热情况监测等情况,由有关专家确定该设备是否能够继续运行,然后提出次年大修计划。由于计算机软件技术的发展,目前已有少数供电公司采用了变电设备状态检修分析系统,利用人工智能和神经网络等方法对变电设备的状态数据和判据进行管理分析,从而对变电设备的状态进行预测和综合判定。
2 目前变电设备状态检修存在的问题
经过查阅相关文献,变电设备状态检修是一种经验法则,具有潜在的复杂性,这也是目前状态检修的难点所在:
一是状态监测装置不成熟、不完善:由于变电设备的使用寿命在20年以上,而它的状态劣化要发展到一定程度后才能检测到,而目前所使用的在线监测装置使用寿命比较有限,按照我公司现有的装置运行状况,不可能使用20年。这样就造成随设备安装的监测装置在设备状态正常时已经不能使用了,就不能反映出设备状态劣化的变化情况而失去了意义。现在只有避雷器的在线监测已经大规模的采用,其他设备的在线监测均不太成熟,尤其是高压开关及GIS在线状态监测装置在国内基本属于空白。
二是数据采集的频度和精度的掌握比较困难:设备状态总是要劣化到一定程度才能检测到,这种故障是潜在故障,与即将发生的事故(设备损坏性的功能故障)之间总有一些联系,尤其是在设备状态劣化的末期,潜在故障与功能故障之间的时间间隔是比较难确定的。只有采集数据的频度若小于这个时间间隔的一半,才能捕捉到对我们实施状态检修所需要的表征设备数据,以此来分析设备劣化程度。而数据的精度根据我们研究问题的实质以及需要因设备而异,对变电一次设备来讲,主要考察的应该是设备状态变化的趋势,而对继电保护装置则要求数据正确,而对计量系统则是要求精确。
三是管理的问题:它包括两方面,其一,设备资料管理作为静态数据积累的主要依据,存在着一些不足的地方;其二,由于保证变电设备的安全运行是第一位的,一旦出现被评价可以继续运行的设备出现了损坏事故,评价人员势必要承担一定的责任,而开展状态检修处于摸索阶段,并不能保证不出现这种情况,而各供电公司很少有明文规定可以不追究责任的,这就造成评价人员在评价时慎之又慎,主观上会将检修的周期缩短,使得状态检修处于既要延长检修周期又不能延长到设备出现事故这种不可知的模糊状态。
3 变电设备状态检修管理下一步工作重点及建议
3.1 必需进一步建立和完善信息数据库
(1)加快变电站设备在线监测数据与变电生产MIS联网功能的开发,并提高传送水平。使在线监测装置通过接口与检修MIS计算机局域网络相连,并实现数据共享,检修工区、生技部可以通过网络能实时调用各装置所测数据,从而真正发挥在线监测装置的作用。
(2)继续完善设备状态检修的微机信息管理系统。这个系统应该具有实现状态检修管理工作的标准化、管理业务的程序化、数据资料的完整化和准确化、状态信息的资源共享化和综合处理化等功能。
(3)加强测试数据分析。要重点把有助于广泛掌握设备状态和把握设备状态变化趋势,从而制定更科学的检修策略的数理统计的方法应用到状态检修中去,即通过对有关设备大量的历史资料,包括出厂试验、历次试验、检修与故障记录以及运行状况等的统计分析,对某类设备的状态作出评估,对其状态的变化趋势或规律作出预测。
3.2 要强化常规检测手段
(1)计划检修条件下的常规检测已在掌握设备状态方面积累了一定的经验,它是推行状态检修的有效基础,特别是在检修制度改革的初期能起到较好的衔接和推动作用。为了适应推行状态检修则必须强化常规检测。所谓“强化”,就是要根据设备的原始状态、运行环境、历年状态变化趋势等因素,确定更为合理的测试周期,把在系统中处于重要地位的设备和设备的薄弱环节列为被测试的重点,列出能有效反映设备主要异常状态的重点测试项目,从改善测试环境条件、测试仪器功能、测试方法、测试人员素质等方面努力提高测试数据的可信度,在对各种测试数据进行科学的、综合分析的基础上对设备状态作出评估。
(2)加大装备投入,配备先进的试验检测仪器。工欲善其事,必先利其器。准确可靠的仪器可以排除人为及外部因素的干扰,测试出更加逼近真实数据的结果。
