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狀態(tài)檢修在變電設(shè)備檢修管理中的應(yīng)用

文檔作者：郭繼芳文檔來(lái)源：北京市電力公司平谷供電公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年01月14日
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技術(shù)與應(yīng)用
狀態(tài)檢修在變電設(shè)備檢修管理中的應(yīng)用
郭繼芳
(北京市電力公司平谷供電公司，北京 101200)
摘要 狀態(tài)檢修具有節(jié)約成本和提高設(shè)備利用率等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前檢修體制的發(fā)展方向。本文
對(duì)周期性檢修和狀態(tài)檢修進(jìn)行了對(duì)比，分析了設(shè)備狀態(tài)信息的采集方法，提出了基于可靠性的狀
態(tài)檢修周期確定方法，該方法能夠有效地提高變電設(shè)備管理水平，促進(jìn)變電設(shè)備的優(yōu)化管理。
關(guān)鍵詞：狀態(tài)檢修；變電設(shè)備；優(yōu)化管理；應(yīng)用
Application of State Repair in Substation Equipment M anagement
Guo Jifang
(Electric Power Company of Beij ing Pinggu Power Supply Company,Beij ing 1 0 1 200)
Abstract The state maintenance cost savings and improve equipment utilization．It is the current
development direction of the maintenance system．This paper contrasts periodic maintenance and
condition based maintenance and device status information collection，maintenance cycle to determ ine
reliability—based state．This method can effectively improve the management level of substation
equipment，promoting optimal management of substation equipment．
Key words： overhaul of the state；substation equipment；optimize management；application
變電設(shè)備是電力系統(tǒng)中的基本元件和電能傳輸
的載體，變電設(shè)備的正常工作是保證供電可靠性的
重要條件之一，對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行合理的檢修不但可
以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和效率，而且也增強(qiáng)了電力系
統(tǒng)的穩(wěn)定性『】]。同時(shí)電力行業(yè)作為一個(gè)設(shè)備密集型
行業(yè)可以通過(guò)良好的設(shè)備檢修體系來(lái)減小企業(yè)運(yùn)營(yíng)
的成本，提高企業(yè)資產(chǎn)的利用率， 改善電能產(chǎn)品的
成本和質(zhì)量。因此，對(duì)于電力系統(tǒng)中的變電設(shè)備進(jìn)
行合理的檢修具有十分重要的意義。本文根據(jù)當(dāng)前
檢修技術(shù)發(fā)展的最新進(jìn)展，分析了狀態(tài)檢修在變電
設(shè)備檢修管理中的應(yīng)用。
l 檢修方式的發(fā)展
1．1 傳統(tǒng)檢修的劣勢(shì)
變電設(shè)備的檢修方式通常有3種方式， 即：故
障檢修、周期性檢修和狀態(tài)檢修。其中周期性檢修
是指按照固定的周期(1年或數(shù)個(gè)月)對(duì)輸電設(shè)備
進(jìn)行檢修，這種檢修方式由于簡(jiǎn)單且便于實(shí)行已成
為國(guó)內(nèi)電力企業(yè)進(jìn)行設(shè)備檢修的主要方式【2]。經(jīng)過(guò)
數(shù)十年的實(shí)踐，周期性檢修的方式國(guó)內(nèi)已形成一套
完整的技術(shù)體系和組織手段，保證了我國(guó)電力事業(yè)
的穩(wěn)步發(fā)展。周期性檢修由于其固有模式導(dǎo)致了檢
修機(jī)制僵化，檢修整體成本過(guò)高， 隨著我國(guó)電力改
革的不斷深化，電力企業(yè)在保障供電可靠性和優(yōu)質(zhì)
服務(wù)的基礎(chǔ)上，也追求著設(shè)備和資金利用的最大化，
因此，周期性檢修已經(jīng)不能適應(yīng)電力行業(yè)發(fā)展的要
求，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)l3]：① 檢修時(shí)必須進(jìn)行停
電試驗(yàn)， 降低了設(shè)備利用率；② 按照固定周期進(jìn)行
檢查和檢修，無(wú)法衡量設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，造成相關(guān)人
員和材料的不必要浪費(fèi)；③ 無(wú)法控制設(shè)備的狀態(tài)：
在理論上下一個(gè)檢修周期前設(shè)備都應(yīng)是處在健康的
狀態(tài)下的，但實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)多種情況，增加
了設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)，縮短了設(shè)備的使用壽命。從以
上分析我們可以看出，周期性檢修由于缺乏必要的
