基于可靠性理論的變電主設備維修決策方法

韓 笑，歐 悅

（國網(wǎng)漢中供電公司，陜西 漢中 723000）

0 引 言

隨著如今社會及經(jīng)濟的高速發(fā)展進步，現(xiàn)有變電設備逐漸朝向高性能化、高質(zhì)量化發(fā)展，因此發(fā)電企業(yè)逐漸重視變電主設備的維修，以保障供電設備平穩(wěn)、正常工作。可靠性理論是如今企業(yè)、工業(yè)普遍流行的設備維修策略，以嚴謹、精確分析方式保障設備工作。對變電主設備維修來說，充分應用可靠性理論能夠在產(chǎn)品質(zhì)量、安全性能、生產(chǎn)成本等多方面起到積極作用。相關工作人員應該及時革新自身觀念，加強變電主設備維修意識和方式方法。

1 基于可靠性理論的設備維修產(chǎn)生和發(fā)展

基于可靠性理論開展相關設備維修工作時，如今國際普遍使用的工程方法能夠在確定設備預防性維修需求、優(yōu)化維修制度等方面起到重要作用。首先，對系統(tǒng)設備故障情況加以分析，并明確知曉此故障可能造成的一系列后果。其次，科學性、精確性、針對性判定故障解決措施和預防性策略。最后，以專家檢測、模型構建等手段統(tǒng)計并分析現(xiàn)場故障數(shù)據(jù)，以系統(tǒng)可靠性損失最小為目標，完善、優(yōu)化相應設備維修決策[1]。

隨著工業(yè)化程度和規(guī)模不斷擴大，以往事后維修策略早已經(jīng)無法適用如今的大型生產(chǎn)企業(yè)，因此企業(yè)相關人員都在積極轉(zhuǎn)變設備維修理念和意識。為減少設備故障問題帶來的不良影響，企業(yè)人員開始進行計劃性設備維修。機械設備在活動過程中無法避免出現(xiàn)磨損和消耗情況，長期運行便會導致設備老化，從而出現(xiàn)各種故障現(xiàn)象[2]。因此，設備磨損程度影響設備安全性，可以針對磨損情況開展設備計劃性維修工作。

此種傳統(tǒng)做法經(jīng)常面臨2個方面的問題。一方面，有些大型設備維修過程過于煩瑣復雜，成本高，相關企業(yè)無法承受。另一方面，一些設備或工程無論維修范圍多大、維修工作如何頻繁，依舊出現(xiàn)設備故障問題。以可靠性大綱、針對性維修作為基本操作流程，逐漸形成一套具體維修體系，應用于各行業(yè)的設備維修工作，即基于可靠性理論為指導的維修決策[3]。

2 變電主設備維修決策方法的探究意義

2.1 有助于主設備故障問題及時發(fā)現(xiàn)并排除

通過變電主設備的運維和維修管控，能夠使供電單位的相關工作人員及時了解并掌握變電主設備的運行狀態(tài)，根據(jù)運行數(shù)據(jù)和異常情況發(fā)現(xiàn)其中可能存在或已經(jīng)存在的問題，同時及時展開相應的維修工作。維修工作開展過程中，相關人員應該將實際需求作為出發(fā)點和落腳點，在減少故障對變電設備自身帶來不良影響的基礎上開展維修工作，促進變電設備能夠平穩(wěn)且持續(xù)地開展工作。除此之外，變電主設備能夠反饋相應輸電設備，給維修人員提供準確的著手點，有助于將故障影響控制在最小范圍?？偠灾诳煽啃岳碚撓碌淖冸娭髟O備維修決策將保證電力故障問題被及時發(fā)現(xiàn)并解決，還能夠規(guī)避反復維修問題。

2.2 有效提升人力資源利用率

可靠性理論下的變電主設備維修工作能夠最大限度地利用各項資源，同時以基礎檢測和設備維修作為工作需求，由相關人員進行科學性、合理性分配，在保障相關人員優(yōu)勢互補的同時，有效提升人力資源利用率。在維護人員、維修人員的相互配合與操作中，還能夠有效為其提供交流學習、優(yōu)勢互補的平臺及空間，集成處理變電主設備巡視、檢測、維修等一系列工作流程，確保主設備始終處于高質(zhì)量的工作運行狀態(tài)。它能促進工作人員自身的觀念和意識，為滿足工作需求而不斷開展知識、技能學習，不斷增強自身專業(yè)能力與實際操作能力，最終高效提升自身核心素質(zhì)[4]。

