发电厂电气设备状态检修讲稿课件

发电厂电气设备的状态检修技术的状态检修技术

发电厂电气设备维护技术的发展状态检修及其它主要检修方式的定义实施状态检修的必要性国外状态检修的基本策略现阶段我国实施状态检修的基本规则现阶段实施状态检修的基本策略在线监测在状态检修中的作用及融合方法实施状态检修中的其它问题

1.发电厂电气设备维护技术的发展

发电厂电气设备的检修技术的发展大致可以分为三个阶段：事故检修→定期检修→状态检修。事故检修是50年代以前主要采取的方式，就是在设备发生了故障或事故以后才进行检修。这是基于那时没有形成象现在这样庞大的系统网络，因此设备发生故障时的影响面小，同时大部分设备都比较简单，设备的设计裕量大而且修复容易，设备停运对企业的经营活动影响不大，人们的依赖性也没有现在这样强烈，所以当时只进行简单的日常维护和检修，没有开展系统的检修。60~70年代，由于设备的生产效率越来越高，突发故障所造成的损失也越来越大，因此如何避免和减少损失就成为十分突出的问题，于是逐步形成定期预防检修体系。在前苏联，主要发展了定期计划检修，这类检修方式为在东欧各国和我国推广应用并延续到现在。定期检修是一种基于时间的检修，其理论依据是：设备能通过定期检修，周期性地恢复到接近新设备的状态。因此，检修工作的内容与周期都是预先通过计划安排设定的，不管设备的状态如何，到时间就要修，目的是为了防止或延迟故障的发生，以期望达到最大限度地保证设备运行的可靠性。但这种定期检修的管理制度往往是以牺牲企业的自身经济利益为代价的，在设备尚未发生缺陷且可正常运行的情况下就进行停运检修甚至更换设备，从而造成了不必要的人、财、物的浪费。

（1）状态检修（预知性检修），即CBM(ConditionBasedMaintenance),PDM(PredictiveMaintenance)（2）故障检修（事后检修），即RTF（RunTillFailure）,CM（CorrectiveMaintenance）（3）预防性检修，即PM（PreventiveMaintenance）（4）定期计划检修，即TBM（TimeBasedMaintenance）（5）主动检修，即PAM（ProactiveMaintenance）（6）以可靠性为中心的检修，即RCM（ReliabilityCenteredMaintenance）

2.状态检修及其它主要检修方式的定义3.实施状态检修的必要性3.1电力体制改革的需要3.2定期预防性检修不能及时发现设备内部的绝缘隐患3.3定期预防性检修造成人、财、物的大量浪费3.4定期预防性检修影响发电效率3.5定期预防性检修的技术手段不合理3.6从电气设备故障的形成规律分析状态检修的必要性

3.1电力体制改革的需要发电企业由计划经济向市场经济转移，经济效益和社会效益都是其重要的追求目标，而提高发电效率和降低生产成本是实现目标最重要的途径和提高经济效益的关键。由于状态检修是提高发电效率和降低设备检修费用的重要措施，而设备检修费用在整个生产成本中占有相当大的比例，因此从提高经济效益的角度来看，定期检修已不能满足形势发展的要求。

定期检修是不管设备状态如何“到期必修”，有失设备检修的科学性和合理性。用它来指导检修实践，可能会发生检修不足或检修过剩的情况，从而造成人、财、物的浪费。如，某些不必要的频繁检修可能会增加误操作、人员伤亡和事故发生的机率。举一个电网企业的例子：大连电业局在开展状态检修前，对定期预防性试验认真进行了总结，得到了一些有价值的结论[3]，如：线路绝缘子，在1983~1991年间该局共测111万片次，发现过414片零值，平均劣化率万分之四；而且从未发现过在同一串中同时有两片零值的。在这样的情况下是否还需每1~2年进行普测？（措施：增加一片绝缘子，6~8年清扫一次）。1957年以来，该局对变压器油做过简化试验30多万份，共发现酸价不合格的6份、闪点不合格的1份，这些试验的有效性如何？（措施：从概率统计出发，取消该两项试验）。对继电保护及自动装置动作情况的统计见表1，220kV及以上系统的不正确动作率为10kV系统的200多倍，是否还要对不同电压系统的继保装置沿用类似的周期来定检？（措施：220kV仍每年调校一次，其余延长到2~3调校一次）。3.3定期预防性检修造成

人、财、物的大量浪费

动作评价10kV系统66kV系统220kV及以上系统1982~19911992~19981982~19981982~19911992~19981982~19981982~19911992~19981982~1998总动作次数13754107142446810966261722173166339正确次数13752107112446310886241712164154318不正确次数235821091221正确动作率/%99.9699.9799.9899.2799.6899.4294.8092.7793.80不正确动作率/%0.040.030.020.730.320.585.207.326.20表1大连地区电网继电保护及自动装置动作情况（1982~1998年）3.4定期预防性检修影响发电量

