電廠電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的探討

徐啟貴

（山東陽煤恒通化工熱電廠,山東 郯城276100）

近年來，隨著傳感技術(shù)、微電子、計(jì)算機(jī)軟硬件和數(shù)字信號處理技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等綜合智能系統(tǒng)在電力設(shè)備監(jiān)測和故障診斷中大量應(yīng)用，電氣設(shè)備的檢修也相應(yīng)地發(fā)生了變化，狀態(tài)檢修技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其是在設(shè)備狀態(tài)評價的基礎(chǔ)上，根據(jù)先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的異常，預(yù)知設(shè)備的故障，在故障發(fā)生前進(jìn)行檢修的方式， 即根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來安排檢修時間和項(xiàng)目,稱為狀態(tài)檢修[1]。 定期檢修是以時間為基準(zhǔn)的預(yù)防性檢修, 而狀態(tài)檢修是以狀態(tài)為基準(zhǔn)的響應(yīng)性檢修,以實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)取代固定的檢修周期。

傳統(tǒng)的周期性計(jì)劃檢修既不科學(xué)，也不人性化，忽視了設(shè)備健康水平的差異， 給檢修工作人員帶來一定的盲目性， 且周期性計(jì)劃檢修必導(dǎo)致運(yùn)行良好的設(shè)備周期性停運(yùn), 使整個電廠承受巨大的檢修壓力。 有的設(shè)備不能按期檢修， 使用壽命必然受到影響，設(shè)備事故的概率也相應(yīng)增加，直接影響電廠的安全、可靠運(yùn)行。 電氣設(shè)備的在線狀態(tài)檢修模式，改變了傳統(tǒng)的靜態(tài)周期計(jì)劃檢修模式中存在的檢修不足或檢修過度的不利情況， 狀態(tài)檢修實(shí)際上是在檢修技術(shù)、檢修策略、檢修理念等方面進(jìn)行全新的轉(zhuǎn)變，并結(jié)合先進(jìn)的檢修維護(hù)技術(shù)手段和管理制度， 制定完善的在線狀態(tài)檢修維護(hù)策略， 有效提高了整個電廠供電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

1 電氣設(shè)備狀態(tài)檢修相比傳統(tǒng)檢修所具有的優(yōu)越性

隨著自動化設(shè)備的快速發(fā)展， 傳統(tǒng)的周期性設(shè)備檢修模式已不適應(yīng)電廠的發(fā)展要求， 實(shí)施狀態(tài)檢修不但對提高設(shè)備健康水平和保證電廠安全有著重要意義，還可以節(jié)省大量的人力、物力、帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益，更會大大減少停運(yùn)時間，提高發(fā)電、供電可靠性,以此帶來更大的社會與經(jīng)濟(jì)效益[2]。

1.1 檢修維護(hù)工作量大大減少

采取在線狀態(tài)檢修策略， 可以根據(jù)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)信息對電廠電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和控制，便于制定高效合理的檢修，維護(hù)計(jì)劃，從而降低檢修人員檢修維護(hù)工作量， 同時采取針對性的檢修策略，避免了對正常設(shè)備的過度檢修損壞，延長了電氣設(shè)備的使用壽命。

1.2 提高了電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性

實(shí)現(xiàn)在線狀態(tài)檢修策略后， 可以準(zhǔn)確有效地掌握電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，制定動態(tài)的檢修維護(hù)計(jì)劃，避免不必要定期計(jì)劃檢修事件的發(fā)生，有效提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。 采取有針對性的檢修計(jì)劃， 不僅可以大大降低電氣設(shè)備計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)，有效提高檢修維護(hù)效率，還可以降低電氣設(shè)備停機(jī)時間。

1.3 維修費(fèi)用大大減少

定期檢修的時間間隔、工期、檢修項(xiàng)目等基本是建立在經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上, 對設(shè)備的實(shí)際狀況考慮相對較少，具有一定的盲目性和被動性，有的設(shè)備運(yùn)行狀況完好，按計(jì)劃也停下檢修，導(dǎo)致在設(shè)備維修方面耗資巨大。實(shí)行狀態(tài)檢修后，采取在線運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算和智能策略參考，進(jìn)行必要的檢修，這樣，必然降低維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行維護(hù)的目標(biāo)。