2.3 減少供電企業(yè)投入成本

基于可靠性理論能夠?qū)崿F(xiàn)變電主設備檢測、巡查等工作的有機結(jié)合，為維修工作提供更多的便捷，同時降低供電企業(yè)變電主設備出現(xiàn)故障的概率。此外，變電設備的準確化管控將幫助供電企業(yè)減少在設備方面投入的成本，有效降低經(jīng)濟損失，充分保障變電主設備運行期間的安全性、穩(wěn)定性，為供電企業(yè)的經(jīng)濟效益提供更多有利條件[5]。

3 變電主設備的常見故障及維修決策

3.1 變壓器故障

3.1.1 變壓器過熱

變壓器絕緣損壞的情況中，過熱問題是主要原因之一。變壓器溫度升高將造成絕緣材料的強度和耐壓程度都出現(xiàn)問題，進而造成變壓器出現(xiàn)故障。當變壓器溫度達到甚至超過140 ℃時，會在變壓器油中產(chǎn)生氣泡，降低絕緣或引發(fā)閃絡，從而造成變壓器故障，嚴重影響其使用壽命[6]。

油溫異常升高是變壓器過熱的主要表現(xiàn)，可能由以下幾方面造成：一是變壓器工作強度超過自身所能負荷的程度；二是變壓器冷卻裝置出現(xiàn)故障；三是變壓器內(nèi)部設備出現(xiàn)故障；四是變壓器溫度指示表的指示數(shù)據(jù)錯誤。

（1）當變壓器指示表的顯示已經(jīng)超過負荷程度時，應該檢查變壓器組各溫度計的數(shù)據(jù)指示，若基本一致且冷卻裝置運行正常，則油溫升高是由負荷問題所引起的。此時需要對變壓器各項數(shù)據(jù)實施監(jiān)視，向上級部門匯報，用負荷轉(zhuǎn)移措施降低負荷倍數(shù)、縮短負荷時間[7]。

（2）若變壓器油溫過高是由冷卻裝置故障引起的，則需要維修人員立馬查找故障引起原因并解決故障。如果無法立馬解決故障，則應該密切監(jiān)視變壓器的負荷情況和溫度。

（3）如果變壓器現(xiàn)場指示溫度不高，但是溫度檢測裝置顯示溫度過高，變壓器沒有出現(xiàn)故障，則很有可能是溫度檢測系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導致報警錯誤，由此情況出現(xiàn)的溫度過高預警可適當予以排除[8]。

（4）當變壓器組中某一組出現(xiàn)溫度過高并明顯高于過去同一負荷，同時冷卻裝置和溫度計都處于正常狀態(tài)，則很有可能是由于變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障。此時需要設備維修人員及時開展油樣色譜分析，確定故障原因。若色譜分析顯示變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障，或冷卻裝置、變壓器負荷程度條件不變而油溫還在持續(xù)上升，則應按照相關規(guī)定立馬停止此變壓器的運行[9]。

3.1.2 冷卻裝置故障

變壓器冷卻裝置主要是采用強迫油循環(huán)強力風冷方式起到冷卻作用，幫助變壓器實現(xiàn)繞組和鐵芯散熱工作。變壓器正常運行的一個重要條件是冷卻裝置能夠正常平穩(wěn)工作。當冷卻裝置出現(xiàn)故障時，變壓器內(nèi)部溫度急速升高，同時對變壓器絕緣造成破壞。維修過程中，維修人員應該密切關注變壓器的負荷情況及溫度狀況。

需要注意的是，油溫溫度升高時，繞組和鐵芯溫度遠遠高于油溫。尤其是油泵出現(xiàn)故障時，繞組對油的溫升遠高于正常標準數(shù)值。因此，當冷卻裝置出現(xiàn)故障時，應該密切關注油溫度、繞組溫度，同時按照設備容許運行容量和時間注意變壓器運行變化，綜合判斷運行情況，以免出現(xiàn)其他問題[10]。

