試論變壓器狀態(tài)檢修的重要性

汪小虎

摘要:電力變壓器是電力系統(tǒng)重要的變電設(shè)備,其運(yùn)行狀態(tài)直接影響系統(tǒng)的安全性,隨著超高壓和特高壓輸變電技術(shù)的迅速發(fā)展,電網(wǎng)容量加大和覆蓋面增廣,它的故障可能對電力系統(tǒng)和用戶造成重大的危害和影響。文章論述了實(shí)施狀態(tài)檢修的重要性、從電力設(shè)備故障的形成規(guī)律分析狀態(tài)檢修重要性,對減少和預(yù)防變壓器故障具有重要意義。

關(guān)鍵詞:變壓器;狀態(tài)檢修;變電設(shè)備

中圖分類號:TP399文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)22-0182-02

電力是國民工業(yè)的先行行業(yè),電力的發(fā)展是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對能源的巨大需求促進(jìn)了電力工業(yè)的飛速發(fā)展,使得電力系統(tǒng)向大容量、超高壓和跨區(qū)域方向發(fā)展。然而,隨著系統(tǒng)容量的增大和電力網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,電力設(shè)備故障給人們的生產(chǎn)和現(xiàn)代生活所帶來的影響越來越大,電力用戶對系統(tǒng)的安全運(yùn)行和可靠供電也提出了越來越高的要求。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分,是發(fā)電廠與電力用戶之間輸送電能與分配電能的中間環(huán)節(jié),它擔(dān)負(fù)著變電的重要任務(wù)。變電站設(shè)備發(fā)生故障時,為了減少停電帶來的損失,要求運(yùn)行維護(hù)人員能夠迅速準(zhǔn)確地判別故障元件與故障性質(zhì),維修人員能迅速到達(dá)現(xiàn)場,及時處理故障、在最短時間內(nèi)恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

一、實(shí)施狀態(tài)檢修重要性

隨著電力體制的改革和經(jīng)營機(jī)制發(fā)生變化,以及電力企業(yè)減員增效和供電可靠性的要求進(jìn)一步提高,定期檢修制度已逐步不能完全適應(yīng)形勢發(fā)展的要求。因此,迫切希望能實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備檢修管理由“到期必修、修必修好”的方針向“應(yīng)修必修、修必修好”的觀念轉(zhuǎn)移,并對傳統(tǒng)的設(shè)備檢修制度進(jìn)行改革。電力設(shè)備的狀態(tài)檢修是當(dāng)前發(fā)達(dá)的工業(yè)國家普遍推行的。

一種科學(xué)的設(shè)備檢修管理策略。實(shí)施狀態(tài)檢修的必要性主要體現(xiàn)在以下幾個個方面:

(一)電力體制改革的需要

電力企業(yè)由計劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都是其重要的追求日標(biāo),而提高供電可靠性和降低生產(chǎn)成本是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)最重要的途徑和提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。由于狀態(tài)檢修是提高供電可靠性和降低設(shè)備檢修費(fèi)用的重要措施,而設(shè)備檢修費(fèi)用在整個生產(chǎn)成本中占有相當(dāng)大的比例,因此從提高經(jīng)濟(jì)效益的角度來看,定期檢修已不能滿足形勢發(fā)展的要求。

(二)定期預(yù)防性檢修不能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的絕緣隱患

停電檢修合格的設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)事故的可能性依然存在,且一旦出現(xiàn)事故,直接或間接損失十分巨大,這是目前這一檢修體系存在的最大問題。所以預(yù)防性檢修不能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的絕緣隱患。

(三)定期預(yù)防性檢修造成人、財、物的大量浪費(fèi)

定期檢修是不管設(shè)備狀態(tài)如何“到期必修”,有失設(shè)備檢修的科學(xué)性和合理性。用它來指導(dǎo)檢修實(shí)踐,可能會發(fā)生檢修不足或檢修過剩的情況,從而造成人、財、物的浪費(fèi)。例如,某些不必要的頻繁檢修可能會增加誤操作、人員傷亡和事故發(fā)生的機(jī)率。

(四)定期預(yù)防性檢修影響供電可靠性和售電量

定期檢修造成的計劃停電很可能影響供電可靠性、影響售電量。隨著形勢的發(fā)展,全社會對供電可靠性的要求越來越高,大量定期檢修所需要的停電時間越來越難以合理安排。隨著“電力法”的普及和深入,停電所造成電力用戶的損失要實(shí)施賠償制度,這給定期檢修制度帶來了不可避免的沖擊。

(五)定期預(yù)防性檢修的技術(shù)手段不合理

定期預(yù)防性試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓往往遠(yuǎn)低于運(yùn)行電壓,停電試驗(yàn)時,一般都是用最高10千伏試驗(yàn)電壓得出的結(jié)論去考核鑒定220千伏甚至500千伏運(yùn)行電壓下的設(shè)備狀態(tài)和可靠性。因此對實(shí)際運(yùn)行電壓下才能暴露的某些絕緣缺陷這種試驗(yàn)手段是不合理的。在線監(jiān)測是運(yùn)行電壓下對設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測,能較準(zhǔn)確地反映設(shè)備的客觀狀態(tài),因此,有效的在線監(jiān)測技術(shù)是狀態(tài)檢修的重要的技術(shù)手段。

