输变电设备状态检修的应用

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Technology Dec.

2009 文章编号：1000-3673（2009）20-0215-04 中图分类号：TM72 文献标志码：A 学科代码：470·4051

输变电设备状态检修的应用

陈安伟

（浙江省电力公司，浙江省杭州市 310014）

摘要：简要介绍了浙江省电力公司实施状态检修的阶段性成果，提出了实施状态检修的核心模型，论述了状态检修与坚强智能电网建设、设备资产全寿命周期管理、精益化管理等之间的关系，文章可为电网企业深入实施状态检修提供参考。

关键词：状态检修；智能电网；资产全寿命周期管理；精益化管理

0引言

面对快速发展的浙江电网，浙江省电力公司生产系统存在着检修工作繁重、检修人员紧缺、检修成本大幅增加等问题。为了解决上述问题，浙江省电力公司自1995年起开展了电力设备的状态检修，经历了探索认识、学习吸收、创新实践等阶段，目前已经进入了全面规范实施阶段。

随着状态检修工作的全面开展，浙江省电力公司需要进一步加强状态检修的相关管理工作，要正确处理好状态检修与坚强智能电网建设、资产全寿命周期管理、设备精益化管理等的关系，明确、深化状态检修相关技术研究与应用的内容，实现状态检修工作的可持续发展。

本文在简要介绍状态检修已取得成果的基础上，围绕上述任务，提出深化状态检修工作的核心模型，并对下一步工作的重点方向提出建议。

1 实施状态检修的阶段性成果

建立了完整的管理、技术、执行体系，在完成公司系统内主要电气设备状态的评价后，对评价结果为“注意”及以上的48台110kV及以上电压等级的变压器、台110kV及以上电压等级的断路器、175条110kV及以上电压等级的输电线路组织省内专家进行了重点审核，提出了相应的对策，安排了针对性的检修、技术改造工作，检修绩效显著提升，取得了巨大的经济效益和社会效益，主要体现在：1）检修工作量明显减少。2008年与2007年相比，110kV及以上变压器检修工作量减少了46.2%、断路器检修工作量减少了47.3%、输电线路检修工作量减少了43.7%。

2）电网运行操作任务明显减少。尽管输变电设备数量每年大幅增加，基建、技改、市政工程任务仍然十分繁重，但是开展状态检修后，2008年与2007年相比，运行操作任务减少28637项、操作步骤减少338655步，降幅均达12.3%以上。

3）提高了输变电设备的可靠性。2008年与2007年相比，110kV及以上变压器计划停运率由41.883次/(百台·a)下降到15.784次/(百台·a)，同比下降62.3%；断路器计划停运率由25.7次/(百台·a)下降到11.627次/(百台·a)，同比下降54.9%，输电线路停运率由2.805次/(百km·a)下降到1.843次/(百km·a)，同比下降34.2%；110kV及以上变压器可用系数提高了0.025%，断路器可用系数同比提高0.007%；500kV线路可用率提高了0.497%，220kV线路可用率提高了0.274%，110kV线路可用率同比提高了0.1%。

4）输变电设备重复停用率大幅降低，检修效率大幅提高。2008年与2007年相比，110kV及以上重复停用线路下降了48.3%；110kV及以上重复停用变压器下降幅度达15.3%。

5）提升了检修综合绩效。2008年与2007年相比，110kV及以上输电和变电一次设备检修费用节省约11.1%。

上述成果充分体现了浙江省电力公司实施状态检修的指导思想、总体技术路线是正确的，因此需要进一步加强状态检修的深化应用，以取得更加明显的效益。

2 深入实施状态检修的核心模型

状态检修要求对设备状态进行跟踪和预测，在设备由于存在潜在故障状态开始劣化但尚未发展到功能故障前，通过状态评价及其发展趋势预测、故障诊断等方法确定潜在故障点，从而明确维修的部位和时间，及时采取维修措施以避免功能故障的发生[1-7]。

本文将状态检修的实施分成3个层面的工作，即设计层、实施层、检修工作管理层，如图1所示。在设计层主要根据对设备功能、性能、故障模式及其影响的分析，开展以下工作[8-12]：

1）定义设备的状态。

2）在定义设备状态的基础上，需要将设备整体状态再分解为由设备部件及其可量化的数个状态量构成的部件与状态量的关联矩阵。

3）确定状态量的评价体系，即状态量由一个或数个测量值按一定的评判规则计算得到。

4）根据状态量评价体系确定需要进行测量的量测值。

完

善

、

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高图1状态检修的核心模型

在实施层主要根据设计方案确定数据采集(收集)的技术方案。如对于现场有急需状态连续监视的设备(如有缺陷但又无法停电检修的设备)可采用技术比较成熟的带电监测，一般设备可采用预防性试验和巡视收集数据，在积累一定数据之后，再根据预先设计的规则对设备状态进行评价和监视。如果设备出现非正常状态，则需要进行故障诊断，确定故障部位及原因，并进行状态和故障发展趋势预测，以便安排合适的时间进行有针对性地维修；如果设备状态正常，可进行设备健康度评估，预测剩余寿命，如果出现性能老化趋势或接近寿命极限，可安排技术改造或更新计划。

