電氣設(shè)備狀態(tài)維修策略研究
論文關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備 狀態(tài)維修 策略
論文摘 要:目前電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備大多采用的定期維修體制存在著嚴(yán)重缺陷,如維修不足、維修過�；蛎つ烤S修等。本文研究了怎樣合理安排電氣設(shè)備的維修,節(jié)省維修費(fèi)用,同時(shí)保證系統(tǒng)有較高的可靠性。
1.傳統(tǒng)的定期維修制度
設(shè)備定期維修是多年來廣大電力企業(yè)采用的基本設(shè)備管理方法,其最大特點(diǎn)是以單純的時(shí)間周期為基礎(chǔ),依據(jù)規(guī)程、規(guī)范和制度等要求編制計(jì)劃,安排設(shè)備的維修。這種維修方式不管設(shè)備的實(shí)際狀況如何,只要“到期”就“必修”。這種做法不考慮設(shè)備客觀上存在著狀態(tài)差異,由此產(chǎn)生了維修過剩,浪費(fèi)資源和影響設(shè)備運(yùn)行可靠性等一系列問題。
1.1電氣設(shè)備的“健康”狀況存在差異
電氣設(shè)備的“健康”狀況存在差異首先是設(shè)備的先天條件不一樣,進(jìn)口設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)狀況不一樣;同樣是國產(chǎn)設(shè)備,不同廠商因技術(shù)與管理水平不一樣,使其產(chǎn)品質(zhì)量也不一樣;即使是同一廠商,因技術(shù)、管理上的進(jìn)步,不同時(shí)期、不同批次的產(chǎn)品,其質(zhì)量也會(huì)不一樣。因此應(yīng)當(dāng)承認(rèn)設(shè)備投運(yùn)的初始狀態(tài)是千差萬別的。其次,設(shè)備的使用環(huán)境不一樣,不同的環(huán)境將對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況產(chǎn)生不同的影響,這種環(huán)境主要有兩種:一是設(shè)備所處的外部自然環(huán)境不一樣,尤其是供電設(shè)備,大部分暴露在室外自然環(huán)境中,因溫度、濕度、污染、紫外線、日照等有較大差異,對(duì)設(shè)備的影響有較大不同;二是設(shè)備在電力系統(tǒng)的位置不同,所承受系統(tǒng)運(yùn)行電壓、短路電流和熱穩(wěn)定時(shí)間等不盡相同,尤其是故障時(shí)系統(tǒng)短路容量差異較大。此外,新技術(shù)、新材料的使用,使得設(shè)備的技術(shù)水平、技術(shù)狀況有了較大的改善,尤其是20世紀(jì)90年代以后,我國電力設(shè)備制造引進(jìn)不少國外先進(jìn)的技術(shù)、裝備和管理,設(shè)備的改型換代較快,整體技術(shù)水平有了較大的提高,因此電力系統(tǒng)的裝備水平得到較大的改善。
1.2定期維修制度所存在的問題
由于電氣設(shè)備的初始狀況和現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況有很大差異,即現(xiàn)場設(shè)備的“健康”狀況好壞相差甚大,而定期維修制度幾乎無視這些狀況的差異,而采用統(tǒng)一的、一刀切的定期維修方式,其最主要的表現(xiàn)在維修結(jié)果上,要么維修過剩,要么維修不足。工程的實(shí)際情況大多是出現(xiàn)維修過剩,經(jīng)常出現(xiàn)“小病大治”、“無病亦治”的盲目維修的現(xiàn)象,這種維修過剩的結(jié)果,必將出現(xiàn)如下維修的弊端:
(1)一些狀態(tài)良好的設(shè)備,因盲目維修而出現(xiàn)故障或潛在故障,維修達(dá)不到恢復(fù)設(shè)備原有的可靠性的作用,而是增加了設(shè)備的故障隱患和故障率。
(2)降低了設(shè)備的可用性,許多維修迫使設(shè)備停機(jī)。中斷對(duì)用戶的不間斷供電,這是增加停機(jī)維修的次數(shù)的必然結(jié)果。而提高供電可靠性是供電企業(yè)非常重要的基本考核指標(biāo)。目前,定期維修是電氣設(shè)備停運(yùn)的主要原因,往往占全部停運(yùn)時(shí)間的60%以上。
(3)增大設(shè)備運(yùn)行管理成本,使企業(yè)在市場和發(fā)展競爭中不堪重負(fù)。電氣設(shè)備的大修費(fèi)用是企業(yè)管理中主要的支出費(fèi)用,該費(fèi)用在電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中所占比例不小,這就直接影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此要提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也必須對(duì)企業(yè)設(shè)備現(xiàn)行所執(zhí)行的定期維修制度進(jìn)行改革,以經(jīng)濟(jì)效益的觀點(diǎn)和要求來指導(dǎo)維修策略的分析選擇。
其次,各個(gè)設(shè)備在電力系統(tǒng)中的地位和影響不同,每個(gè)設(shè)備中部件對(duì)設(shè)備功能的影響也不相同。能否或有沒有必要對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、狀態(tài)維修呢?即能否用狀態(tài)維修完全替代定期維修呢?事實(shí)上,對(duì)所有設(shè)備及其部件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)診斷在技術(shù)上有困難,而且對(duì)所有設(shè)備及其部件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)在費(fèi)用上難以承受。所以,未來的狀態(tài)維修不可能完全代替定期維修,而是狀態(tài)維修和定期維修共同存在的局面。