經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)性已經(jīng)不適應(yīng)大電網(wǎng)發(fā)展的需要。
故障檢修也稱修正性檢修，其主要是指對(duì)系統(tǒng)
中出現(xiàn)故障和功能失效的設(shè)備進(jìn)行搶修，故障檢修
對(duì)時(shí)間要求很高，因此拆修設(shè)備的部分可進(jìn)行全部
更換，故障檢修的不足之處是無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的
監(jiān)控并對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)防，變電設(shè)備一旦
出現(xiàn)事故就可能會(huì)演化為電力系統(tǒng)的連鎖故障，將
給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和居民生活造成巨大的損失。
2012．~ 1o期電|置l技術(shù)I 47
技術(shù)與應(yīng)用
1．2 狀態(tài)檢修的優(yōu)點(diǎn)
由于傳統(tǒng)周期性檢修和故障檢修存在明顯的不
足， 因此供電企業(yè)迫切需要采取一種新的檢修方式
來(lái)代替原有的檢修方式，狀態(tài)檢修的理念在這種背
景下應(yīng)運(yùn)而生的『4]：狀態(tài)檢修是指在完成設(shè)備狀態(tài)
評(píng)估的基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)備狀態(tài)診斷結(jié)果來(lái)合理地安排
檢修時(shí)間和周期， 以在設(shè)備的壽命周期內(nèi)最大限度
地對(duì)其進(jìn)行利用。相關(guān)的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明狀態(tài)
檢修具有以下優(yōu)勢(shì)：
1)進(jìn)行狀態(tài)檢修不但可以完成檢修的任務(wù)，同
時(shí)也保障了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，這樣就節(jié)約了大量的
相關(guān)人員和材料，減小了因檢修而帶來(lái)的不必要的
停電時(shí)問(wèn)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的供電可靠性，完成了
設(shè)備利用效率和經(jīng)濟(jì)性的最大化。
2)進(jìn)行狀態(tài)檢修減小了因常規(guī)檢修而進(jìn)行的停
電試驗(yàn)，降低了因設(shè)備檢修而發(fā)生故障的可能，在
延長(zhǎng)了電氣設(shè)備壽命的同時(shí)也保證了設(shè)備維護(hù)的科
學(xué)性和合理性。
3)進(jìn)行狀態(tài)檢修減小了因常規(guī)檢修而帶來(lái)的開(kāi)
關(guān)的操作量，保證了整個(gè)系統(tǒng)的安全性、可靠性和
經(jīng)濟(jì)性。
4)進(jìn)行狀態(tài)檢修可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備正常運(yùn)行中
潛在的絕緣性缺陷，降低了絕緣性事故突發(fā)的概率
和設(shè)備整體的事故率。
根據(jù)美國(guó)電力研究院(EPRI)和工業(yè)設(shè)備維護(hù)
公司(CSI)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)電力中的輸電設(shè)備
實(shí)施狀態(tài)檢修可以將設(shè)備的利用率提高2．5％ ～
10．4％，從而節(jié)省24％ ～31％的檢修費(fèi)用，延長(zhǎng)了設(shè)
備的壽命達(dá)l1％ ～14％。因此，狀態(tài)檢修是電力系
統(tǒng)中設(shè)備檢修的發(fā)展方向和趨勢(shì)，實(shí)施狀態(tài)檢修具
有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2 設(shè)備狀態(tài)信息的采集方法
設(shè)備狀態(tài)采集是進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，通
常將設(shè)備的狀態(tài)信息分為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩大
類l5J。其中設(shè)備的靜態(tài)數(shù)據(jù)主要指其投入使用前的
參數(shù)，主要包括設(shè)計(jì)、材料、制造工藝、出廠前試
驗(yàn)，安裝、調(diào)試等技術(shù)參數(shù)，是由生產(chǎn)廠家的設(shè)備
安裝的質(zhì)量決定的，與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、使用材料及制造
工藝等因素有關(guān)。靜態(tài)數(shù)據(jù)作為設(shè)備狀態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)
據(jù)，為設(shè)備狀態(tài)的判斷提供了原始的信息。動(dòng)態(tài)數(shù)
據(jù)作為判斷設(shè)備狀態(tài)并為檢修提供決策的依據(jù)，其
產(chǎn)生于設(shè)備的運(yùn)行及檢修中的各個(gè)環(huán)節(jié)，主要包括
48 l電 技術(shù) 2012年第lO 1~1
事故和故障、檢修、巡視檢查等信息，通常采用檢
測(cè)的方法獲取。將靜態(tài)數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)相結(jié)合就可
以描述設(shè)備的變化趨勢(shì)，從而判斷設(shè)備的狀態(tài)并為
檢修決策提供數(shù)據(jù)支撐。設(shè)備數(shù)據(jù)的關(guān)系如圖1所
