變電站設(shè)備差異性運(yùn)維策略的應(yīng)用及評(píng)價(jià)

易 慧，詹鐘濤，鄭奕輝

(廣州供電局有限公司，廣東 廣州 510000)

設(shè)備巡視維護(hù)是變電運(yùn)行專業(yè)的核心任務(wù)之一，充足有效的巡視維護(hù)能夠提高設(shè)備運(yùn)行性能并及早發(fā)現(xiàn)和消除缺陷，對(duì)電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要保障作用。多年以來(lái)，設(shè)備巡視維護(hù)管理執(zhí)行的是一種經(jīng)驗(yàn)型、粗放式、簡(jiǎn)單周期化的策略，這種策略忽視了不同設(shè)備具體狀況的差異而采用千篇一律的方法，已經(jīng)不能適應(yīng)設(shè)備大規(guī)模增長(zhǎng)的現(xiàn)狀。因此，需要引入差異性運(yùn)維策略，并在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中對(duì)差異性運(yùn)維策略的應(yīng)用情況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。

1 差異性運(yùn)維策略的提出

在電力設(shè)備投入運(yùn)行的生命周期中，發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備問(wèn)題，使其在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的維護(hù)方式一般有試驗(yàn)、檢修、巡視和維護(hù)4種。這里所說(shuō)的“運(yùn)維”是指巡視和維護(hù)，指在設(shè)備不停電狀態(tài)下由變電運(yùn)行人員主導(dǎo)開(kāi)展的設(shè)備巡視和簡(jiǎn)單維護(hù)工作。其目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問(wèn)題并及時(shí)處理，保持設(shè)備在可控狀態(tài)下安全穩(wěn)定運(yùn)行。

長(zhǎng)期以來(lái)，變電站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)維管理一直采取定期運(yùn)維的策略，在南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)主要執(zhí)行《110 kV及以上變電站運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)》。其對(duì)日常巡視和維護(hù)的要求如下：

(1)有人值班變電站日常巡視每日1次，夜間巡視宜每周1次；

(2)無(wú)人值班變電站日常巡視每月不少于1次，夜間巡視宜每月1次；

(3)有人值班變電站、集控中心、運(yùn)維中心必須制定變電站的年、季、月設(shè)備維護(hù)周期表，并按周期開(kāi)展維護(hù)工作。

可見(jiàn)，這些對(duì)運(yùn)維規(guī)范性的要求均比較粗放，對(duì)所有設(shè)備基本都同等對(duì)待，執(zhí)行同樣的運(yùn)維策略。在設(shè)備數(shù)量不多和人力資源較充足的情況下，該運(yùn)維策略可能不會(huì)有明顯的不足。但近年來(lái)隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，按照常規(guī)的運(yùn)維策略，運(yùn)維人員數(shù)量與設(shè)備運(yùn)維工作需求間的矛盾越來(lái)越大，且還會(huì)存在部分運(yùn)行狀態(tài)優(yōu)良的設(shè)備過(guò)運(yùn)維，而部分老舊設(shè)備欠運(yùn)維的問(wèn)題，甚至可能出現(xiàn)由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)一般設(shè)備缺陷而發(fā)展成為重大缺陷，造成設(shè)備及電網(wǎng)事故的嚴(yán)重后果。

2 差異性運(yùn)維策略的定義

針對(duì)常規(guī)運(yùn)維策略存在的問(wèn)題，提出一種針對(duì)不同設(shè)備的差異性運(yùn)維策略，對(duì)技術(shù)狀況較差、重要度高的設(shè)備，適當(dāng)加強(qiáng)運(yùn)維力度；對(duì)技術(shù)狀況較好、重要度低的設(shè)備，適當(dāng)減少運(yùn)維工作的投入，最終達(dá)到綜合運(yùn)維效益最大化的目的。

