配電設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評估與狀態(tài)檢修決策方法

吳迪

摘要：進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國的電力行業(yè)隨著社會(huì)的發(fā)展不斷進(jìn)步。本文針對當(dāng)前配電設(shè)備采用的定期檢修方式未將可靠性與經(jīng)濟(jì)性綜合考慮的問題，提出1種基于風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果確定配電設(shè)備狀態(tài)檢修決策的方法。首先，根據(jù)配電設(shè)備健康狀態(tài)評估結(jié)果計(jì)算配電設(shè)備實(shí)時(shí)健康指數(shù)，利用指數(shù)模型對配電設(shè)備的實(shí)時(shí)故障率進(jìn)行計(jì)算;然后，采用最小路法計(jì)算配網(wǎng)中所有設(shè)備的平均實(shí)時(shí)故障率，并結(jié)合停電時(shí)用戶損失嚴(yán)重度、配電設(shè)備損失嚴(yán)重度和環(huán)境損失嚴(yán)重度確定配電設(shè)備故障后果嚴(yán)重度;最后，利用風(fēng)險(xiǎn)偏好型效用函數(shù)量化計(jì)算配電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)水平，計(jì)算各配電設(shè)備的相對風(fēng)險(xiǎn)值，并以相對風(fēng)險(xiǎn)值為指標(biāo)確定各配電設(shè)備的狀態(tài)檢修策略，結(jié)合算例對所提的方法進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法合理有效。

關(guān)鍵詞：配電設(shè)備;實(shí)時(shí)健康指數(shù);實(shí)時(shí)故障率;風(fēng)險(xiǎn)評估;故障后果嚴(yán)重度;狀態(tài)檢修

引言

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對電力資源的需求不斷提高，社會(huì)各行各業(yè)也提高了對供電質(zhì)量的要求。如今，隨著電力改革的深人，社會(huì)各領(lǐng)域都重點(diǎn)關(guān)注供電網(wǎng)運(yùn)營的安全和穩(wěn)定，配電設(shè)備作為整個(gè)輸電部分的重要環(huán)節(jié)與供電質(zhì)量有著密切聯(lián)系，而配網(wǎng)設(shè)備作為其中重要的組成基礎(chǔ)，對其進(jìn)行進(jìn)一步的檢修和運(yùn)維管理能夠在一定程度上提高供電的質(zhì)量。

1配電網(wǎng)檢修概念

人們對用電的需求逐漸增大，配電網(wǎng)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢修的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容也變得形式多樣。配電網(wǎng)的檢修維護(hù)是為了檢測相關(guān)用戶的用電穩(wěn)定性以及安全性，并以此去判斷現(xiàn)代新型配電技術(shù)的實(shí)效性。在這其中，配電檢修的實(shí)際內(nèi)容不僅僅包括對相關(guān)設(shè)備安裝期間的安全性檢修維護(hù)，同時(shí)還會(huì)檢測影響設(shè)備運(yùn)行的安全性因素，從而高效提升設(shè)備運(yùn)行的安全實(shí)際性能。依據(jù)不同的檢查對象，將相關(guān)的配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢修項(xiàng)目列為：診斷性、巡檢以及例行試驗(yàn)這樣三大類。診斷性的實(shí)驗(yàn)其實(shí)是在例行試驗(yàn)以及巡檢這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其檢驗(yàn)?zāi)康木褪菫榱四軌蜻M(jìn)一步對相關(guān)的配電設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的評價(jià)，從而有效保障配電設(shè)備的正常狀態(tài);例行試驗(yàn)是在一定周期的限制下對相關(guān)配電設(shè)備進(jìn)行實(shí)際檢測，尤其是在對特殊用戶進(jìn)行檢修維護(hù)時(shí)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際縮小檢修范圍和檢驗(yàn)周期，以保證相關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行;巡檢的主要內(nèi)容是對相關(guān)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行狀態(tài)量的檢驗(yàn)，因?yàn)槠渚哂刑厥庑再|(zhì)，所以在相應(yīng)的巡檢過程中，必須要嚴(yán)格的遵守政策理論規(guī)定，一定要在政策規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行一定的檢測或者創(chuàng)新檢驗(yàn)，以此保障配電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

2評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

在構(gòu)建配電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)時(shí)，考慮到配電設(shè)備分析評價(jià)涉及到較多評價(jià)指標(biāo)，本文采用逐層細(xì)化法對配電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建。通過逐層細(xì)化法，幫助運(yùn)維人員直接找出配電設(shè)備在運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，使運(yùn)維人員能及時(shí)根據(jù)配網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果，制定相應(yīng)的運(yùn)維檢修策略。具體配電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系如下圖。

