当前,我国电力系统中设备状态检修尚处于初始阶段,如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等,这使电力部门每年在设备维修方面耗资巨大。随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统、模糊集理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中应用,使基于电力系统的设备状态检修有了一些新思路[1]。
一、电力系统设备状态检修的发展前景
对设备状态检修的研究应该在消化、吸收国内外已有先进的相关技术和管理经验的基础上,根据我国国情提出适应我国实际情况的设备状态检修方案[1]。要做的具体工作为:
1.全面探索电力设备状态检修的实现方案,尽快建立实时、快速、准确的设备状态信息库,积极筹建诊断中心。力求设备缺陷定位的准确性。
2.在实现状态检测和状态诊断工作中,以信息库及离线检测为主,设备状态信息库和历史信息库、离线检测、在线检测三者相结合,逐步将成熟的在线检测技术应用于电力系统中,切忌不能盲目追求全盘实现或大部分实现在线检测化,应坚持在线检测技术不成熟者不挂网。
3.在筹建诊断中心的过程中,应注意综合应用各种专业的状态量,通过人工智能技术进行跨专业的状态分析和诊断。
4.目前的关键问题是要争分夺秒地建立电力设备状态诊断系统,为逐步建设分层分布的发、输、变电设备状态监测、诊断网打好扎实的基础。
二、电力系统实现设备状态检修的三个阶段
从目前国内外对设备状态检修的研究情况以及笔者多年来在状态检修的实践经验来看,电力系统设备状态检修的实现大致可分成以下三个阶段[2]:
第一阶段,是建立信息中心的时期。这个阶段的主要工作就在于建立和完善设备状态信息的采集、传输、储存环节,其中设备状态信息涉及到静态数据和动态数据两种。
第二阶段,是实现设备状态的监督和预测工作,来确定合理的设备检修周期,这就初步实现了设备状态检修。过去对设备的监督仅仅是对其“好”与“坏”进行判断,实际上,相当部分的设备处在正常和有缺陷之间的第三种状态,即灰色状态,而这些设备才是状态监督的重点。
第三阶段,是在总体把握设备状态的基础上,着眼于保持重要的系统功能,通过故障模式、后果及重要性分析,做出设备的寿命估计,预测设备的事故风险率,寻求可靠性与维修成本间的平衡。这就实现了以可靠性为中心的维修策略(RCM)。
三、现阶段电力系统设备状态检修的技术创新
关于现阶段电力系统设备状态检修的技术创新,笔者建议先从以下三种技术考虑,然后进一步寻找新思路。
(一)运用红外诊断技术巧妙检测设备状态
红外诊断技术具有远距离、非接触、不停电、简便、灵活、安全、投入产出比高的特点。它不仅可以检测出各种类型的设备外部接触性过热故障,而且能比较有效地检测出设备内部导流回路的缺陷和绝缘故障[3]。
电气设备红外诊断的判断巧妙利用设备额定电流时的温升为依据,即当检测时实际电流小于额定电流时,将现场实际温升换算成为额定电流时的温升[34]:△θ=(Ip/Ii)K△θt
其中Ip为设备额定电流,Ii为设备实际电流,K为设备内部导电贿赂温升常数,其中△θ额定电流Ip时设备内载流导体故障点温升,△θt在实际运行电流Ii时设备内部载流导体故障点温升,这里温度的单位均是℃。
(二)通过设备状态监测来实施预防性检修。设备状态监测是故障在线诊断和离线分析的基础。从国内情况看,汽轮机等大型旋转机械的状态监测技术已经达到相当高的水平。另外,发电机状态监测的技术手段也已很成熟,但是在实际应用中,如何准确判断电机状态,还需进一步在工作中积累经验[4]。
状态检修的关键是对状态检修全过程的管理。真正意义上的状态检修其成本消耗最低,设备运行具有最大可靠性。因此在实施状态检修时,一方面对一些非主要运行设备可实行状态检修,而对主要发电设备,由于其影响性和经济性,应大力依靠监测手段,预测其运行的最后程度,实行计划检修,并在设备有可能造成较严重后果或经济损失较大时,对其进行预防性检修。
(三)依靠信息管理与决策技术来提醒检修[5]。信息管理与决策技术是应用计算机辅助决策技术和数据库技术,把设备所有操作运行和维修信息综合在一起,针对一个决策目标,形成以单个设备或整个系统为单元的决策工具,及时提醒检修管理人员按设备状态执行全面的检查和维修。电力系统设备状态检修的一个简化决策流程示意图,如下图1所示。
世界各国从不同的管理目标出发,形成了不同的管理系统。芬兰的IVO输电服务公司开发的变电站检修管理系统(SOFIA)从寿命周期费用(lifecyclecost)着手,使用设备的劣化模型的数学形式(状态模型)来估计设备将来状态的一种检修管理系统。SOFIA在考虑预算及其设备状态的情况下,通过检修费用的优选,降低总费用。其特点在于引入了诊断专家系统,使可靠性和安全性达到可接受的水平。德国提出将工人或供货商的管理层所有功能融为一体,以减少中间环节的瘦型管理。
四、结束语
纵观全文,本文从电力系统设备状态检修的发展前景出发,接着简略介绍了电力系统实现设备状态检修的三个阶段,最终引出了现阶段电力系统设备状态检修的技术创的新思路。总之,文章给现阶段我国电力系统如何有效提高设备状态检修指出了一条科学之路。
参考文献:
[1]沈家越,拓展状态检修内涵、创新优质服务理念[N].华东电力报,2008,08(01):10.
[2]李从国、杨晓梅、吕文九,电厂状态检修的现状及发展探析[J].山东电力高等专科学校学报,2004,21(04):52～55.
[3]成锋、刘军、郎定川等,开展状态检修,实现电力设备管理跨越式发展,中国设备工程,2005,12(05):9～11.
[4]李彤,从状态监测实践探讨状态检修工作的开展[J].农村电气化,2005,12(02):26～28.
[5]王翔,模糊专家诊断系统在状态监测中的应用探讨[J].湖南电力,2005,11(02):37～39.
