李 博，馬榮方

(1.國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京100015;2.國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院重慶有限公司，重慶401121)

0 引言

近年來，隨著大型變壓器制造水平的不斷提高，變壓器的可靠性也越來越高，同時，對電網(wǎng)運(yùn)行單位的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的要求不斷提高，以往所普遍采用的變壓器定期維修的弊端越來越突出。傳統(tǒng)的定期檢修存在試驗(yàn)周期長、強(qiáng)度大和有效性差等缺點(diǎn)，難以滿足電力系統(tǒng)對可靠性的要求，以狀態(tài)檢修逐步替代定期檢修已成為電力系統(tǒng)設(shè)備檢修的必然趨勢。

狀態(tài)檢修，也稱作預(yù)知檢修或主動檢修，是根據(jù)在線技術(shù)提供的設(shè)備絕緣和性能狀況，確定設(shè)備的大、小修，應(yīng)修必修、修必修好。這種檢修不僅減少設(shè)備不必要的檢修工作量，做到有目的的檢修，提高了檢修質(zhì)量和效率，而且減少設(shè)備停役檢修次數(shù)，改善和提高了供電可靠性，節(jié)約了檢修費(fèi)用。它在普遍掌握設(shè)備健康狀況的基礎(chǔ)上，判斷設(shè)備的好壞，在設(shè)備結(jié)構(gòu)和性能接近損壞前夕或?qū)υO(shè)備的安全性能有懷疑時，才實(shí)施檢修。近年來，由于各種監(jiān)測、診斷和預(yù)測等新技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)取得很大的進(jìn)展。

1 定期檢修與狀態(tài)檢修利弊分析

1.1 定期檢修管理制度存在的弊病

傳統(tǒng)的定期檢修(計(jì)劃檢修)，往往是不管設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況如何，只要到期就進(jìn)行檢修。這種檢修方式有很大的盲目性和強(qiáng)制性，主要存在以下幾個方面的問題。

(1)定期檢修管理制度在理論上缺乏科學(xué)性，在實(shí)踐中帶有盲目性。

定期檢修管理制度體現(xiàn)了預(yù)防為主的思想，因而相對于那種事后檢修策略則是一大進(jìn)步。在產(chǎn)品質(zhì)量相對較差、監(jiān)測技術(shù)落后以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足的過去，采用這種檢修管理制度也未嘗不可;但這種檢修管理制度由于沒有考慮各類設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量的千差萬別，以及設(shè)備在不同環(huán)境條件下運(yùn)行狀態(tài)的千變?nèi)f化，因而在理論上缺乏科學(xué)性，在實(shí)踐中必然出現(xiàn)盲目性。

(2)不利于延長設(shè)備的使用壽命。

在定期檢修的制度下，往往會造成設(shè)備檢修過度。本來設(shè)備狀態(tài)還比較好，還有潛力可挖，但因過多檢修拆裝，導(dǎo)致拆裝磨損，人為地縮短了設(shè)備的使用壽命。

(3)不利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

近幾年來，電網(wǎng)發(fā)展迅速，新設(shè)備大量增加，而且這種高速發(fā)展勢頭仍在持續(xù)，這預(yù)示著今后檢修工作量還要大增，在這種形勢下，如果繼續(xù)按定期檢修管理制度所規(guī)定的“周期”對設(shè)備進(jìn)行頻繁檢修，勢必要大幅度增加“定員”和檢修工作量，進(jìn)而增加企業(yè)的生產(chǎn)管理成本。甚至因趕工期，搶進(jìn)度而引發(fā)安全事故，嚴(yán)重影響了企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 狀態(tài)檢修的優(yōu)點(diǎn)

狀態(tài)檢修與定期檢修相比，具有以下優(yōu)勢:

(1)由于狀態(tài)檢修更具有針對性，使電網(wǎng)供電可靠性、電網(wǎng)安全性得到提高和改善。

(2)因?yàn)橛行П苊饬瞬槐匾木S修、失當(dāng)維修和不解決根本問題的維修，使設(shè)備使用壽命得到延長、設(shè)備安全性得到改善。

(3)檢修周期更具有科學(xué)性。通過檢測和診斷，可在確認(rèn)設(shè)備完好狀態(tài)下，延長其檢修間隔;而當(dāng)發(fā)現(xiàn)有隱患時，可及時檢修，以防止發(fā)展成破壞性故障。