冷卻設備故障檢查需要根據(jù)其停運范圍，按照冷卻設備控制回路檢查故障出現(xiàn)的位置，以盡量縮短冷卻裝置停止運行的時間，避免變壓器故障。

3.2 斷路器故障

斷路器是電氣主設備中常見的一種安全保護設備，主要作用是避免因電路電流過載、地漏及短路電流使電路出現(xiàn)故障。當電流超過斷路器的額定值時，電路自動斷開，防止出現(xiàn)如設備損壞、著火等嚴重后果[11]。斷路器的基本結(jié)構如圖1所示，故障及處理措施如下。

圖1 斷路器的基本結(jié)構

3.2.1 過載故障

過載是變電主設備常見的故障問題，當實際電流超過斷路器額定電流時，將產(chǎn)生斷路器跳閘現(xiàn)象，從而失去電力持續(xù)供給，無法使相關任務繼續(xù)執(zhí)行。此類故障出現(xiàn)的原因通常是主設備負載過度，處理措施是檢查是否有異常大電量輸送情況并及時停止繼續(xù)輸送，或者將電流減小到斷路器額定電流范圍。過載計算的公式為

3.2.2 短路故障

此類故障是指電路存在兩根或多根電線短路使電流輸送程度加大，逐漸超過斷路器額定電流而造成設備停止供電。一旦出現(xiàn)此類問題，需要及時斷開設備供電，以免發(fā)生危險。造成此故障的原因通常是設備電路元件老化、絕緣破損暴露等。處理方式是及時查找故障點，排除短路故障源，確保線路供電正常。

3.2.3 轉(zhuǎn)動過慢

設備斷路器跳閘并恢復后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動過慢，則有可能出現(xiàn)設備無法正常工作的現(xiàn)象，由斷路器螺母污染、磨損等問題導致。處理方式是檢查螺母情況，連接是否良好、是否受到污染，更換損壞的元件。

3.2.4 閃跳故障

斷路器閃跳故障是指斷路器重置后出現(xiàn)長時間閃爍的情況，有可能造成設備損壞，進而導致火災等嚴重后果。通常情況下，此類故障是拆卸、維修等操作不當造成的，處理方式是將其拆卸重新組裝，同時替換破損的部件。

3.3 跳閘故障檢測和排除

3.3.1 主變低壓測開關跳閘

變電主設備中主變低壓測開關跳閘主要有3種形式，分別是開關誤觸、母線故障、超級跳閘。具體判定跳閘的實際情況時，應該結(jié)合一次設備與二次設備的實際情況判斷。當三卷變低壓側(cè)過流保護時，應該根據(jù)檢查保護情況對站內(nèi)具體設備進行初步檢測和判斷。

通常情況下，應該首先檢查主變低壓側(cè)開關誤動情況和線路故障開關拒動情況，從而更好地斷定保護拒動故障是由線路故障還是母線故障造成的。檢查二次設備時，著重檢查設備保護是否出現(xiàn)遺漏或破損情況；檢查一次設備時，著重站內(nèi)主變低壓測過流保護區(qū)。主變低壓側(cè)從CT到母線時，應該及時將所有母校設備連接到線路出口位置[12]。

3.3.2 主變?nèi)齻?cè)開關跳閘

主變低壓側(cè)從CT到母線時，跳閘原因可能由多個方面造成，包括主變差動區(qū)故障，主變內(nèi)部故障，主變低壓側(cè)母線故障側(cè)主開關拒動以及低壓側(cè)過流保護拒動等引起的越級，主變低壓側(cè)母線連接線路故障造成的線路保護拒動或者保護動作開關拒動等。除此之外，主變低壓側(cè)過流保護拒動和主開關拒動將造成二級越級情況。例如，當瓦斯保護動作時，判斷變壓器設備中存在故障，從而將檢查重點著重于是否出現(xiàn)著火，壓力釋放閘是否存在噴油問題，二次回路是否短路、接地狀況是否良好等。

4 結(jié) 論

隨著我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，變電主設備故障造成的安全事故和經(jīng)濟損失不斷增加。必須將變電主設備維修決策付出實際，強化其可靠性要求，從而有效保障變電設備能夠高質(zhì)量、高水平運行發(fā)展?；诖耍绾慰茖W、有效開展變電主設備維修工作成為相關工作人員的一項重要課題。將可靠性理論引入應用能夠為變電設備安全提供良好的保障，在提高相關人員工作效率的基礎上保障電網(wǎng)的可靠運行。