二、從電力設(shè)備故障的形成規(guī)律分析狀態(tài)檢修的重要性

電力設(shè)備大多故障一般不會在瞬間發(fā)生,并且在功能退化到潛在故障P點(diǎn)以后才逐步發(fā)展成能夠探測到的故障(參見圖1)。之后將會加速退化的進(jìn)程,直到達(dá)到功能故障的F點(diǎn)而發(fā)生事故。這種從潛在故障發(fā)展到功能故障之間的時間間隔,被稱為P-F間隔。

如果想在功能故障前檢測到故障,必須在P-F之間的時間間隔內(nèi)完成。由于各種設(shè)備、各種故障形式、各種故障特點(diǎn)對應(yīng)于P-F間隔的時間是不定值,可能是幾個小時,也可能是幾個月或幾年不等,因此定期檢修一般情況下不可能都滿足P-F間隔的時間要求,從而導(dǎo)致設(shè)備功能故障的發(fā)生。而有效的在線監(jiān)測就可能捕捉到P-F間隔的整個發(fā)展過程,并在到達(dá)功能故障F點(diǎn)之前的合理時機(jī)采取措施進(jìn)行檢修處理。

根據(jù)聲音、溫度及其它現(xiàn)象,對變壓器進(jìn)行直觀觀察,是運(yùn)行人員做出的初步判斷。在實(shí)際診斷過程中準(zhǔn)確的故障診斷需要多來源信息的支持即對診斷的要求越高,越需要各方面更全面的信息。同時離線與在線,時間與空間上存在的差異以及不同試驗(yàn)對不同故障的靈敏度各不相同,使變壓器的故障診斷信息表現(xiàn)出多層次性。所以只有從多方面獲得關(guān)于同一對象的多維信息,并加以融合處理,才能對設(shè)備進(jìn)行更可靠更準(zhǔn)確的監(jiān)測與診斷。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,設(shè)備運(yùn)行時間和發(fā)生故障的可能性有直接關(guān)系,這意味著大多設(shè)備可以可靠地作為一個周期,然后逐步發(fā)生故障或缺陷。因此,可以從設(shè)備故障的歷史數(shù)據(jù)中確定設(shè)備可以可靠工作的周期,并在設(shè)備即將出現(xiàn)故障之前采取檢修預(yù)防措施。這一觀點(diǎn)對一些簡單設(shè)備和部件(如風(fēng)扇、閥門座、潛油泵、冷卻器等)的故障模式來說是客觀存在的。然而,現(xiàn)代先進(jìn)的電力設(shè)備比過去的老設(shè)備要復(fù)雜得多,技術(shù)上、結(jié)構(gòu)上、工藝上都有了質(zhì)的變化,因此其故障模式也發(fā)生了很大的變化。往往認(rèn)為設(shè)備的可靠性與運(yùn)行時間總是存在某種固定的關(guān)系,定期檢修越頻繁設(shè)備發(fā)生故障或缺陷越少的觀點(diǎn)是錯誤的。大多情況下定期檢修只能增加發(fā)生故障或缺陷的機(jī)率,降低運(yùn)行設(shè)備的可靠性。

在現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷中,專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)和所掌握的專業(yè)知識對快速診斷故障起決定性的作用,但是隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的復(fù)雜化和自動化不斷提高,一旦發(fā)生故障僅靠一兩位技術(shù)人員或?qū)＜彝y以很快發(fā)現(xiàn)并盡快解決問題,這給“迅速恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行”增加了難度,因此十分有必要建立集多專家知識于一體的故障診斷系統(tǒng),以節(jié)省人力,降低成本。同時,專家系統(tǒng)完整、翔實(shí)的專家知識庫中的知識也為培訓(xùn)現(xiàn)場運(yùn)行技術(shù)人員提供了方便。

三、結(jié)語

狀態(tài)檢修就是通過在線的和離線的監(jiān)測手段,收集電氣設(shè)備的運(yùn)行的工況信息,通過系統(tǒng)科學(xué)的分析診斷,判斷設(shè)備的健康狀態(tài),在設(shè)備接近損壞或?qū)υO(shè)備的安全性有懷疑時,決定設(shè)備的檢修對策,進(jìn)行大修或小修,可在設(shè)備檢修周期到來之前根據(jù)設(shè)備狀況提前進(jìn)行檢修,也可以根據(jù)設(shè)備的狀況,延長檢修周期,真正做到“應(yīng)修必修”。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電力變壓器數(shù)量急劇增加,對電力設(shè)備安全性、可靠性要求不斷提高,傳統(tǒng)的周期檢修模式已明顯滿足不了新要求,因此,提出了狀態(tài)檢修的模式。

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