基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的電力變壓器檢修

文/劉麗勇

（國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司保定供電分公司 河北省保定市 071000）

電力變壓器的檢修并不是隨便進(jìn)行的，而是要根據(jù)電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)、故障程度和各項(xiàng)參數(shù)等細(xì)節(jié)性的內(nèi)容制定切實(shí)可行的檢修方案。就目前來(lái)看，我國(guó)主要以計(jì)劃?rùn)z修制度為核心進(jìn)行電力變壓器的檢修，并在檢修過(guò)程中配合使用狀態(tài)檢修策略。計(jì)劃?rùn)z修制度具有周期性的特征，主要是在預(yù)防性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢修與維護(hù)，但是這種檢修方式存在較大的弊端，可能出現(xiàn)過(guò)度檢修的問(wèn)題，也有可能因檢修不及時(shí)而引發(fā)多種故障?；陲L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論而制定的電力變壓器檢修策略，不僅考慮到了這一問(wèn)題，還在安全性和經(jīng)濟(jì)性方面做出了極大的改進(jìn)，是一種綜合性的量化檢修策略。經(jīng)實(shí)踐證明，該種檢修策略具有極強(qiáng)的可行性與可操作性，可大面積推廣并應(yīng)用于電力變壓器的維修當(dāng)中。

1 電力變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究現(xiàn)狀分析

電力變壓器檢修工作的專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，需要工作人員認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)模塊和環(huán)節(jié)，只有充分的考慮所有細(xì)節(jié)性的問(wèn)題，才能將電力變壓器的檢修工作落到實(shí)處。電力變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的質(zhì)量和效果是影響整個(gè)檢修工作的核心環(huán)節(jié)，因其代表了電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，也可基于評(píng)價(jià)結(jié)果判斷電力變壓器即將面臨的損失，是順利開(kāi)展后續(xù)檢修工作的基礎(chǔ)與前提。針對(duì)電力變壓器進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估就是判斷電力變壓器損失程度的過(guò)程，可在分析過(guò)程中明確電力變壓器的弱點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)，解決其潛在的危險(xiǎn)。事實(shí)上，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，不僅應(yīng)用于電力變壓器的檢修工作當(dāng)中，各項(xiàng)管理工作與科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中都有風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的存在。長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用與實(shí)踐后，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估已經(jīng)形成了較為完善的理論體系，并得到了越來(lái)越多的認(rèn)可。但是，不同的領(lǐng)域性質(zhì)不同，工作內(nèi)容也有一定的差異，所以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)容和方法也存在較大的差別。

在電力變壓器中，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要是用于評(píng)估電力變壓器可能帶來(lái)的負(fù)面影響，明確風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型和概率，從而為后續(xù)的檢修工作提供科學(xué)的參考。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估扮演著量化分析的角色，可以就電力變壓器設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù)和各項(xiàng)信息進(jìn)行收集與整理，使維修人員明確電力變壓器的運(yùn)行故障，并為檢修與維護(hù)工作提供風(fēng)險(xiǎn)層次、類(lèi)型與等級(jí)等關(guān)鍵信息。當(dāng)前，風(fēng)險(xiǎn)學(xué)已經(jīng)成為一門(mén)獨(dú)立運(yùn)行的學(xué)科，與決策學(xué)、系統(tǒng)學(xué)和管理學(xué)之間都有所關(guān)聯(lián)，風(fēng)險(xiǎn)學(xué)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估之間具備較為復(fù)雜的交叉點(diǎn)，都是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行的測(cè)量與研究。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在電力變壓器檢修工作中的應(yīng)用是大勢(shì)所趨，也是提高電力變壓器檢修水平和質(zhì)量的關(guān)鍵手段，應(yīng)引起重視并加以利用。

2 基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的電力變壓器檢修流程

上文已經(jīng)提出，電力變壓器檢修中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是一種量化性的分析工作，基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估而開(kāi)展的電力變壓器檢修主要分為以下兩個(gè)部分，分別是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和檢修策略的制定。電力變壓器的風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型較為復(fù)雜，大致可分為故障發(fā)生概率、財(cái)產(chǎn)損失概率和系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)幾個(gè)方面。實(shí)際評(píng)估前應(yīng)確定對(duì)象和目的，然后就變壓器的故障概率和風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算所得結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)，從而制定變壓器檢修策略。評(píng)估對(duì)象與評(píng)估目的的明確較為簡(jiǎn)單，

可以是整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中的所有運(yùn)行器械，也可以特指某個(gè)區(qū)域或者階段的變壓器。評(píng)估電力變壓器的風(fēng)險(xiǎn)后，即可明確其風(fēng)險(xiǎn)水平與類(lèi)型，制定更具針對(duì)性的檢修策略。故障概率的評(píng)估涉及到多項(xiàng)內(nèi)容評(píng)估時(shí)，還要注意計(jì)算電力變壓器的運(yùn)行損失、資產(chǎn)損失和損失程度等細(xì)節(jié)性的內(nèi)容。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)工作需要將計(jì)算所得結(jié)果作為主要依據(jù)，但是不可忽略整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，評(píng)級(jí)結(jié)果一般分為以下三部分內(nèi)容，分別是不可忍受區(qū)域、可忍受區(qū)域，還有最低合理可行區(qū)域。最后一部分內(nèi)容也是最為關(guān)鍵的內(nèi)容就是制定電力變壓器的檢修策略，這是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工作，需要考慮到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果和等級(jí)，還要明確電力變壓器的故障概率，基于巡視、檢修和暫不處理等幾種手段進(jìn)行逐一排查與檢修，也可同步進(jìn)行維護(hù)，保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行秩序。