2.狀態(tài)維修中狀態(tài)監(jiān)測(cè)特征量的選取
隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展,電氣設(shè)備可被監(jiān)測(cè)的狀態(tài)量越來越多,幾種重要電氣設(shè)備的主要狀態(tài)監(jiān)測(cè)特征量如下:
(1)變壓器:主要有充油電力變壓器,其次是SF6氣體絕緣和環(huán)氧樹脂澆注絕緣的變壓器。主要的監(jiān)測(cè)特征量有:油中溶解氣體(單一或多種)含量、局部放電、繞組變形、鐵芯接地電流、高壓套管的介損、油中微水質(zhì)量分?jǐn)?shù)等。
(2)電容型設(shè)備:包括電流互感器、電容式電壓互感器、電容器、電纜等。主要的監(jiān)測(cè)特征量有:介損、泄漏電流、等值電容(也可監(jiān)測(cè)局部放電)等。
(3)氧化鋅避雷器:主要監(jiān)測(cè)阻性電流,也有的監(jiān)測(cè)總泄漏電流。
(4)高壓斷路器:包括油斷路器、SF6斷路器(含GIS內(nèi)的斷路器)、真空斷路器。
目前可監(jiān)測(cè)的特征量有:合、分閘線卷電流,操作機(jī)構(gòu)的行程、速度和機(jī)械振動(dòng),動(dòng)態(tài)回路電阻等。電氣設(shè)備所處的某個(gè)狀態(tài)常由若干個(gè)狀態(tài)特征量反映,而一個(gè)狀態(tài)特征量又可能源于設(shè)備的多種狀態(tài),故狀態(tài)特征量的選取及提取是狀態(tài)評(píng)估中難點(diǎn)問題之一。在識(shí)別運(yùn)行中電氣設(shè)備的故障狀態(tài)和正常狀態(tài)時(shí),常因狀態(tài)特征量選取不恰當(dāng)而出現(xiàn)誤診或漏診,誤診的主要原因就是正常狀態(tài)和故障狀態(tài)的特征參量存在交疊區(qū)域,即狀態(tài)特征量存在著模糊性。所以需要選取有代表性、有效的狀態(tài)特征參量。
所以,傳感器采集到的狀態(tài)監(jiān)測(cè)信號(hào)需要進(jìn)行進(jìn)一步的處理,其目的在于抑制干擾和提取信號(hào)特征,在錯(cuò)綜復(fù)雜的信號(hào)中提出有用的信息量,精煉設(shè)備運(yùn)行時(shí)的特征信息,以提高設(shè)備診斷的靈敏度。
3.基于變權(quán)綜合的電氣設(shè)備狀態(tài)評(píng)估及維修決策
電氣設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的方法有多種,其中主要分為傳統(tǒng)的加權(quán)評(píng)分法和新興的人工智能評(píng)估法。
加權(quán)評(píng)分法對(duì)事先選定的影響設(shè)備狀態(tài)的因素集中的各個(gè)因素進(jìn)行分項(xiàng)評(píng)分,再對(duì)各評(píng)分值進(jìn)行加權(quán)綜合,得出對(duì)設(shè)備狀態(tài)的評(píng)估結(jié)果。這些因素既可以廣泛地包含預(yù)試、在線監(jiān)測(cè)、家族質(zhì)量缺陷和設(shè)備自身質(zhì)量等等;也可以狹義地側(cè)重于對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè),提取反映設(shè)備狀態(tài)的各特征參數(shù)構(gòu)成因素集。評(píng)分手段可以是專家打分,也可以通過經(jīng)驗(yàn)公式、數(shù)學(xué)函數(shù)擬合計(jì)算得到。評(píng)分結(jié)果根據(jù)實(shí)際需求可進(jìn)一步做模糊化處理,用于模糊綜合評(píng)判。
人工智能評(píng)估法以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為典型代表,通常以狀態(tài)監(jiān)測(cè)得到的反映設(shè)備狀態(tài)的特征參數(shù)為評(píng)估要素。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將電氣設(shè)備的狀態(tài)和狀態(tài)特征參數(shù)之間的關(guān)系視為非線性映射關(guān)系,并通過對(duì)以設(shè)備狀態(tài)特征參數(shù)為網(wǎng)絡(luò)輸入,以設(shè)備狀態(tài)為網(wǎng)絡(luò)輸出的樣本的學(xué)習(xí)過程建立這種復(fù)雜的映射關(guān)系。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估法需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,且通常用作定性評(píng)估。設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的關(guān)鍵在于:(1)評(píng)估因素的確定,即確定能正確反映設(shè)備所處狀態(tài)的因素集,如預(yù)試、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、家族質(zhì)量缺陷等;(2)評(píng)估手段的選取,常用的評(píng)估手段有專家評(píng)分、數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)公式、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等;(3)綜合評(píng)判的方法及評(píng)估結(jié)果的確定,通常采用分層加權(quán)綜合評(píng)判。
參考文獻(xiàn):
[1]田玲,刑建國.電氣設(shè)備實(shí)施狀態(tài)維修決策方法的探討[J].電網(wǎng)技術(shù),2004, 28(16).
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