當前,我國電力系統中設備狀態檢修尚處于初始階段,如臨時性維修頻繁、維修不足或維修過剩、盲目維修等,這使電力部門每年在設備維修方面耗資巨大。隨著傳感技術、微電子、計算機軟硬件和數字信號處理技術、人工神經網絡、專家系統、模糊集理論等綜合智能系統在狀態監測及故障診斷中應用,使基于電力系統的設備狀態檢修有了一些新思路[1]。

一、電力系統設備狀態檢修的發展前景

對設備狀態檢修的研究應該在消化、吸收國內外已有先進的相關技術和管理經驗的基礎上,根據我國國情提出適應我國實際情況的設備狀態檢修方案[1]。要做的具體工作為:

1.全面探索電力設備狀態檢修的實現方案,盡快建立實時、快速、準確的設備狀態信息庫,積極籌建診斷中心。力求設備缺陷定位的準確性。

2.在實現狀態檢測和狀態診斷工作中,以信息庫及離線檢測為主,設備狀態信息庫和歷史信息庫、離線檢測、在線檢測三者相結合,逐步將成熟的在線檢測技術應用于電力系統中,切忌不能盲目追求全盤實現或大部分實現在線檢測化,應堅持在線檢測技術不成熟者不掛網。

3.在籌建診斷中心的過程中,應注意綜合應用各種專業的狀態量,通過人工智能技術進行跨專業的狀態分析和診斷。

4.目前的關鍵問題是要爭分奪秒地建立電力設備狀態診斷系統,為逐步建設分層分布的發、輸、變電設備狀態監測、診斷網打好扎實的基礎。

二、電力系統實現設備狀態檢修的三個階段

從目前國內外對設備狀態檢修的研究情況以及筆者多年來在狀態檢修的實踐經驗來看,電力系統設備狀態檢修的實現大致可分成以下三個階段[2]:

第一階段,是建立信息中心的時期。這個階段的主要工作就在于建立和完善設備狀態信息的采集、傳輸、儲存環節,其中設備狀態信息涉及到靜態數據和動態數據兩種。

第二階段,是實現設備狀態的監督和預測工作,來確定合理的設備檢修周期,這就初步實現了設備狀態檢修。過去對設備的監督僅僅是對其“好”與“壞”進行判斷,實際上,相當部分的設備處在正常和有缺陷之間的第三種狀態,即灰色狀態,而這些設備才是狀態監督的重點。

第三階段,是在總體把握設備狀態的基礎上,著眼于保持重要的系統功能,通過故障模式、后果及重要性分析,做出設備的壽命估計,預測設備的事故風險率,尋求可靠性與維修成本間的平衡。這就實現了以可靠性為中心的維修策略(RCM)。

三、現階段電力系統設備狀態檢修的技術創新

關于現階段電力系統設備狀態檢修的技術創新,筆者建議先從以下三種技術考慮,然后進一步尋找新思路。

(一)運用紅外診斷技術巧妙檢測設備狀態

紅外診斷技術具有遠距離、非接觸、不停電、簡便、靈活、安全、投入產出比高的特點。它不僅可以檢測出各種類型的設備外部接觸性過熱故障,而且能比較有效地檢測出設備內部導流回路的缺陷和絕緣故障[3]。

電氣設備紅外診斷的判斷巧妙利用設備額定電流時的溫升為依據,即當檢測時實際電流小于額定電流時,將現場實際溫升換算成為額定電流時的溫升[34]:△θ=(Ip/Ii)K△θt

其中Ip為設備額定電流,Ii為設備實際電流,K為設備內部導電賄賂溫升常數,其中△θ額定電流Ip時設備內載流導體故障點溫升,△θt在實際運行電流Ii時設備內部載流導體故障點溫升,這里溫度的單位均是℃。

(二)通過設備狀態監測來實施預防性檢修。設備狀態監測是故障在線診斷和離線分析的基礎。從國內情況看,汽輪機等大型旋轉機械的狀態監測技術已經達到相當高的水平。另外,發電機狀態監測的技術手段也已很成熟,但是在實際應用中,如何準確判斷電機狀態,還需進一步在工作中積累經驗[4]。

狀態檢修的關鍵是對狀態檢修全過程的管理。真正意義上的狀態檢修其成本消耗最低,設備運行具有最大可靠性。因此在實施狀態檢修時,一方面對一些非主要運行設備可實行狀態檢修,而對主要發電設備,由于其影響性和經濟性,應大力依靠監測手段,預測其運行的最后程度,實行計劃檢修,并在設備有可能造成較嚴重后果或經濟損失較大時,對其進行預防性檢修。

(三)依靠信息管理與決策技術來提醒檢修[5]。信息管理與決策技術是應用計算機輔助決策技術和數據庫技術,把設備所有操作運行和維修信息綜合在一起,針對一個決策目標,形成以單個設備或整個系統為單元的決策工具,及時提醒檢修管理人員按設備狀態執行全面的檢查和維修。電力系統設備狀態檢修的一個簡化決策流程示意圖,如下圖1所示。

世界各國從不同的管理目標出發,形成了不同的管理系統。芬蘭的IVO輸電服務公司開發的變電站檢修管理系統(SOFIA)從壽命周期費用(lifecyclecost)著手,使用設備的劣化模型的數學形式(狀態模型)來估計設備將來狀態的一種檢修管理系統。SOFIA在考慮預算及其設備狀態的情況下,通過檢修費用的優選,降低總費用。其特點在于引入了診斷專家系統,使可靠性和安全性達到可接受的水平。德國提出將工人或供貨商的管理層所有功能融為一體,以減少中間環節的瘦型管理。

四、結束語

縱觀全文,本文從電力系統設備狀態檢修的發展前景出發,接著簡略介紹了電力系統實現設備狀態檢修的三個階段,最終引出了現階段電力系統設備狀態檢修的技術創的新思路。總之,文章給現階段我國電力系統如何有效提高設備狀態檢修指出了一條科學之路。

參考文獻:

[1]沈家越,拓展狀態檢修內涵、創新優質服務理念[N].華東電力報,2008,08(01):10.

[2]李從國、楊曉梅、呂文九,電廠狀態檢修的現狀及發展探析[J].山東電力高等專科學校學報,2004,21(04):52～55.

[3]成鋒、劉軍、郎定川等,開展狀態檢修,實現電力設備管理跨越式發展,中國設備工程,2005,12(05):9～11.

[4]李彤,從狀態監測實踐探討狀態檢修工作的開展[J].農村電氣化,2005,12(02):26～28.

[5]王翔,模糊專家診斷系統在狀態監測中的應用探討[J].湖南電力,2005,11(02):37～39.