3 變壓器運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

3.1 變壓器故障概率的計(jì)算

電力變壓器運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作具有綜合性較強(qiáng)的特征，評(píng)估時(shí)絕不可忽略任何一個(gè)環(huán)節(jié)或數(shù)據(jù)，而在整個(gè)評(píng)估過(guò)程中，變壓器的故障概率都起著關(guān)鍵性的作用。事實(shí)上，計(jì)算變壓器故障概率的方式相當(dāng)多，最為常用且成效最為明顯的方法就是基于健康指數(shù)進(jìn)行的推算。健康指數(shù)就是一個(gè)數(shù)值，主要用于代表電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，描述其優(yōu)劣程度，隨時(shí)表現(xiàn)并描述出電力變壓器的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。求取變壓器故障概率時(shí)，應(yīng)參考《輸變電一次設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系》等原則，還可按照既定的公式進(jìn)行計(jì)算與求取，根據(jù)所得數(shù)據(jù)制定更具個(gè)性化的檢修策略，為電力變壓器的順利運(yùn)行提供技術(shù)支持。

3.2 變壓器故障后果的計(jì)算

眾所周知，電力變壓器出現(xiàn)故障后會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，后果較為嚴(yán)重，還有可能引發(fā)不必要的經(jīng)濟(jì)損失或人員傷亡，所以說(shuō)對(duì)電力變壓器進(jìn)行的檢修與維護(hù)顯得格外重要。在檢修工作中，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作起著量化分析的作用，可從運(yùn)行損失和資產(chǎn)損失兩個(gè)方面對(duì)電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。所以說(shuō)計(jì)算變壓器故障后果時(shí)，同樣可將這兩個(gè)方面作為切入點(diǎn)。

3.2.1 資產(chǎn)損失

所謂資產(chǎn)損失就是維修電力變壓器時(shí)產(chǎn)生的費(fèi)用，完成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與電力變壓器的檢修工作后，即需投入一定的人力、物力、財(cái)力，對(duì)有故障發(fā)生的變壓器進(jìn)行維修或更換，此時(shí)所產(chǎn)生的費(fèi)用就是指資產(chǎn)損失。一般而言，維修所使用的費(fèi)用可通過(guò)資產(chǎn)損失嚴(yán)重度和資產(chǎn)兩個(gè)方面來(lái)反映。我國(guó)始終高度關(guān)注電力事業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，并就電力變壓器維修工作制定了多項(xiàng)制度和政策，國(guó)家電網(wǎng)更是基于實(shí)際結(jié)合了電力變壓器的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果與各項(xiàng)設(shè)備信息制定了相應(yīng)的取值表，用于判斷資產(chǎn)損失程度。完成計(jì)算后，將其代入相應(yīng)的公式即可獲得電力變壓器的資產(chǎn)與資產(chǎn)損失嚴(yán)重度。

3.2.2 運(yùn)行損失

表1：變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)的傳輸能力很大程度上由電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)所決定，這證明二者之間有著不可分割的聯(lián)系。也代表電力變壓器出現(xiàn)故障后，電網(wǎng)的傳輸能力就會(huì)受到威脅或限制。當(dāng)電力變壓器出現(xiàn)故障后，就會(huì)引發(fā)運(yùn)行損失。當(dāng)前，運(yùn)行損失主要分為失負(fù)荷、電力越限，還有潮流越限三種類(lèi)型。這三種類(lèi)型的運(yùn)行損失之間存在一定的差別，首先是潮流越限，潮流越限無(wú)法直接表現(xiàn)出多臺(tái)或某個(gè)區(qū)域內(nèi)的電力變壓器運(yùn)行狀況，只能表現(xiàn)出某一臺(tái)電力變壓器的過(guò)載后果和損失。電力越限嚴(yán)重度與潮流越限之間存在一定的相似性，均是用于反映一臺(tái)電力變壓器故障給整個(gè)電力系統(tǒng)造成的后果。無(wú)論是計(jì)算電力越限嚴(yán)重度，還是計(jì)算潮流越限嚴(yán)重度，都要基于既定的公式和原則進(jìn)行。失負(fù)荷嚴(yán)重度的計(jì)算不僅要考慮到電力變壓器的運(yùn)行狀況和相應(yīng)的公式，還要結(jié)合《國(guó)家電網(wǎng)公司安全事故調(diào)查規(guī)程》等諸多制度?？梢?jiàn)，運(yùn)行損失就是將上述三種問(wèn)題融合起來(lái)，并按照相應(yīng)的公式進(jìn)行整合與計(jì)算。