2 電氣設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修的原則

必須以科學(xué)的原則做理論指導(dǎo)， 才能在實(shí)際運(yùn)作過程中主次分明、掌握重點(diǎn),快速、準(zhǔn)確地找到狀態(tài)檢修的方法。

2.1 實(shí)行狀態(tài)檢修需轉(zhuǎn)變觀念

傳統(tǒng)的計(jì)劃檢修忽略了設(shè)備性能的不斷完善、環(huán)境的不斷改變及使用壽命不斷提高等因素， 只是根據(jù)硬性的規(guī)定，定期進(jìn)行周期檢修，不切實(shí)際的整體淘汰、整體拆換。這不僅不能使設(shè)備達(dá)到最大的利用值,還會造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。 因此，必須改變傳統(tǒng)的周期檢測的觀念， 采取狀態(tài)檢修與預(yù)防性檢修、故障檢修相結(jié)合的混合式檢修。

2.2 實(shí)行狀態(tài)檢修的前提條件

狀態(tài)檢修必須建立在設(shè)備狀態(tài)檢修和運(yùn)行分析的基礎(chǔ)上， 必須充分利用現(xiàn)有先進(jìn)的檢測手段和診斷技術(shù)，積極開發(fā)、利用和推廣新的檢測裝置和診斷技術(shù)，盡可能掌握設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況，做到“應(yīng)修必修，修必修好”的原則，嚴(yán)禁應(yīng)修不修，硬拼設(shè)備，使設(shè)備運(yùn)行缺乏安全基礎(chǔ)，同時也要防止不加分析、不講實(shí)效，盲目大拆大換等現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 全過程狀態(tài)檢修管理

狀態(tài)檢修成為趨勢， 是因?yàn)樗陨砭哂胁豢沙降膬?yōu)勢。 一方面， 整個過程成本消耗低于正常水平，另一方面能夠進(jìn)行層次選擇，針對非主要運(yùn)行設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修，對于主要設(shè)備，從經(jīng)濟(jì)的角度及整個電廠電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性， 酌情以檢測為主進(jìn)行處理。根據(jù)情況，在設(shè)備已經(jīng)達(dá)到嚴(yán)重后果或即將造成重大經(jīng)濟(jì)損失時，可以適時進(jìn)行預(yù)防性檢修。總的來說， 要在經(jīng)濟(jì)利益與整個電廠電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)行中找到平衡點(diǎn)，及時發(fā)現(xiàn)并合理解決問題。

2.4 狀態(tài)檢修過程中保證設(shè)備安全運(yùn)行

狀態(tài)檢修始終要堅(jiān)持“安全第一”原則，以提高設(shè)備可靠性和管理水平為目的。 實(shí)施狀態(tài)檢修的過程中，必須要保證設(shè)備的正常運(yùn)行，而不能影響整個電廠的運(yùn)行狀態(tài)，合理地調(diào)整檢修時間段和檢修力度。

3 發(fā)電廠主要電氣設(shè)備狀態(tài)檢修中的問題及對策

狀態(tài)檢修從試運(yùn)行到正式發(fā)布已有幾年， 但由于很多設(shè)備在線檢測技術(shù)和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度還存在一些問題，工作人員在信息整理、傳遞方面也存在諸多問題，再加上電廠電氣設(shè)備較多，整個電廠實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的、全面的、準(zhǔn)確的狀態(tài)檢修模式，還需時日。 以下對電廠主要電氣設(shè)備狀態(tài)檢修中存在的問題進(jìn)行探討。