差異性運(yùn)維是指根據(jù)設(shè)備運(yùn)行工況和在電網(wǎng)中的重要程度2個(gè)維度進(jìn)行設(shè)備運(yùn)維等級(jí)的分類，動(dòng)態(tài)實(shí)施差異性的運(yùn)維，分為V級(jí)運(yùn)維、IV級(jí)運(yùn)維、III級(jí)運(yùn)維、II級(jí)運(yùn)維、I級(jí)運(yùn)維及特級(jí)運(yùn)維6個(gè)等級(jí)。設(shè)備運(yùn)行工況包括正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、異常狀態(tài)及嚴(yán)重狀態(tài)4種。設(shè)備在電網(wǎng)中的重要程度可按其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)來(lái)界定，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高則越為重要，可分為V級(jí)風(fēng)險(xiǎn)、IV級(jí)風(fēng)險(xiǎn)、III級(jí)風(fēng)險(xiǎn)、II級(jí)風(fēng)險(xiǎn)、I級(jí)風(fēng)險(xiǎn)及特級(jí)風(fēng)險(xiǎn)6個(gè)依次增高的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

3 設(shè)備運(yùn)維等級(jí)的確定

設(shè)備運(yùn)維等級(jí)的分類首先由調(diào)度部門(mén)根據(jù)電網(wǎng)情況對(duì)設(shè)備在電網(wǎng)中的重要程度，即風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行分類，然后由設(shè)備運(yùn)維單位(變電管理所)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn)行分類，最后由供電局生產(chǎn)設(shè)備歸口管理部門(mén)(生產(chǎn)設(shè)備部或生技部)根據(jù)《設(shè)備差異性特殊運(yùn)維模型》確定設(shè)備運(yùn)維等級(jí)，具體如表1所示。

表1 設(shè)備差異性特殊運(yùn)維模型

設(shè)備在電網(wǎng)中的重要程度，主要根據(jù)各級(jí)調(diào)度管理部門(mén)對(duì)各類設(shè)備在電網(wǎng)中的重要程度對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果而定。如《廣東電網(wǎng)地區(qū)的楚穗直流專項(xiàng)特維》、《廣州中部電網(wǎng)解環(huán)運(yùn)行專項(xiàng)特維》、《廣州地區(qū)重要安自裝置特維》、《廣州地區(qū)度夏重載設(shè)備特維》、《提高廣州地區(qū)220 kV線路斷面運(yùn)行極限的專項(xiàng)特維工作》等文件將廣州地區(qū)的電力設(shè)備在電網(wǎng)中的重要程度進(jìn)行合理的分級(jí)，包括V級(jí)、IV級(jí)、III級(jí)、II級(jí)、I級(jí)及特級(jí)6個(gè)等級(jí)。

設(shè)備運(yùn)行工況的主要評(píng)定依據(jù)有設(shè)備缺陷、壽命及反措。有家族性缺陷的或者各級(jí)設(shè)備歸口管理部門(mén)下發(fā)的需要實(shí)施反措但還未來(lái)得及停電實(shí)施或者更換的設(shè)備的運(yùn)行工況一般較差；帶其他常見(jiàn)缺陷(如主變總烴超標(biāo)、滲漏油或接頭發(fā)熱)的設(shè)備的運(yùn)行工況一般都認(rèn)定為較差；老舊設(shè)備的運(yùn)行工況根據(jù)設(shè)備年齡進(jìn)行評(píng)定。

需要特別說(shuō)明的是，由于生產(chǎn)設(shè)備歸口管理部門(mén)很難適時(shí)掌控一般性設(shè)備缺陷(家族性缺陷及反措以外的)及設(shè)備的老舊程度，且即使掌控了但下達(dá)特殊運(yùn)維策略也往往不及時(shí)，因此，這一部分設(shè)備運(yùn)行工況的評(píng)定由設(shè)備運(yùn)維部門(mén)(變電管理所)的生技部來(lái)完成。