4 基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的電力變壓器檢修策略

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的常用手段，通常需要將電力變壓器的故障概率和綜合損失作為依據(jù)進(jìn)行評(píng)級(jí)，同時(shí)，需要考慮到國(guó)家制度和行業(yè)法規(guī)，基于電力行業(yè)的具體情況和電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)得出評(píng)級(jí)結(jié)果。為了維護(hù)電力事業(yè)運(yùn)行的穩(wěn)定性，供電企業(yè)和技術(shù)人員做出了諸多嘗試，并在技術(shù)上進(jìn)行了多次變革與創(chuàng)新，當(dāng)某個(gè)電力變壓器出現(xiàn)故障或者停止運(yùn)行時(shí)，不會(huì)給整個(gè)機(jī)組或者系統(tǒng)的運(yùn)行造成威脅，此時(shí)所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)位于可接受區(qū)域，整體水平較低，不需要第一時(shí)間處理并維修。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)水平有所提升并位于ALARP區(qū)域時(shí)，則必須進(jìn)行處理與判斷。這是因?yàn)榇藭r(shí)電力變壓器的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)給整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行埋下隱患，嚴(yán)重威脅了電力系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，稍有不慎，就會(huì)引發(fā)不必要的損失或事故。因此，當(dāng)電力變壓器的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與風(fēng)險(xiǎn)水平有所上升時(shí)，必須引起重視并加強(qiáng)檢修與維護(hù)，利用預(yù)防性的政策和策略及時(shí)調(diào)整電力變壓器的運(yùn)行狀況，使其參數(shù)和限定值回歸至正常水平。處于不可容忍區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)就代表電力變壓器的風(fēng)險(xiǎn)正處于最高水平，停運(yùn)的電力變壓器已經(jīng)給整個(gè)電力系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的威脅與影響，損失十分嚴(yán)重。此時(shí)需要按照風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得出的結(jié)果，制定針對(duì)性的檢修策略與方案，按周期執(zhí)行檢修計(jì)劃。在維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)，優(yōu)先配置各項(xiàng)資源與要素，徹底處理存在于電力變壓器中的故障?？偠灾?，在電力變壓器檢修當(dāng)中，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的作用十分強(qiáng)大，可為后續(xù)的檢修工作與方案制定提供必要的參考和指導(dǎo)，也使整個(gè)檢修工作更具科學(xué)性，以更快的速度步入規(guī)范化、科學(xué)化的軌道。

5 案例分析

為了進(jìn)一步驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在電力變壓器檢修中的作用，文章對(duì)某地供電局的3個(gè)變電站檢修與維護(hù)工作進(jìn)行了分析。三個(gè)變電站當(dāng)中共有6臺(tái)變壓器，每個(gè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)結(jié)果以0-10之間的數(shù)值進(jìn)行表示。評(píng)級(jí)結(jié)果小于4則代表電力變壓器運(yùn)行狀況良好，無(wú)不良狀態(tài)，經(jīng)檢查未出現(xiàn)老化或劣化等不良問(wèn)題；評(píng)級(jí)結(jié)果小于7、大于4時(shí)代表電力變壓器出現(xiàn)異常，老化現(xiàn)象明顯，需要嚴(yán)密監(jiān)測(cè)并控制，以免進(jìn)一步惡化，影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行；評(píng)級(jí)結(jié)果大于7則代表電力變壓器已經(jīng)出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的故障，會(huì)威脅到整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，需第一時(shí)間組織專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)或小組進(jìn)行維修與檢測(cè)，及時(shí)消除電力變壓器的運(yùn)行故障。

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，3個(gè)變電站的6臺(tái)變壓器均處于運(yùn)行良好的狀態(tài)之中（評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1）。這代表短期內(nèi)不需要對(duì)電力變壓器進(jìn)行維修與更換，只需要按照風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得出的結(jié)果進(jìn)行有針對(duì)性的檢修即可。當(dāng)變壓器的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)結(jié)果和風(fēng)險(xiǎn)水平有所上升時(shí)，就必須從安全性和經(jīng)濟(jì)性?xún)蓚€(gè)方向入手對(duì)其進(jìn)行整改。

6 結(jié)語(yǔ)

電力行業(yè)的發(fā)展速度有目共睹，在生產(chǎn)生活中貢獻(xiàn)了諸多力量。但是，電力企業(yè)不可滿足于眼前取得的成績(jī)，還要就供電服務(wù)和供電質(zhì)量進(jìn)行改善與優(yōu)化，利用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)和手段保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。電力變壓器是電力輸送的關(guān)鍵內(nèi)容，也是其核心環(huán)節(jié)，主要用于調(diào)節(jié)電流，按照等級(jí)對(duì)電力資源進(jìn)行管理，避免電力資源在輸送與使用過(guò)程中出現(xiàn)波動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題，從整體上保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。然而，電力變壓器也會(huì)出現(xiàn)不同程度的故障，基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行的電力變壓器檢修，有效解決了潛藏在電力變壓器中的安全隱患，并考慮到了檢修工作的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)實(shí)踐證明，將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作為切入點(diǎn)的電力變壓器檢修工作更具針對(duì)性，建立的防御機(jī)制可行性更強(qiáng)，為電力事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。