基于風(fēng)險(xiǎn)的輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)用化技術(shù)探討

王國(guó)臣 白鵬 邵建國(guó)

摘 要：在電力系統(tǒng)，輸變電設(shè)備安裝位置、發(fā)生的不同故障都會(huì)使后果產(chǎn)生差異，所以應(yīng)該在各種風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一套比較合理的狀態(tài)檢修技術(shù)。因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)具有安全性以及經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，所以，把不同的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)引入輸電設(shè)備實(shí)際狀態(tài)檢修工作過(guò)程中，能夠有效衡量設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和產(chǎn)生的故障可能引發(fā)的后果。本文主要對(duì)在風(fēng)險(xiǎn)條件下，輸變電設(shè)備實(shí)際狀態(tài)檢修中采用的實(shí)用化技術(shù)進(jìn)行分析探討，提出筆者的思考，僅供參考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險(xiǎn)；輸變電設(shè)備；狀態(tài)檢修；技術(shù)

1 采用的技術(shù)原理

設(shè)備缺陷是變壓器設(shè)備出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)產(chǎn)生設(shè)備缺陷的關(guān)鍵原因，設(shè)備自身缺陷在外界條件作用下很容易引發(fā)設(shè)備故障，最后出現(xiàn)一系列風(fēng)險(xiǎn)，主要有社會(huì)損失風(fēng)險(xiǎn)、輸變電設(shè)備損失風(fēng)險(xiǎn)、系統(tǒng)損失風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，以上風(fēng)險(xiǎn)具體表現(xiàn)形式存在差異性，在一定時(shí)間里不能對(duì)其進(jìn)行量化?？稍谒鼈兊娘L(fēng)險(xiǎn)均比較獨(dú)立的時(shí)候，因?yàn)樵O(shè)備某種缺陷會(huì)使得設(shè)備在一定時(shí)間里需要面臨的總風(fēng)險(xiǎn)造成設(shè)備在某一時(shí)間產(chǎn)生的總風(fēng)險(xiǎn) R（t）為：

（R）×（t）=

式中，表示設(shè)備缺陷引發(fā)設(shè)備故障的概率；表示設(shè)備故障后果；表示4種風(fēng)險(xiǎn)在一定權(quán)重關(guān)系下的具體系數(shù)；表示設(shè)備故障引發(fā)4種風(fēng)險(xiǎn)的概率。

2 構(gòu)建基于風(fēng)險(xiǎn)的輸變電設(shè)備具體狀態(tài)檢修體系

2.1 軟件模塊

應(yīng)用基于風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)檢修具體實(shí)用化技術(shù)的一個(gè)必備條件就是軟件模塊，所以，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該構(gòu)建一個(gè)相應(yīng)的具體輔助決策系統(tǒng)，有效結(jié)合電網(wǎng)目前的維修管理體系、狀態(tài)評(píng)價(jià)以及風(fēng)險(xiǎn)管理，通過(guò)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)維修人員設(shè)備狀態(tài)檢修工作進(jìn)行指導(dǎo)。這一輔助決策系統(tǒng)的組成部分主要有：系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)、核心算法以及系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)計(jì)。

2.2 信息模塊

該模塊的關(guān)鍵作用就是給評(píng)估體系提供具體數(shù)據(jù)，設(shè)備狀態(tài)檢修以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的關(guān)系非常密切，如，生產(chǎn)MIS系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測(cè)中心以及技術(shù)監(jiān)督等系統(tǒng)，利用輔助決策系統(tǒng)連接上述數(shù)據(jù)系統(tǒng)，能夠得到設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)具體數(shù)據(jù)。生產(chǎn)MIS系統(tǒng)能夠提供缺陷、臺(tái)賬和檢修等數(shù)據(jù)，技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)能夠提供家族性缺陷數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以提供在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，SCADA 數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒃O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)負(fù)荷斷面數(shù)據(jù)。

2.3 狀態(tài)評(píng)價(jià)模塊

該模塊主要用于評(píng)價(jià)輸變電設(shè)備實(shí)際缺陷狀態(tài)。這一方法首先定義設(shè)備缺陷指數(shù)，再反演計(jì)算以前設(shè)備缺陷指數(shù)以及故障數(shù)據(jù)，獲得設(shè)備故障概率以及缺陷指數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系，缺陷指數(shù) d 的具體計(jì)算公式是：

式中，表示設(shè)備狀態(tài)指數(shù)；M 表示設(shè)備總扣分值；表示這種設(shè)備相同等級(jí)扣分極限值。設(shè)備正常時(shí)為 0，狀態(tài)取值是 1，設(shè)備異常時(shí)取值是 2，設(shè)備異常很嚴(yán)重時(shí)的取值是 3。應(yīng)該按照南網(wǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則統(tǒng)計(jì)得到。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊

①自身?yè)p失風(fēng)險(xiǎn)

狀態(tài)檢修時(shí)，設(shè)備自身的具體損失風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算公式為：