3對配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修和運(yùn)維管理現(xiàn)狀分析

3.1配網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理

在部分配電網(wǎng)中，部分輸電網(wǎng)線過長，導(dǎo)致不能形成一個(gè)良好的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而造成開關(guān)電源容量減小的情況，另外，部分線路的分支部分和主線路部分之間沒有利用斷路器連接，如果變壓器的容量增加的話，就會(huì)導(dǎo)致分支超載情況的出現(xiàn)，更嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)對電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)造成破壞。如果配電變壓器過少，分布也不均勻的話，那可能會(huì)在實(shí)際設(shè)置的時(shí)候應(yīng)用低壓線路，但是因?yàn)楣╇姷乃俾试诓粩嘣黾樱@些因素都會(huì)對配電網(wǎng)的管理造成影響。

3.2設(shè)備維護(hù)效率低

配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)際修護(hù)是依靠人工進(jìn)行的。所以在相關(guān)配送電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)是在加強(qiáng)其他工作之間協(xié)調(diào)性的同時(shí)，要積極的考慮相關(guān)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況以及電網(wǎng)的維護(hù)狀況，這在一定程度上給技術(shù)人員帶來了麻煩，使相關(guān)電網(wǎng)的設(shè)備檢修效率降低。

3.3相關(guān)人員缺乏專業(yè)素養(yǎng)

在對相關(guān)的電力輸送設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)時(shí)，多數(shù)檢修人員的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)不夠高，這就使得維護(hù)的速度以及設(shè)備檢修的準(zhǔn)確性大大降低。由于對實(shí)際的配電網(wǎng)設(shè)備在進(jìn)行檢修時(shí)依靠人工力量進(jìn)行實(shí)際檢修操作，所以，實(shí)際進(jìn)行檢修的相關(guān)維護(hù)人員的專業(yè)素養(yǎng)就決定著電力設(shè)備的實(shí)效性。但是相應(yīng)的電力維護(hù)檢修人員若是有較豐富的經(jīng)驗(yàn)以及更高的專業(yè)素養(yǎng)，那么將在一定程度上實(shí)現(xiàn)檢修精確性的提升。

4關(guān)于配電設(shè)備狀態(tài)檢修及運(yùn)維管理的實(shí)踐

4.1配電設(shè)備的狀態(tài)檢修及運(yùn)維管理

對配電設(shè)備進(jìn)行檢修以及運(yùn)維管理，需要保證設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，在檢修時(shí)，需要確保不影響其正常工作的同時(shí)找出出現(xiàn)問題的地方?；谝陨线@種情況，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該能夠熟練的掌握配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同時(shí)對線路運(yùn)行中的薄弱部位進(jìn)行檢查。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)線路出現(xiàn)不合理的情況，或是建筑物處有配網(wǎng)設(shè)備，這時(shí)就應(yīng)該設(shè)置警告標(biāo)志和宣傳標(biāo)語，增加人們對設(shè)備維修的認(rèn)識。

4.2電容的狀態(tài)檢修

在配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行中，電容器是一個(gè)非常更重要的角色。電容器在電網(wǎng)運(yùn)行中，對應(yīng)使用的頻率非常大，所以故障的產(chǎn)生率逐漸增大，相關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)對電容設(shè)備的及時(shí)維護(hù)管理，周期性的對電容器的參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)維護(hù)，與額定的數(shù)值做相應(yīng)對比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修正電容器的隱患故障，有效降低電容的故障產(chǎn)生頻率。在相應(yīng)的電容設(shè)備檢驗(yàn)時(shí)，注意電容中的對應(yīng)電阻變化，依據(jù)電容電阻的增大現(xiàn)象判斷電容器內(nèi)部所出現(xiàn)的故障以及異常，然后及時(shí)的進(jìn)行電路切斷，換取匹配性良好的部件，以保證相應(yīng)電容元件的高效精準(zhǔn)運(yùn)行。

