呂守向

（福州海峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建 350014）

0 引言

傳統(tǒng)電力電氣設(shè)備的檢修方式一般使用定期檢修的方法，這種方法通過實踐可以看到存在很多問題，因此為了讓電力電氣設(shè)備有效的投入運作，引進狀態(tài)維修的概念，這是通過對采集電力電氣設(shè)備運行時的數(shù)據(jù)，用科學(xué)的分析方法對設(shè)備進行評估，做好檢測計劃，并進行故障排除的方法，這種方法能解決定期檢修方法的弊端，使電力電氣設(shè)備更可靠、更安全的運作。

1 電力電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的概述

1.1 狀態(tài)檢修的定義

電力電氣設(shè)備的檢修是上世紀五十年代美國首先提出的檢修方式，在那之前以定期檢修與事后檢修相結(jié)合的方式確保電力電氣設(shè)備的狀態(tài)，我國的電網(wǎng)電剛開始也使用這種方法。有效的電力電氣狀態(tài)檢修能減少各種設(shè)各事故出現(xiàn)，能讓設(shè)備保持良好的運行狀態(tài)。但是這種方式也有自己的弊端，比如有可能出現(xiàn)維修次數(shù)不夠使電力電氣設(shè)備運行時還是會出現(xiàn)問題造成各種事故，或者過度維修造成成本浪費，也有可能出現(xiàn)維修不當(dāng)使原本沒有故障的電力電氣設(shè)備出現(xiàn)故障。于是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與實踐經(jīng)驗的總結(jié)，提出一種新的檢修模式，即狀態(tài)檢修，它需要對電力電氣設(shè)備的可靠性、狀態(tài)監(jiān)測、壽命監(jiān)測作一定的評估，根據(jù)結(jié)果判斷是否需要維修、需要維修什么項目，什么時候進進維修。電力電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)通過更動態(tài)的方法取代過去靜態(tài)的檢修方法，這種先進的檢修模式必將取代舊有的模式。

1.2 狀態(tài)檢修的內(nèi)容

（1）目的

狀態(tài)檢測的目的是為了給評估電力電氣設(shè)備以指標的方式作出評估，這其中包含狀態(tài)評估、風(fēng)險評估、檢測決策，這種方式能使電力電氣設(shè)備能安全無故障、狀態(tài)良好的運行，同時能節(jié)省維修的成本，使資源能合理運用。

（2）作用

傳統(tǒng)的檢修方式是一種靜態(tài)的檢修方式，它固定一年或幾年對電力電氣設(shè)備作維護或調(diào)試，而狀態(tài)檢修是一種動態(tài)的方式，通過動態(tài)的記錄，可以通過分析可以了解電力電氣設(shè)備過去運行狀況、現(xiàn)在存在的問題、未來會出現(xiàn)故障的預(yù)測，只要擁有記錄，可以使用遠程的方式作一定程度的故障分析，同時，對故障分析還能細化到出故障的具體位置、具體時間、檢測的方式。它能用科學(xué)的方式，將檢修的方法細化的完成。

（3）原則

狀態(tài)檢修的原則是如果需要維修的地方要趕緊維修，進行維修后要保證電力電氣設(shè)備運行良好。在檢修過后要作好風(fēng)險因素分析、設(shè)備檢查計劃、未來檢修內(nèi)容等安排。

（4）要求

每次檢修過后要對狀態(tài)做指標性評估，以便實行動態(tài)方式管理；新投運的電力電氣設(shè)備要按國家相關(guān)規(guī)定進行檢修試驗，比如100kv的要求1-2年后必須進行檢測，220kV在投運一年后必須檢測，要根據(jù)詳細的檢測做綜合的評估；電力電氣設(shè)備在長時間運氣后，由于設(shè)備老化，評估的動態(tài)指標需要變化，以便更準確評估出設(shè)備目前的狀態(tài)。

2 電力電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的方法

2.1 狀態(tài)檢修的技術(shù)

（1）狀態(tài)監(jiān)測

狀態(tài)監(jiān)測是根據(jù)目前電力電氣設(shè)備出現(xiàn)的故障，用合適的方法與裝置對目前設(shè)備運行的狀況進行監(jiān)測，了解整個設(shè)備的運行信息，再對這些信息進行處理，抓住信息中反映出來的特證，再進行檢測處理。它需要對電力電氣設(shè)備的整個運行信息做宏觀的掌握，再根據(jù)所有的信息綜合判斷出現(xiàn)故障的原因，分析需要檢修的時間，避免因為故障運行對設(shè)備的損傷。一般來說，在帶電壓的狀態(tài)下檢測出的數(shù)據(jù)比不帶電壓檢測出的數(shù)據(jù)更準確，它能了解電力電氣設(shè)備實際運轉(zhuǎn)的情況。狀態(tài)監(jiān)測的方法在電力電氣設(shè)備中常常用到，特別是重要的電力電氣設(shè)備尤其需要使用狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)要做好數(shù)據(jù)采集、分析、特征提取、狀態(tài)評估、故障診斷、分類六個方面的工作。