表示設(shè)備自身的具體損失風(fēng)險(xiǎn)；表示設(shè)備故障出現(xiàn)概率； 表示設(shè)備故障所需維修資金。

②人身以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

按照中國(guó)人身傷亡具體標(biāo)準(zhǔn)，輸變電設(shè)備具有的人身以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)計(jì)算公式為：

式中， 表示設(shè)備人身風(fēng)險(xiǎn)；表示設(shè)備環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)； 表示故障發(fā)生率；表示故障導(dǎo)致的人身?yè)p失；表示故障導(dǎo)致的環(huán)境損失。設(shè)備故障人身以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)直接決定了具體損失情況。

③系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)

潮流越限非常嚴(yán)重：變壓器具體負(fù)載比例表示輸變電設(shè)備輸送功率以及功率限額的比例，所以，應(yīng)該全面考慮系統(tǒng)運(yùn)行具體穩(wěn)定裕度以及繼電保護(hù)設(shè)備閾值。電壓越限非常嚴(yán)重：為各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)際電壓以及額定電壓之比，應(yīng)該按照本區(qū)域電壓質(zhì)量具體標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考慮電壓偏移以及電壓保護(hù)對(duì)相關(guān)動(dòng)作值提出的要求。

④社會(huì)損失風(fēng)險(xiǎn)

該風(fēng)險(xiǎn)為設(shè)備故障給電網(wǎng)客戶造成的損失，故社會(huì)損失的具體計(jì)算公式為：

式中，表示故障引發(fā)的社會(huì)損失；表示故障發(fā)生率；表示本地目前產(chǎn)電比；表示設(shè)備負(fù)荷丟失量；T 表示故障運(yùn)檢修所花時(shí)間。

2.5 輔助決策模塊

對(duì)于輔助檢修決策，其內(nèi)容主要有：維修設(shè)備以及設(shè)備檢修順序。對(duì)設(shè)備檢修順序進(jìn)行安排時(shí)，應(yīng)該結(jié)合下列四方面：設(shè)備故障率（）、風(fēng)險(xiǎn)（）、檢修純收益（）、維修純收益率（）。

在相關(guān)決策人員應(yīng)該同時(shí)按照上述兩種或者是兩種以上具體準(zhǔn)則考慮的時(shí)候，就會(huì)由原來(lái)的單目標(biāo)決策變成一種多目標(biāo)決策，具體計(jì)算公式是：

表示經(jīng)過(guò)歸一化的復(fù)合目標(biāo)；N 表示排序準(zhǔn)則類別；表示變壓器第 i 種排序準(zhǔn)則具體指標(biāo)值； 表示需維修變壓器第 i 種排序準(zhǔn)則的極限數(shù)值；表示相關(guān)決策者對(duì)第 i 種排序準(zhǔn)則的具體主觀權(quán)重系數(shù)。

3 該狀態(tài)檢修實(shí)用化技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

以風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)檢修就基礎(chǔ)的輔助決策系統(tǒng)完善了技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)、生產(chǎn) MIS 和在線監(jiān)測(cè)中心系統(tǒng)等的實(shí)際工作狀態(tài)，讓設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、家族性缺陷以及試驗(yàn)和巡檢具體狀態(tài)量變得信息化以及數(shù)據(jù)化，利用狀態(tài)檢修以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具體輔助決策系統(tǒng)連接不同信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)接口，可以讓設(shè)備狀態(tài)量達(dá)到自動(dòng)評(píng)價(jià)目標(biāo)，而建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊則可以讓SCADA/EMS 系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸能力，能夠通過(guò)模塊算法算出輸變電設(shè)備實(shí)際損失、社會(huì)損失、人身以及環(huán)境損失和系統(tǒng)損失等風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能夠?qū)⑵渫ㄟ^(guò)貨幣形式有效表現(xiàn)出來(lái)。除此之外，這一系統(tǒng)提出的不同先進(jìn)技術(shù)以及措施能夠顯著減小輸變電設(shè)備所承受的安全總風(fēng)險(xiǎn)，從而提升設(shè)備運(yùn)行所具有的安全性以及穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于現(xiàn)階段電網(wǎng)企業(yè)設(shè)備狀態(tài)檢修工作中存在的主要問(wèn)題，企業(yè)必須建立一套比較全面的基于風(fēng)險(xiǎn)的相應(yīng)設(shè)備狀態(tài)檢修具體體系，同時(shí)綜合運(yùn)用該狀態(tài)檢修技術(shù)，把狀態(tài)檢修技術(shù)從原來(lái)的單一理論變成操作性非常強(qiáng)的技術(shù)體系，以此提升電網(wǎng)企業(yè)狀態(tài)檢修水平以及質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]潘樂(lè)真，魯國(guó)起，張焰，等.基于風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)判的設(shè)備狀態(tài)檢修決策優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010，34（11）：28-32，66.