3.1 發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)為電廠的核心設(shè)備， 其定子繞組絕緣在運(yùn)行過程中長期處于熱電環(huán)境和機(jī)械應(yīng)力的作用下，是事故的多發(fā)環(huán)節(jié)，易導(dǎo)致絕緣惡化、絕緣擊穿和短路、接地事故。 近年來，發(fā)電機(jī)局部放電實(shí)時在線檢測技術(shù)已成為在線監(jiān)測發(fā)電機(jī)絕緣的一種重要方法，并逐步得到推廣應(yīng)用，不僅不影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行， 還可隨時監(jiān)測發(fā)電機(jī)的絕緣， 分析絕緣惡化趨勢，及時發(fā)現(xiàn)絕緣隱患，提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性。 在線監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)包括傳感技術(shù)、 抗干擾技術(shù)和診斷技術(shù)，目前，開發(fā)了多種發(fā)電機(jī)局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要方法包括從發(fā)電機(jī)內(nèi)部采集信號，從發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采集信號， 從發(fā)電機(jī)出口母線采集信號第3 大類，傳感器的安裝、抗干擾、采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和運(yùn)行穩(wěn)定性等問題已成為狀態(tài)檢修重要依據(jù)。 發(fā)電機(jī)局部放電在線檢測系統(tǒng)的有效性是判斷現(xiàn)場應(yīng)用效果的重要因素，目前，利用離線試驗(yàn)判斷在線監(jiān)測系統(tǒng)的有效性是可行的粗略分析方法， 更為直接有效的判斷監(jiān)測系統(tǒng)的方法還有待研究。

3.2 輸電線路

通過引入使用有效的在線檢修技術(shù)和裝備，可以準(zhǔn)確有效地掌握輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)， 便于準(zhǔn)確開展在線狀態(tài)檢修工作。 紅外熱像儀可以準(zhǔn)確及時地測試輸電線路接頭部分的運(yùn)行環(huán)境溫度， 及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的異常發(fā)熱問題， 還可以用于檢查復(fù)合絕緣子的工作性能水平， 能夠提前發(fā)現(xiàn)絕緣子內(nèi)部存在早期絕緣缺陷， 便于檢修維護(hù)工作人員帶電技術(shù)更換消除安全隱患，提高配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。微氣象在線監(jiān)測可以準(zhǔn)確檢測設(shè)備運(yùn)行環(huán)境風(fēng)速、溫度、濕度等氣象數(shù)據(jù)信息。 桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以動態(tài)監(jiān)測易塌陷區(qū)內(nèi)桿塔的傾斜狀況， 當(dāng)監(jiān)測到有倒塔安全隱患時， 及時通過在線監(jiān)測系統(tǒng)給配電網(wǎng)系統(tǒng)集控中心提供報警信息， 便于檢修維護(hù)人員制定完善的修復(fù)加固措施[3]。

3.3 高壓開關(guān)設(shè)備

高壓開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)是針對高壓電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)實(shí)行帶電實(shí)時監(jiān)測的一個系統(tǒng)， 在設(shè)備外分布安裝一系列全數(shù)字一體化智能檢測單元，實(shí)時監(jiān)測高壓開關(guān)設(shè)備的絕緣等狀態(tài)參數(shù)； 利用工業(yè)現(xiàn)場總線或無線通訊實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)方管理系統(tǒng)的交互，管理系統(tǒng)可對設(shè)備的健康狀況進(jìn)行評價和分析，并對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析； 建立高壓開關(guān)設(shè)備運(yùn)行檢修管理數(shù)據(jù)中心； 實(shí)現(xiàn)對高壓設(shè)備的狀態(tài)遠(yuǎn)程實(shí)時在線監(jiān)測和診斷， 制定設(shè)備維護(hù)和狀態(tài)檢修策略。

3.4 電氣二次設(shè)備

電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修可以通過對二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和裝置自診斷， 結(jié)合二次設(shè)備運(yùn)行維護(hù)和檢修試驗(yàn)資料，對二次設(shè)備狀態(tài)做出正確評價，并根據(jù)狀態(tài)評價結(jié)果科學(xué)安排檢修時間和檢修項(xiàng)目。 首先，根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)二次設(shè)備的現(xiàn)狀，設(shè)備自動化的程度以及人員的情況， 結(jié)合實(shí)際挑選具有一定條件的二次設(shè)備開展試點(diǎn)， 積極有序地開展二次設(shè)備狀態(tài)檢修。 其次，二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、運(yùn)行管理的自動性， 以及通信網(wǎng)絡(luò)快捷化為二次設(shè)備的狀態(tài)檢修提升了更廣闊的前景。