4.3設(shè)備故障等級模型構(gòu)建

在對配網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估前，對配網(wǎng)設(shè)備的故障等級進(jìn)行劃分是關(guān)鍵，而劃分的前提是以設(shè)備的各種狀態(tài)參數(shù)作為基礎(chǔ)，本文則通過配電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)對設(shè)備狀態(tài)量進(jìn)行獲取，包括配電設(shè)備運(yùn)行溫度、設(shè)備振動(dòng)等狀態(tài)信息。在掌握配電設(shè)備運(yùn)行信息之后，對配電設(shè)備關(guān)鍵部件狀態(tài)量進(jìn)行劃分。在此基礎(chǔ)上，利用AHP-熵權(quán)法對各部件運(yùn)行指標(biāo)展開評價(jià)，得到配電設(shè)備故障危險(xiǎn)程度，為后續(xù)配電設(shè)備故障等級模型的構(gòu)建提供數(shù)據(jù)支持。具體配電設(shè)備關(guān)鍵部件狀態(tài)量劃分關(guān)系如圖2所示。

4.4配電設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估

各地市、縣供電局的設(shè)備運(yùn)行維護(hù)部門應(yīng)該立足于設(shè)備發(fā)生故障較易引發(fā)的事件后果，設(shè)備的價(jià)值和對主要用戶的供電情況來評價(jià)配電設(shè)備的重要度，評價(jià)結(jié)果從高至低劃分成“關(guān)鍵、重要、關(guān)注、一般”四個(gè)級別，將以上三方面評價(jià)結(jié)果中的最高級別作為此設(shè)備的重要度級別，配電設(shè)備按照配電設(shè)備供電用戶特征的重要度、配電設(shè)備故障造成的停電區(qū)域以及配電設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮的重要作用這三方面來實(shí)施評估，明確配電設(shè)備的重要程度，劃分成三個(gè)級別，分別

是“關(guān)鍵、重要、一般”，就開關(guān)間隔設(shè)備面言，確定其重要度時(shí)應(yīng)該遵循以下原則：①根據(jù)主變的重要度級別來確定主交各側(cè)開關(guān)間隔的重要度。②根據(jù)直接相連母線的最高重要度來確定各電壓等級母聯(lián)（分段）開關(guān)間隔設(shè)備的重要度。③根據(jù)相應(yīng)線路的重要度來確定出線重要度屬于關(guān)注及更高級別時(shí)，相應(yīng)出線開關(guān)間隔的重要度可以不以線路重要度的級別為參照，如果對配電設(shè)備重要度造成影響的因因素產(chǎn)生了變化，就應(yīng)讀對設(shè)備的重要度及時(shí)進(jìn)行重新評價(jià)。配電設(shè)備按照設(shè)備的重要度與健康狀態(tài)，根據(jù)配電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)矩陣，如圖3所示，設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級進(jìn)行確定，并且將配電設(shè)備的管控級別由高至低劃成了“Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級”。

4.5適應(yīng)性縮小停電范圍

為了提高配電網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備檢修效率，應(yīng)該制定一系列完善的檢修制度，同時(shí)對相關(guān)電路進(jìn)行周期性檢修維護(hù)，及時(shí)排除配電網(wǎng)絡(luò)的安全隱患，提高配電網(wǎng)絡(luò)間的安全性和穩(wěn)定性。聯(lián)絡(luò)開關(guān)應(yīng)用是非常好的辦法，這樣的方式結(jié)構(gòu)簡單，利用率高，安裝也非常的便捷，所以非常有利于降低對相關(guān)配送設(shè)備的影響，還可以高效控制定點(diǎn)范圍。另外，運(yùn)用開關(guān)對于提高配送效率以及相關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的效果。

結(jié)語

1）結(jié)合在線采集的數(shù)據(jù)建立各配電設(shè)備的健康狀態(tài)評估與設(shè)備故障率的關(guān)系，避免采用歷史數(shù)據(jù)計(jì)算故障率時(shí)，出現(xiàn)時(shí)效性的問題，2）在確定設(shè)備故障后果嚴(yán)重度時(shí)綜合考慮單一設(shè)備故障對配電網(wǎng)可靠性的影響，提高了風(fēng)險(xiǎn)評估的準(zhǔn)確性。3）以相對風(fēng)險(xiǎn)作為狀態(tài)檢修決策指標(biāo)，并采用算例對所提的方法進(jìn)行驗(yàn)證，證明所提方法能有效結(jié)合狀態(tài)檢修中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性2個(gè)方面，可以為檢修策略的制定提供一些參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1）黃江倩，趙舫，程偉華，等，基于風(fēng)險(xiǎn)管理方法的配網(wǎng)檢修計(jì)劃優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（18）：94-100.

[2]黃瞾，汪沨，譚陽紅，等，基于健康度和重要度的配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評體方法[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2016，36（6）：136-141.