(4)狀態(tài)檢測和診斷本身不需要解體設(shè)備，不會人為造成設(shè)備的損壞或劣化。

(5)減少生產(chǎn)用人、用車和工作時間，改善人身安全和車輛、交通安全。

2 變壓器狀態(tài)評估辦法推薦

變壓器狀態(tài)評估辦法分為部件評估和整體評估兩部分。

2.1 變壓器部件評估

變壓器部件分為本體、套管、分接開關(guān)、冷卻系統(tǒng)以及非電量保護(hù)(包括輕、重瓦斯，壓力釋放閥以及油溫、油位等)五個部件。五個部件按下列狀態(tài)進(jìn)行評估。

(1)變壓器本體狀態(tài)量評估(見表1)。

表1 變壓器本體狀態(tài)量評估表

序號 狀態(tài)量 評估內(nèi)容18 繞組頻率響應(yīng)測試 判斷繞組是否有變形19 短路阻抗 短路阻抗與出廠值是否發(fā)生差異20 泄漏電流 歷次測得相比是否有較大變化21繞組絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù)是否滿足相關(guān)要求22 油介質(zhì)損耗因素(tanδ) 變壓器tanδ是否≥4%25 油擊穿電壓 變壓器油擊穿電壓是否≤35kV 26 水分 變壓器水分是否≥25mg/L 27 絕緣紙聚合度 絕緣紙聚合度是否≤250 28 紅外測溫 油箱紅外測溫是否異常29 油中溶解氣體分析總烴含量是否大于150μL/L、產(chǎn)氣速率是否大于10%/每月、C2H2乙炔含量是否大于注意值、CO是否有明顯增長、H2含量是否大于150μL/L 30變壓器中性點(diǎn)直流電流測試測量中性點(diǎn)直流電流

(2)變壓器套管狀態(tài)量評估(見表2)。

表2 變壓器套管狀態(tài)量評估表

(3)冷卻系統(tǒng)狀態(tài)量評估(見表3)。

表3 冷卻系統(tǒng)狀態(tài)量評估表

(4)有載分接開關(guān)狀態(tài)量評估(見表4)。

表4 有載分接開關(guān)狀態(tài)量評估表

(5)變壓器非電量保護(hù)狀態(tài)量評估(見表5)。

表5 變壓器非電量保護(hù)狀態(tài)量評估表

2.2 變壓器整體評估

變壓器整體狀態(tài)評估應(yīng)綜合以上部件的評估結(jié)果。當(dāng)所有部件評估為正常狀態(tài)時，整體評估為正常狀態(tài);當(dāng)任一部件為注意狀態(tài)、異常狀態(tài)或嚴(yán)重狀態(tài)時，整體評估應(yīng)為其中最嚴(yán)重的狀態(tài)。因此評估結(jié)果有正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、異常狀態(tài)、嚴(yán)重狀態(tài)共四種狀態(tài)。

2.3 檢修分類

根據(jù)評估的四種狀態(tài)實(shí)施以下措施:分別采取A類檢修、B類檢修、C類檢修、D類檢修。其中A、B、C類是停電檢修，D類是不停電檢修。

2.3.1 A類檢修

指變壓器本體的整體性檢查、維修、更換和試驗(yàn)。其檢修維護(hù)內(nèi)容如下:

(1)吊罩、吊芯檢查，如密封膠墊更換;

(2)本體油箱及內(nèi)部部件的檢查、改造、更換、維修，如視情況檢修繞組、引線及磁(電)屏蔽。視情況檢修鐵心、鐵心緊固件、接地片等油箱及附件等的檢修;

(3)返廠檢修，如視情況更換繞組;鐵心;油箱或相關(guān)組件;

(4)相關(guān)試驗(yàn)。

2.3.2 B類檢修

指變壓器本體的局部性檢修，部件的解體檢查、維修、更換和試驗(yàn)。其檢修維護(hù)內(nèi)容如下:

(1)油箱外部主要部件更換:套管或升高座;油枕;調(diào)壓開關(guān);冷卻系統(tǒng);非電量保護(hù);絕緣油;其他。

(2)主要部件處理:套管或升高座;油枕;調(diào)壓開關(guān);冷卻系統(tǒng);絕緣油;其他。

(3)停電時的其他部件或局部缺陷檢查、處理、更換工作。

(4)相關(guān)試驗(yàn)。

2.3.3 C類檢修

是指常規(guī)性檢查、維修和試驗(yàn)。其檢修維護(hù)內(nèi)容如下:

(1)檢查:開關(guān)控制柜和風(fēng)扇控制柜;吸濕器中的硅膠。

(2)清掃、檢查、維修。

2.3.4 D類檢修

是指變壓器在不停電狀態(tài)下進(jìn)行的帶電測試、外觀檢查和維修。其檢修維護(hù)內(nèi)容如下:

(1)帶電測試(在線和離線);

(2)維修、保養(yǎng);

(3)帶電水沖洗;

(4)檢修人員專業(yè)檢查巡視;

(5)冷卻系統(tǒng)部件更換(可帶電進(jìn)行時);

(6)其他不停電的部件更換處理工作。

2.4 變壓器的狀態(tài)檢修策略

2.4.1 正常狀態(tài)

被評估為“正常狀態(tài)”的變壓器執(zhí)行C類檢修。根據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀況，C類檢修可正常周期或延長一年執(zhí)行。在C類檢修之前，可根據(jù)實(shí)際需要適當(dāng)安排D類檢修。

2.4.2 注意狀態(tài)

被評估為“注意狀態(tài)”的變壓器執(zhí)行C類檢修。根據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀況，增加必要的檢修或試驗(yàn)內(nèi)容。

2.4.3 異常狀態(tài)

被評估為“異常狀態(tài)”的變壓器，根據(jù)評估結(jié)果確定檢修類型并適時安排檢修。實(shí)施停電檢修前應(yīng)加強(qiáng)D類檢修。

2.4.4 嚴(yán)重狀態(tài)

被評估為“嚴(yán)重狀態(tài)”的變壓器，根據(jù)評估結(jié)果確定檢修類型并盡快安排檢修。實(shí)施停電檢修前應(yīng)加強(qiáng)D類檢修。

3 實(shí)施狀態(tài)檢修的應(yīng)注意的幾點(diǎn)原則

(1)設(shè)備運(yùn)行正常，可適當(dāng)延長檢修和試驗(yàn)周期。設(shè)備雖然運(yùn)行正常，但連續(xù)運(yùn)行時間、操作次數(shù)或控制指標(biāo)已達(dá)到制造廠規(guī)定，如變壓器有載分接開關(guān)運(yùn)行維修導(dǎo)則中規(guī)定，運(yùn)行7年或分接變換10萬次時應(yīng)開蓋清洗換油或?yàn)V油等，仍應(yīng)按制造廠規(guī)定執(zhí)行。

(2)設(shè)備通過在線檢測、定期試驗(yàn)或檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)異常，雖對安全運(yùn)行影響不大，但仍應(yīng)給予足夠的注意。通過綜合分析發(fā)現(xiàn)變電設(shè)備存在嚴(yán)重缺陷，應(yīng)根據(jù)缺陷的性質(zhì)和嚴(yán)重程度安排檢修計(jì)劃，確定檢修項(xiàng)目。

(3)在線監(jiān)測技術(shù)是了解設(shè)備實(shí)時狀態(tài)的重要手段，但不是唯一的手段?，F(xiàn)在似乎有一種可視在線監(jiān)測，即狀態(tài)檢修的趨勢。在線裝置的引進(jìn)與研究開發(fā)需要投入大量的資金，其準(zhǔn)確性、可靠性、安全性尚有待進(jìn)一步檢驗(yàn)，因此，在線監(jiān)測技術(shù)還應(yīng)繼續(xù)試點(diǎn)，待性能穩(wěn)定后再推廣。

(4)狀態(tài)檢修的技術(shù)管理工作需要大力加強(qiáng)，狀態(tài)檢修是一項(xiàng)科學(xué)的檢修管理制度，它需要科學(xué)的管理來支撐。由于試驗(yàn)周期或檢修周期的改變，為管理工作帶來很大難度，存在著運(yùn)行、維修、試驗(yàn)記錄不銜接、資料丟失等情況。因此，應(yīng)該嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)管理技術(shù)來管理狀態(tài)檢修工作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢修工作的信息化，盡可能多地掌握設(shè)備的狀態(tài)。

4 結(jié)束語

“事后檢修(事故檢修)→定期檢修→狀態(tài)檢修”這一規(guī)律或趨勢是科學(xué)發(fā)展的必然。變電設(shè)備狀態(tài)檢修，在技術(shù)方面主要涉及到狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷、設(shè)備壽命管理和預(yù)測、信息管理與決策，以及電力設(shè)備可靠性技術(shù);應(yīng)用方面主要涉及變電所的重要設(shè)備，如:變壓器、GIS等。從經(jīng)濟(jì)、成本和可靠性考慮，設(shè)備狀態(tài)檢修管理系統(tǒng)有待進(jìn)一步的研究和開發(fā)。

［1］黃建華.變電站高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的現(xiàn)狀及其發(fā)展［J］.變壓器，2002，(9).

［2］陸曉春.變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)方案的可靠性研究［J］.上海電力學(xué)院學(xué)報，2003，(6).

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