3.5 繼電保護(hù)裝置

繼電保護(hù)系統(tǒng)包含大量的電子元件、 高集成電路，與一次設(shè)備相比，狀態(tài)監(jiān)測相對較難實(shí)現(xiàn)。 微機(jī)保護(hù)具有一定的自檢功能， 可發(fā)現(xiàn)一些集成電路器件的特定故障及一些交流回路的短線故障， 但難以發(fā)現(xiàn)器件劣化及回路接觸不良等問題。 利用紅外監(jiān)視可發(fā)現(xiàn)一些回路的接觸不良， 通過狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，能夠進(jìn)行狀態(tài)評估的運(yùn)行信息越來越多。當(dāng)前， 保護(hù)系統(tǒng)的狀態(tài)檢修主要是根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)來確定檢修時間及內(nèi)容。

3.6 變壓器、電動機(jī)

隨著傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、絕緣診斷技術(shù)的發(fā)展，在線監(jiān)測完全替代了預(yù)防試驗(yàn)，推動設(shè)備由預(yù)防檢修向狀態(tài)檢修發(fā)展。對變壓器、電動機(jī)進(jìn)行絕緣監(jiān)測、電纜監(jiān)測、溫度監(jiān)測、軸承溫度和振動監(jiān)測，根據(jù)數(shù)據(jù)、科學(xué)地合理地進(jìn)行狀態(tài)檢修。

4 發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的發(fā)展目標(biāo)

在現(xiàn)階段實(shí)行以定期檢修為主， 定期檢修與狀態(tài)檢修相結(jié)合的模式管理，同時，應(yīng)注意狀態(tài)檢修工作的推進(jìn)。 電廠對電氣設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修的目的并不是教條式地用電氣設(shè)備狀態(tài)檢修來代替電廠的大修制度，而是根據(jù)電廠的實(shí)際情況，通過運(yùn)用科學(xué)的決策手段。 在對電氣設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的研究和評估和對現(xiàn)有的電氣設(shè)備檢修內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充、 修訂以及優(yōu)化之后， 對每一種電氣設(shè)備采用最為合適和正確的方法來檢修電氣設(shè)備。 制定狀態(tài)檢修“三步走”的發(fā)展目標(biāo)，第一步，建立健全狀態(tài)檢修組和相關(guān)制度、工作標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行以計(jì)劃檢修為主、狀態(tài)檢修為輔的檢修管理模式， 重點(diǎn)放在狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)的應(yīng)用與分析上；第二步持續(xù)推進(jìn)狀態(tài)檢修模式提高監(jiān)測手段，合理調(diào)整試驗(yàn)和檢修周期， 在充分利用現(xiàn)有的技術(shù)條件和裝備資源、 搞好常規(guī)測試和測試數(shù)據(jù)的綜合分析工作基礎(chǔ)上，不斷采用相對成熟的檢測新技術(shù)，提高狀態(tài)診斷的水平， 逐步改變到期必修的傳統(tǒng)檢修方式；第三步，逐步過渡到真正意義上的狀態(tài)檢修。

5 總結(jié)

定期檢修已不符合用電需求和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展要求， 對于電力系統(tǒng)實(shí)行狀態(tài)檢修是技術(shù)進(jìn)步和時代發(fā)展的必然， 狀態(tài)檢修大大提高了電廠電力系統(tǒng)中運(yùn)行推護(hù)管理水平， 明確了設(shè)備檢修計(jì)劃和策略制定的目的性和針對性，提高了設(shè)備檢修維護(hù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了供電企業(yè)的集約化、 信息化， 在線自動化管理，提高了電廠安全穩(wěn)定、節(jié)能降耗的高效運(yùn)行維護(hù)水平。

［1］黃雅羅，黃樹紅．發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修．北京：中國電力出版社，2000．

［2］國家電力公司．火力發(fā)電廠實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修指導(dǎo)意見．北京：國家電力公司．1999．

［3］李常熔．工廠設(shè)備診斷技術(shù)概論．北京：水利工廠出版社，1996．