（2）狀態(tài)預(yù)測

目關(guān)狀態(tài)預(yù)測通常使用科學(xué)的方法，比如時間序列法、回歸分析法、模糊預(yù)測法、灰色預(yù)測法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動，等等，這都是根據(jù)科學(xué)方法與信息技術(shù)的方法進行預(yù)測。

（3）狀態(tài)評估

這是以電力電氣設(shè)備的運行狀態(tài)作為評估對像，通過指標的方法對設(shè)備運行的情況作動態(tài)預(yù)測，通過這種方法評估可以更清楚的了解電力電氣設(shè)備的可運行情況，狀態(tài)評估方法是以正在運行的情況進行評估，在運行之后作出判斷，狀態(tài)的評估決定怎樣有效的進行維修。

2.2 狀態(tài)檢修的實施

（1）電力電氣設(shè)備功能的確定

電力電氣設(shè)備的主要功能是電力電氣設(shè)備運行的根本，在檢測和維修時非常重要。比如三卷式50MVA、110kV的降壓變壓器，它的主要功能就是作電壓轉(zhuǎn)換，要求變?nèi)萘康念~定值為50MVA，在檢測和維修時，要以這項目能為重點。

次要功能是指實現(xiàn)最主要的功能以外，還有一些輔助的功能可以實現(xiàn)，如果次要功能出現(xiàn)故障，會引起主要功能運行不靈，甚至還會出現(xiàn)錯誤的運轉(zhuǎn)，造成的后果極其嚴重。比如，變壓器的次要功能為給設(shè)備提供冷卻的作用，但是它如果不能正常運轉(zhuǎn)，電力電氣設(shè)備會燒毀。因此對次要功能進行深入的了解是極其必要的。隨著科技的發(fā)展，電力電氣設(shè)備的次要功能更多，它們能更好的、更有效率的幫助主要動能進行實現(xiàn)，但是這也意味著這些精密的議器一旦出現(xiàn)問題，設(shè)備很容易出現(xiàn)故障。

電力電氣設(shè)備為了讓設(shè)備能安全、高效、連續(xù)的運轉(zhuǎn)通常會提供一些保護的功能，它能自動排除一些運行中的故障礙。比如會提供一些斷路器壓力閉鎖裝置、繼電器保護裝置等等。它們的原理是如果設(shè)備運行中出現(xiàn)故障則運行自動中止；如果設(shè)備不正常運行則提供報警；通過一種備用的運行方式替換出現(xiàn)故障的運行方式等等。這些保護裝置雖然在運行過程中能極大提高電力電器設(shè)備運行的安全行，但是卻給檢測時帶來很多障礙，它會干涉到檢測的正常流程。比如斷路器由于可以實現(xiàn)壓力異常報警，那么就將傳統(tǒng)的出現(xiàn)壓力異常問題改為檢修壓力異常報警裝裝置是否能正常運行。

（2）電力電氣設(shè)備評估診斷方法

對電力電氣設(shè)備的型號、裝置各不相同，如果在檢測的時候做全面的狀態(tài)檢測不僅非常麻煩而且要耗費大量的成本，因此要做好電力電器設(shè)備與裝置的評估工作，使需要檢修時能立刻找到需要維修的重點。目前在電力電氣設(shè)備中，常常使用蒙特卡羅仿真法與層次分析法，這兩種方法操作簡單，評估結(jié)果比較準確，通過這兩種方法進行評估能得到電力電氣設(shè)備實際的狀態(tài)。

對于電力電氣設(shè)備做出的評估，還要進行在線監(jiān)測，通過在線的方式能對電力電氣設(shè)備動態(tài)的了解，在線監(jiān)測系統(tǒng)通過自動監(jiān)測、記錄、存儲、報警等一系列的設(shè)置能夠?qū)﹄娏﹄姎庠O(shè)備做詳細的跟蹤，在線監(jiān)測系統(tǒng)不能取代評估的工作，評估是在線監(jiān)測的基礎(chǔ)，只有做好評估工作，在線監(jiān)測才能以評估的數(shù)據(jù)當(dāng)一個大概的指標，通過采集種種數(shù)據(jù)與評估做對比，用更詳細的方式動態(tài)的了解電力電氣設(shè)備的運作情況，。目前在線監(jiān)測一般使用介質(zhì)損耗監(jiān)測系統(tǒng)、油色譜監(jiān)測系統(tǒng)、局部放電監(jiān)測系統(tǒng)等。