不。
圖1 配電自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
由此可見(jiàn)，設(shè)備狀態(tài)采集是對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估
和狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)。其中設(shè)備靜態(tài)數(shù)據(jù)的采集主要
是對(duì)原始資料進(jìn)行匯總和整理，而設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的
采集可根據(jù)其對(duì)供電可靠性的影響分為停電和不停
地兩種，不停電采集設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)于設(shè)備狀態(tài)
檢修具有特別重要的意義，不但能保持設(shè)備實(shí)際運(yùn)
行中大電壓、大電流的工作狀態(tài)，而且確保了供電
的可靠性和供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。
3 基于設(shè)備可靠性的狀態(tài)檢修周期確定
方法
狀態(tài)檢修的實(shí)質(zhì)就是確定設(shè)備潛在故障和功能
故障的時(shí)間問(wèn)隔，因此通常采用計(jì)算潛在故障發(fā)生
的概率來(lái)計(jì)算狀態(tài)檢修的周期，潛在故障與功能性
故障發(fā)生的示意圖如圖2所示，其中P點(diǎn)代表設(shè)備
正常運(yùn)行與潛在故障的臨界點(diǎn)、稱從潛在故障至功
能性故障的時(shí)間間隔為P．F問(wèn)隔，P．F間隔內(nèi)設(shè)備
所表現(xiàn)的故障特性為振動(dòng)、表面過(guò)熱等，F(xiàn) 點(diǎn)代表
設(shè)備潛在故障與功能性故障的臨界點(diǎn)，F(xiàn) 后設(shè)備已
經(jīng)喪失了基本功能。
圖2 潛在·眭故障與功能性故障發(fā)生的示意圖
確定狀態(tài)檢修周期時(shí)應(yīng)先計(jì)算設(shè)備參數(shù)漂移的
分布，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明設(shè)備參數(shù)的變化量 是服從
均值為CT，方差為DT的正態(tài)分布的，因此有下式：
) N(CT，Dr) (1)
式中， 為檢修周期， 為設(shè)備參數(shù)的漂移系數(shù)，D
為參數(shù)的擴(kuò)散系數(shù)。
由變電設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知設(shè)備參數(shù)的
CT、DT與檢修間隔成正相關(guān)的關(guān)系，若假設(shè)參數(shù)
的標(biāo)準(zhǔn)值為yn，則后參數(shù) 時(shí)刻可表示為
】，( )=r'o+x(r) (2)
然后應(yīng)確定參數(shù)c、D 的估計(jì)值，若檢測(cè)到的
參數(shù)值y( 的一個(gè)容量為 的樣本為y( ，
y( 2，? ，y( ，且該樣本的檢測(cè)間隔期為 ，結(jié)
合參數(shù)的漂移系統(tǒng)均值可以得到其無(wú)偏估計(jì)如下式
所示：
Y+CT= ”Σ‘ ( )= ( ) (3)
解式(3)可得
】，+ ：—r(r)—
- ro (4)
’
因此，參數(shù)擴(kuò)散系數(shù)的無(wú)偏估計(jì)式如(5)所示：
fir= Σ『_ ( )一 ( )] (5) n一 1 L ”
解式(5)可得
( )一 ( )]
： 旦_ 一— — (6)
r(n一11
最后計(jì)算設(shè)備的參數(shù)漂移及可靠度，設(shè)參數(shù)的
允許值范圍為( ， )，YL， 為設(shè)備不發(fā)生功能
性故障的下限值和上限值，暫不考慮其他故障模式
的影響，參數(shù)從額定值 經(jīng)過(guò)一個(gè)檢測(cè)周期 后，
技術(shù)與應(yīng)用
參數(shù)值y( 仍然落在允許的范圍(YL，Yn)內(nèi)的概
率等于其在T內(nèi)的可靠度R( ，即
Rc = ( ]一 ( -= ]c7
這樣通過(guò)假定變電設(shè)備的可靠度要求值 已
知， 即可通過(guò)反復(fù)迭代來(lái)確定狀態(tài)檢修間隔期
4 結(jié)論
狀態(tài)檢修能夠綜合設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)及歷史運(yùn)行
情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理的評(píng)估和診斷，克服了周期
性檢修的盲目性，避免了由于檢修過(guò)剩所導(dǎo)致的資
源浪費(fèi)，不但提高了設(shè)備的利用率而且減小了應(yīng)檢
修而帶來(lái)的停電次數(shù)，提高了電網(wǎng)的可靠性，為社
會(huì)和企業(yè)帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)變電設(shè)備實(shí)施
狀態(tài)檢修不僅是檢修技術(shù)和方式上的變革，更是變
電設(shè)備管理上的創(chuàng)新。
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作者簡(jiǎn)介
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(上接第19頁(yè))
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作者簡(jiǎn)介
杜平(1979．)男，陜西府谷人，本科，工程師，主要從事變電運(yùn)行管理。
aola~ 10期電l置l技術(shù)I 49

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