在检修工作管理层主要根据申请的或计划安排的检修任务确定检修等级，制定检修工作计划和进度，实施现场工作管理，并及时整理和收集检修记录及相关文档资料，为下一次检修工作做好准备，同时开展检修绩效评价，为检修工作的持续改进提供依据。

3 输变电设备状态检修的意义

3.1 输变电设备状态检修是坚强智能电网建设的一部分

结构合理、运行灵活、标准统一、经济高效的电网需要高可靠性、高可用率的设备来支撑，也需要先进的技术手段有效监测设备的状态，及时发现并消除由于设备状态劣化对电网安全稳定运行构成的威胁，确保电网安全、稳定、可靠供电。科学技术的发展和新设备、新技术的大量应用，特别是以数字化、信息化、自动化和互动化技术为特征的智能电网技术的发展，不仅为电力设备运行数据的采集、管理和应用提供了帮助，而且为设备状态的细化及状态监视、状态劣化过程及故障机理地深入研究、剩余寿命评估提供了重要的手段，更为广大专业技术人员应用其专业知识，使用共享的数据充分挖掘有价值的设备状态信息，高效地监视设备状态提供了广阔的平台[13-14]。

3.2 输变电设备状态检修是资产全寿命周期管理的重要组成部分

资产全寿命周期管理是指从资产的长期效益出发，全面考虑资产的产生、利用、维护、改造更新和报废的全过程，在保证安全、效益、效能的前提下追求资产全寿命周期成本最低的一种管理理念和方法。

状态检修过程中设备基础数据的收集与管理、设备状态的评价、故障诊断与发展趋势预测、剩余寿命评估等4个方面的内容是资产全寿命周期管理过程中资产的利用、维护、改造、更新所需要开展的基础性工作，同时资产的规划、设计、采购的管理也离不开设备在使用和维护期间历史数据、状态和健康记录等的反馈，因此，状态检修是实现资产全寿命周期管理的重要组成部分，是资产全寿命周期管理的重要基础工作。

3.3 输变电设备状态检修是精益化管理的具体实践

精益化管理就是摒弃传统的粗放式管理模式，将具体、明确的量化标准渗透到管理的各个环节。“精”就是要少投入、少消耗资源、少花时间、高质量；“益”就是要多产出效益，实现企业又好又快的发展。精益化管理的核心就是要努力消除生产、管理过程中的无效劳动，以最优品质、最低成本和最高效率对业务需求作出最有效的反应，从而达到企业效益的最大化。这里的效益不只是经济效益，也包括社会效益[15]。

随着电网的迅速发展，电力设备大量增加，传统粗放型的定期检修方式没有考虑设备的实际状况，过度频繁检修、针对性不强、检修人员紧缺等问题日益突出，这些不仅需要很多的人力、物力和财力，而且影响了电网的稳定运行和设备可用率，不能满足精益化管理的要求。状态检修以设备状态监测为基础，以预测设备状态发展趋势为依据，通过对设备状态科学、精细、量化地评价，结合规范化、标准化的维修工作管理，能及时、有针对性地安排设备检修时间和检修内容，从而保障了检修工作的有效性，实现在提高设备运行可靠性和可用率的前提下，降低检修资源消耗和工作量的目标，因此状态检修是将精益化管理的思想应用于检修管理的具体实践，体现了以最小的投入取得最大产出的管理理念。

4 状态检修深化应用的基础工作

从图1中可以看出，状态检修是以大量的数据为基础，通过状态评价开展及时有效地维修，真正实现“应修必修”，因此，要使状态检修工作真正发挥作用，必须开展好以下工作：

1）要高度重视并加强基础数据管理。加强设备运行、预防性试验、检修等基础数据及时、准确、完整地收集和有效管理，建立对基础数据的及时性、准确性、完整性管理的考核与评价机制，并在此基础上，加快设备状态评价自动化、检修决策互动化的工作进程，提高设备状态评价的工作效率。

2）加强设备故障诊断、剩余寿命评估技术的研究，为开展设备状态检修技术的高级应用奠定基础。状态检修的高级阶段是设备故障的有效诊断、剩余寿命的准确评估、风险的合理评价和相关知识的提炼，最终目的不仅仅是对设备潜在故障提前发出警报，更重要的是找出故障所在的部位及其机理，预测故障的发展趋势，实现“在正确的时间对正确的部位实施检修”；同时对处于老龄阶段的设备要能准确掌握其老化过程，预测其剩余寿命，为优化设备改造更新计划提供科学的依据，因此，必须加强设备故障诊断、剩余寿命评估技术的研究，为高级设备状态检修技术的应用做好技术储备。