4 差異性運(yùn)維策略的制定

設(shè)備運(yùn)維策略與設(shè)備的運(yùn)維等級(jí)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，設(shè)備運(yùn)維等級(jí)分類完成后，設(shè)備運(yùn)維策略也隨之確定。運(yùn)維的差異性主要體現(xiàn)在：特級(jí)運(yùn)維是在常規(guī)運(yùn)維(相當(dāng)于III級(jí)運(yùn)維)的基礎(chǔ)上縮短運(yùn)維周期及加大人力資源的投入，I級(jí)運(yùn)維次之;依次類推，V級(jí)運(yùn)維周期最長(zhǎng)，投入的人力資源最少。以特級(jí)、I級(jí)、II級(jí)為例，具體運(yùn)維要求如表2所示。

5 差異性運(yùn)維策略的應(yīng)用

差異性運(yùn)維策略的應(yīng)用主要由變電設(shè)備的運(yùn)維單位——變電管理所來(lái)實(shí)施。變電管理所下設(shè)的生技部根據(jù)上級(jí)設(shè)備歸口管理部門(mén)下達(dá)的各種特殊運(yùn)維文件，結(jié)合本單位設(shè)備運(yùn)行工況的現(xiàn)狀，綜合制定本單位的年度差異性運(yùn)維計(jì)劃。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中制定差異性運(yùn)維計(jì)劃主要參照以下3個(gè)方面。

表2 差異性運(yùn)維策略的實(shí)施

(1)承接上級(jí)部門(mén)發(fā)布的各類專項(xiàng)特殊運(yùn)維的要求，主要體現(xiàn)在巡視周期上，將同一設(shè)備的不同巡視周期及要求梳理歸類在一起。如某站220 kV厚瑞甲乙線按照上級(jí)《楚穗直流專項(xiàng)特維要求》確定的是IV級(jí)運(yùn)維，日常巡視周期不大于20天；按照《廣州中部電網(wǎng)解環(huán)運(yùn)行專項(xiàng)特維要求》確定的是III級(jí)運(yùn)維，日常巡視3天1次；按照《度夏期間重載設(shè)備專項(xiàng)特維要求》確定的是V級(jí)運(yùn)維，度夏期間每月增加1次巡視和測(cè)溫，那么可得最高要求的綜合運(yùn)維策略，即按III級(jí)運(yùn)維要求，日常巡視周期3天1次且每月增加1次測(cè)溫。

(2)對(duì)老舊或者帶缺陷運(yùn)行的設(shè)備，變電管理所下設(shè)的生技部可根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施適當(dāng)加大運(yùn)維密度的特殊運(yùn)維。

① 對(duì)于SF6類設(shè)備的壓力監(jiān)視設(shè)備，可根據(jù)設(shè)備具體情況設(shè)置一個(gè)“人為”預(yù)告警值(比額定告警值高0.02 MPa)，如某設(shè)備氣室的告警值是0.45 MPa，則人為預(yù)告警值設(shè)置為0.47 MPa，當(dāng)發(fā)現(xiàn)SF6壓力低于0.47 MPa時(shí)即可進(jìn)行補(bǔ)氣。

② 對(duì)存在滲漏油的主變、集合式電容器等主設(shè)備，一般在發(fā)現(xiàn)缺陷后連續(xù)3天每天檢查1次，然后根據(jù)漏油變化情況相應(yīng)調(diào)整檢查周期，制定檢查周期表，具體如表3所示。

表3 滲漏油設(shè)備特殊運(yùn)維檢查周期

③ 對(duì)超過(guò)額定負(fù)荷80 %的重載設(shè)備，一般在初起時(shí)每日連續(xù)巡視檢查3次，然后根據(jù)發(fā)熱變化趨勢(shì)相應(yīng)調(diào)整檢查周期，具體如表4所示。