在做好評估與在線監(jiān)測工作后，對于電力電氣設(shè)備的故障障要做好維修工作，在維修以前，首先要根據(jù)評估與在線監(jiān)測找到出故障的原因，通過找到出故障的可能性、診斷模式再來找出故障診斷的方式。比如一臺變壓器出現(xiàn)故障可以通過各種科學(xué)的故障判斷方法一步一步進行排除，如果斷路器出現(xiàn)故障通常是用機械壽命分析法與電壽命分析法。

3 電力電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的方法

3.1 電力電氣設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)用現(xiàn)狀

電力電氣設(shè)備的狀態(tài)檢測在國外很早就得到應(yīng)用，美國杜邦公司在70年代就已經(jīng)提出狀態(tài)檢修的概念，對這一概念美國電力科學(xué)研究院很快做深入的研究，目前向 RCM（又即reliability centered maintenance）方面發(fā)展，日本電力電氣設(shè)備在80年代引進狀態(tài)檢修技術(shù)。我國引進電力電氣設(shè)備狀態(tài)檢修方法比較晚，目前各種技術(shù)正不斷進步中。

3.2 電力電氣設(shè)備檢修技術(shù)的發(fā)展

（1）壽命管理技術(shù)發(fā)展

電力電氣設(shè)備在70年代開始普遍應(yīng)用，通常來說，這些設(shè)備的使用壽命為25-30年，目前，這批舊有的設(shè)備正呈老化的趨勢，只有做好準確的評估與預(yù)測、合理的維修才能延長設(shè)備的壽命，同時也能使設(shè)備使用的狀態(tài)更良好。目前絕大部分電力電氣的使用設(shè)備都將壽命的預(yù)測與評估視為狀態(tài)檢測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它們是目前舊有電力電氣設(shè)備需要預(yù)測和評估的重點，特別是鍋爐、汽機、發(fā)電機、變壓器、高壓開關(guān)的壽命預(yù)測與評估是整個設(shè)備的運行狀態(tài)檢測評估的重點。

（2）可靠性技術(shù)發(fā)展

過去的電力電氣設(shè)備的壽命評估與預(yù)測通常使用浴盆曲線法，這是因為它的曲線形狀像一個浴盆，但是這種評估方法預(yù)測的范圍比較狹窄，它只能對出現(xiàn)支配性耗損故障進行預(yù)測，而且預(yù)測的結(jié)果十分模糊，如果引進多元統(tǒng)計方法中的因子分析與聚類分析的方法對電力電氣設(shè)備進行預(yù)測，那么不僅可評估、預(yù)測的范圍擴大，而且可靠性大幅度提升。這種技術(shù)方法是以火電大機組的可靠性指標體系為基礎(chǔ)，對我國目前100MV火電與相關(guān)的機組設(shè)備進行分系，建立起一套能準確評估預(yù)電力電氣設(shè)備的技術(shù)，這種技術(shù)在進一步研究后可以廣泛推廣使用。

（3）信息決策技術(shù)發(fā)展

狀態(tài)檢修是信息管理的一種方式，實際上對電力電氣設(shè)備進行檢測就是一種對數(shù)據(jù)的管理，而進行判斷與維護則便于數(shù)據(jù)的決策，因此，使用先進的信息管理方式能夠讓狀態(tài)檢修工作順利的進行。用怎樣的信息技術(shù)能實現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)管理，使數(shù)據(jù)能準確提供決策資料是目前正在發(fā)展的一門科學(xué)。芬蘭曾提出一種建立在一對變電站長期檢修的基礎(chǔ)上，對壽命周期費用進行統(tǒng)計，然后概括出設(shè)備劣化模式的方式；苛蘭則提出一種將多種策略均衡應(yīng)用的方式引入到狀態(tài)檢測里，它擁有診斷專家的功能，其可靠性與安全性目前都能滿足實際的需要；德國提出把供貨商的管理層功能融入到狀態(tài)檢測里，概括出狀態(tài)檢測的瘦型管理模型，在實際運用中，它能使狀態(tài)檢測的流程得到優(yōu)化。

4 總結(jié)

未來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力電氣設(shè)備會在非破壞性實驗的前提條件下進行狀態(tài)檢修，它會發(fā)展出更多智能設(shè)備，能夠自動采集電力電氣設(shè)備運行的數(shù)據(jù)，能夠模擬人工思維的方法找到診斷結(jié)果；要使用狀態(tài)檢修技術(shù)，對員工素質(zhì)的要求更高，員工需要有很高的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)，能完成精密的儀器操作，同時還要具有良好的職業(yè)道德素質(zhì)，能按照要求完成標準化作業(yè)；未來電力電氣行業(yè)要將管理體系、技術(shù)體系、執(zhí)行體系融合在一起，向著科學(xué)化、系統(tǒng)化方向發(fā)展。

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