3）要强化设备分析和技术监督作用，提高决策水平。总体上浙江电网设备还处在一个青壮年时期，与国外使用年限在30~40a的设备相比更健康，因此更有利于开展状态检修工作。要抓住有利时机，加快历史数据和经验的积累，充分发挥技术监督作用，加强设备设计、选型、安装、运行维护等全过程的监督力度，定期发布设备异常状态、家族性缺陷等信息，落实设备管理责任制，编制设备家族性缺陷的认定及管理办法，加强设备管理、科学决策，确保设备安全稳定运行。

4）要统筹兼顾，同步推进各专业状态检修工作。一次设备的状态检修工作已经全面开展，统一了设备基准检修周期，为了更为有效地发挥状态检修作用，必须确保同一间隔输电和变电设备、一次和二次设备检修周期同步，因此二次设备(继保、直流、所用电、监控)状态检修工作的相关标准、制度、检修导则应与一次设备一致，要定期开展一次、二次设备等相关专业设备的状态评价，根据设备的评价结果制定合理的检修决策，进一步提高检修的针对性。凡涉及停电检修工作，要结合基建、技改和电网可靠性等相关要求，统一纳入到年度整体停电计划中。

5）要加大科技投入，完善状态检测手段。要通过调研，梳理在线检测技术现状，开展专题研究，形成带电检测技术应用的目标与规划，规范在线和离线技术标准，完善浙江电网在线及带电检测技术规范。

6）做好状态检修技能竞赛选拔与培训工作。由于状态检修工作比设备定期检修更依赖人的责任心和主人翁意识，对人员的业务水平要求要远远高于定期计划检修。设备的状态最终是依靠人员的知识进行分析、判断决定的，专业人员的水平和素质直接关系到决策的正确与否，关系到设备的安全、可靠运行，因此要注重从理论到标准、管理规定，从标准、管理规定到检测技术，从检测技术到应用系统之间有机组合的培训，不仅要开展状态评价和监测等方面的技术培训，也要开展检测技术、检修工作管理、现场作业管理等方面的理论和实践经验的培训，培养一批有理论知识、实践经验丰富、检修工作管理能力强的状态检修专家和管理人才队伍，为持续有效地开展状态检修工作提供必要的人力资源支持。

5 结论

目前国内外尚未形成完善的比较适合电网企业的状态检修理论体系，对设备状态的正确细分和及时检测、故障机理的全面掌握、剩余寿命的准确预测、风险的合理评价、检修计划的科学安排都需要通过不断地深化应用、总结经验、学习国内外最新研究成果、开展科学的研究和探讨、加强状态检修的工作管理来完善，因此，完善状态检修工作是一个持续改进、努力超越现有技术、追求卓越成果的过程。

参考文献

[1] 张怀宇，朱松林，张扬，等．输变电设备状态检修技术体系研究

与实施[J]．电网技术，2009，33(13)：70-73．

[2] 程志华，章剑光．状态检修技术及其辅助分析系统的应用[J]．电

网技术，2003，27(7)：16-18．

[3] 许婧，王晶，高峰，等．电力设备状态检修技术研究综述[J]．电

网技术，2000，24(8)：48-52．

[4] 刘有为，李光范，高克利，等，制定电气设备状态检修导则的原

则框架[J]．电网技术，2003，27(6)：-67．

[5] 刘永梅，盛万兴．基于网络拓扑和遗传算法的配电设备检修计划

优化模型[J]．电网技术，2007，31(21)：11-15．[6] 丁茂生，王钢，贺文．基于可靠性经济分析的继电保护最优检修

间隔时间[J]．中国电机工程学报，2007，27(25)：44-48．

[7]邓瑞鹏,丁坚勇.发电厂电气设备状态检修管理信息系统的设计

[J]．电力建设，2002，23(40)：9-11．

[8] Cigre study committees 23 and 39．Drivers for change in transmission

maintenance policy and the role of computer based information and decision support systems[R]．Cigre：Cigre study committees，1998．[9] 浙江省电力公司．输变电设备状态评价、维修策略辅助决策系统

开发研究工作报告[R]．杭州：浙江省电力公司，2007．

[10] 浙江省电力公司．赴北美开展输变电设备状态监视和维修调研及

其可行性研究报告[R]．杭州：浙江省电力公司，2004．

[11] 浙江省电力公司．输变电设备状态评价、维修策略辅助决策系统

开发研究技术报告[R]．杭州：浙江省电力公司，2007．

[12] ISO 13374-2 Condition monitoring and diagnostics of machines: data

processing, communication and presentation[S]．

[13] 国家电网公司．国家电网公司关于规范开展状态检修工作意见

[Z]．北京：国家电网公司，2008．

[14] 国家电网公司．国家电网公司设备状态检修管理规定(试行)[Z]．北

京：国家电网公司，2008．

[15] 邵胜利．开展状态检修实现可靠性与经济性相统一[J]．电力建设，

1999，20(3)：24-27．

收稿日期：2009-07-29。

作者简介：

陈安伟(1966—)，男，高级工程师，长期从事

电网运行与管理工作。

（编辑褚晓杰）陈安伟