表4 重載設(shè)備特殊運(yùn)維檢查周期

④ 對(duì)存在接頭發(fā)熱的設(shè)備，根據(jù)設(shè)備溫度、負(fù)荷和天氣等因素的變化情況制定檢查周期表，具體如表5所示。

表5 接頭發(fā)熱設(shè)備特殊運(yùn)維檢查周期

(3)將運(yùn)行工況良好、負(fù)荷較小設(shè)備的一般性日常運(yùn)維周期延長(zhǎng)1倍。

以某220 kV變電站為例，根據(jù)上述方法，可得到該變電站的設(shè)備差異性運(yùn)維周期表，具體如表6所示。

表6 某220 kV站設(shè)備差異性運(yùn)維要求

6 差異性運(yùn)維策略的效益評(píng)價(jià)

6.1 設(shè)備運(yùn)維水平

由于優(yōu)先對(duì)重要度高、狀態(tài)薄弱的設(shè)備投入充足運(yùn)維資源，變電站整體的運(yùn)維水平明顯得以提高。在實(shí)際運(yùn)作中，主要體現(xiàn)在能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)重要設(shè)備的隱患并組織處理，避免造成大的影響，使其處于安全可控范圍內(nèi)運(yùn)行。

例如，某110 kV變電站日常有2臺(tái)主變運(yùn)行，在其中1臺(tái)主變停電前后，按照差異性運(yùn)維策略對(duì)該站剩余運(yùn)行的主變進(jìn)行紅外測(cè)溫和特巡，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了該主變過(guò)負(fù)荷以及變低開(kāi)關(guān)柜熱縮套熔化的問(wèn)題，并在問(wèn)題消除前采用每30 min測(cè)溫檢查1次的高密度運(yùn)維策略，有效確保了過(guò)載設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。如果按照常規(guī)策略開(kāi)展運(yùn)維工作，很可能造成該站全停的嚴(yán)重后果。

6.2 人力資源優(yōu)化利用

選取某220 kV巡維中心(包括16個(gè)變電站)的差異性運(yùn)維工作作為試驗(yàn)研究對(duì)象，從2012年開(kāi)始將差異性運(yùn)維策略融入其巡維工作中。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的執(zhí)行后進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)表7)，可知按照常規(guī)的運(yùn)維策略并考慮特殊運(yùn)維工作(當(dāng)前普遍實(shí)施的策略)，一年內(nèi)總的運(yùn)維次數(shù)為187人次。如果將運(yùn)行工況良好及負(fù)荷較小的一般設(shè)備的運(yùn)維周期增大1倍，重要設(shè)備按照常規(guī)特殊運(yùn)維要求來(lái)開(kāi)展差異性的運(yùn)維，總的運(yùn)維次數(shù)是127人次，與按常規(guī)運(yùn)維策略相比大大提高了運(yùn)維工作質(zhì)量，與當(dāng)前普遍實(shí)施的策略(考慮特殊運(yùn)維)相比降低了32 %的運(yùn)維工作量。

表7 差異性策略應(yīng)用前后人力資源投入對(duì)照統(tǒng)計(jì)

7 結(jié)束語(yǔ)

由于現(xiàn)階段的運(yùn)維策略(考慮特殊運(yùn)維)主要是“做加法”，是在常規(guī)運(yùn)維的基礎(chǔ)上疊加特殊運(yùn)維，不能有效利用有限的人力資源。建議深化推進(jìn)差異性運(yùn)維策略，修改相關(guān)行業(yè)規(guī)范，在現(xiàn)有行業(yè)規(guī)范要求的日常運(yùn)維基礎(chǔ)上增加對(duì)運(yùn)行工況差但對(duì)確保電網(wǎng)安全運(yùn)行重要程度高的設(shè)備的運(yùn)維強(qiáng)度，減少對(duì)運(yùn)行工況良好卻對(duì)確保電網(wǎng)安全運(yùn)行重要程度低的設(shè)備的運(yùn)維次數(shù)，在不降低運(yùn)維質(zhì)量的情況下嘗試“做減法”，減少運(yùn)維次數(shù)，真正做到差異性特殊運(yùn)維，以期能有效節(jié)省人力支出。