3.3 抓好在线监测技术的开发应用
(1)在线监测是推行状态检修的关键技术支撑,由于它能在运行状态下连续进行测试,因而能及时、有效地发现设备的早期缺陷,并据此确定检修时机。
(2)由于目前在线监测技术的商品化、实用化进程较为缓慢,品种单一,因此,在线监测技术的开发应用应采取“适当引进、加快开发”的原则。一方面引进比较成熟的在线监测或离线检测技术与装置;一方面与大专院校、科研院所联合进行技术开发,把开发的重点放在重大设备的关键项目上,待条件成熟后再开发多功能的在线监测系统。
(3)应当指出的是,大部分在线监测装置要停电安装,而现在系统及用户对供电可靠性要求较高,大规模停电安装在线监测装置并不现实,所以应考虑加强新投入变电设备的在线监测,尤其是在设计阶段生技部门就要介入,在施工阶段予以指导,验收时严把质量关,实现设计、施工、验收和运行的“四统一”,从而加快在线监测技术的实用化进程。
(4)加强110kV及以上高压组合电器在线监测技术的应用与开发。随着高压组合电器的批量投运以及老旧设备运行年限的增加,组合电器暴露出的问题越来越多,并且性质比较恶劣,后果特别严重。但在目前条件下,停电后也有没有更好的监测和维护手段,因此,研究开发实用的高压组合电器在线监测已经迫在眉睫。
3.4 加强状态检修全过程管理
(1)目前基层检修规程不是太健全,应结合本公司具体情况,建立和健全有关设备检修的各种规章制度,如检修工艺规程、质量标准、验收制度、缺陷管理制度、备品备件管理制度等。有些设备,国家电力公司、原电力部已颁发了检修导则或工艺规程,可根据具体情况制订实施细则或补充规定。对上级没有颁发规程的设备,应根据制造厂说明书和现场经验编制现场检修规程。
(2)加强设备技术档案的管理。主要内容:一是原始资料,包括设计资料、设计变更文件和实际施工图;制造厂提供的产品说明书、出厂试验报告、安装图、合格证件等;安装技术记录、试验记录、工程交接验收文件和备品备件清单等资料;二是运行资料,包括运行日志、操作记录、缺陷记录、异常障碍和事故记录等;三是检修试验和设备异常资料,包括设备大小修记录和检修报告、各种预防性和其他检(试)验报告、设备改造等。
(3)加强对检修起重工器具和安全工器具的管理,建立定期检验、维修、保养、操作规程等相关管理制度。
(4)建立技术监督管理制度,严格实行各项技术监督工作,做到方法正确、数字准确、结论明确。
(5)加强检修队伍的建设,不断提高检修人员的素质,达到“三熟三能”的要求。要选拔责任心强、熟悉技术业务、能吃苦耐劳、善于团结同志、有组织能力的生产能手担任班组长。造就一支责任心强、有科学管理知识、有实践经验、技术精湛、作风良好的检修队伍。
(6)应从设计开始,让有关生产人员全过程参与,相互学习,并充分尊重各方面意见和建议,及时总结和归纳。这样做,不仅能培训出一批能胜任生产现场运行操作、检修维护、改造、完善提高的骨干力量,而且大大缩短开发、研制、试用的周期,加快新设备的推广应用,提高新设备的实用性和适应性,达到培训的目的。
3.5 进一步加强领导和指导
成立相应的状态检修工作领导小组,由有关领导牵头,有关部门负责人和技术专家、专业骨干组成。领导小组负责策划、组织、协调并指导整个状态检修工作;确定检修制度改革的策略、思路和较为具体的实施方案;组织有关人员编写、制定状态检修的有关规章制度;重点明确推行状态检修工作的步骤,以及各个阶段的重点、实施状态检修的设备对象。对用于开展检修制度改革的人力、物力、财力资源,也要统一由领导小组进行权衡、协调和安排,保证产出效果。
参考文献
[1] 明瑞卿.变电设备状态检修技术的探讨.电气工程与自动化,2011,7.
[2] 周科峰.变电设备在线监测与故障诊断技术的应用.电气技术,2009,5.
[3] 岑洁莲.变电设备状态检修的主要体系研究.广东科技,2009,14.