定期检修造成的计划停电影响发电量。随着形势的发展，全社会对供电可靠性的要求越来越高，大量定期检修所需要安排的停电时间越来越难，随着“电力法”的普及和深入，停电所造成电力用户的损失要实施赔偿制度，这给定期检修制度带来了不可避免的冲击。

3.6从电气设备故障的形成规律分析

状态检修的必要性3.6.1电气设备故障和缺陷的浴盆曲线

图1常规运行时间变化的设备故障率曲线图2多次定期检修可能形成的设备故障率曲线

经常性的定期检修使常规的设备运行浴盆曲线规律发生了变化，每检修一次，出现一次新的磨合期，使检修后的故障率增高。

3.6.2电气设备功能退化的规律（P-F曲线）

电气设备大多故障一般不会在瞬间发生，并且在功能退化到潜在故障P点以后才逐步发展成能够探测到的故障（参见图3）。之后将会加速退化的进程，直到达到功能故障的F点而发生事故。这种从潜在故障发展到功能故障之间的时间间隔，被称为P-F间隔。如果想在功能故障前检测到故障，必须在P-F之间的时间间隔内完成。由于各种设备、各种故障形式、各种故障特点对应于P-F间隔的时间是不定值，可能是几个小时，也可能是几个月或几年不等，因此定期检修一般情况下不可能都满足P-F间隔的时间要求，从而导致设备功能故障的发生。而有效的在线监测就可能捕捉到P-F间隔的整个发展过程，并在到达功能故障F点之前的合理时机采取措施进行检修处理。图3电气设备功能退化的P-F曲线3.6.3传统的检修观点与现代设备

的故障特征有差异

传统观点认为，设备运行和发生的故障的可能性有直接关系，这意味着大多设备可以可靠地工作一个周期，然后逐步发生故障或缺陷。因此，可以从设备故障的历史数据中确定设备可以可靠工作的周期，并在设备即将出现故障之前采取检修预防措施。然而，现代先进的电气设备比过去的老设备要复杂得多，技术上、结构上、工艺上都有了质的变化，因此其故障模式也发生了很大的变化。往往认为设备的可靠性与运行时间之总是存在某种固定的关系，定期检修越频繁设备发生故障或缺陷越少的观点是错误的。

4.1欧洲的一种典型检修策略表2中以断路器为例，列出了设备状态的评估方法。

表2对断路器评估时各项取分表

4.1欧洲的一种典型检修策略当然，在对变电设备试行RCM时，应先统计过去运行中各设备的事故率，如表3为德国产品在1980~1993年的事故率，再考虑该设备事故变电站事故的影响程度，以确定那些设备首先要考虑状态检测及状态检修，而且在同样缺陷时，重要的、影响大的要优先考虑。表31980~1993德国产设备的事故率（每年、每100台）

4.2美国的一种检修策略

美国也是实行以可靠性为中心的检修策略（RCM），并且实现了计算机程序管理，图5为美国电力研究院EPRI新开发的优化检修系统的功能。从国外实践看，要实现状态检修，必须抓住三个主要环节：设备信息的掌握（含原始数据、历史数据、家族数据、当前数据）；综合的状态诊断（含规程、导则、专家系统、智能系统）；检修管理（软件系统、规程、结果反馈）。5

现阶段我国实施状态检修的基本规则

5.3采用综合的设备状态信息获取方法反映设备的状态信息应来自于，在线监测获取信息，各项试验获取信息（含现行预防性试验），设备家族缺陷事故记录信息，不良运行工况记录信息。这是一个综合的信息来源，各项信息依其对设备状态的准确反映以权重反映，信息也应考虑折旧，越新的设备折旧越小。

5.4建立数字化管理体系状态检修主要包括设备信息获取、综合诊断、检修管理。建立数字化管理体系才能引入智能综合诊断和检修管理系统，才能适于未来发展的需要，前述的量化的设备状态评价体系就是为建立数字化管理体系奠定基础，实际上，建立数字化管理体系就是建立数字化综合诊断，数字化检修管理系统。

6现阶段实施状态检修的基本策略

6.1状态信息的构成状态检修的基础在于状态分析，而状态分析的基础是状态信息。状态信息包括预防性试验、不良运行工况记录、缺陷记录、检修记录、家族质量记录、在线监测等几个方面。预防性试验以《预防性试验规程》为主，但应考虑近年来发展的新的试验技术，如变压器绕组变形、红外和紫检测等。不良运行工况因设备不同而异，如变压器，可以考虑过负荷（过负荷程度和持续时间）、侵入波（幅值和陡度）、出口（近区）短路等；对于断路包括开断短路以及负荷电流的幅值、时间，操作次数等等。缺陷记录指从出厂试验、交接试验和运行过程中发现的各种异常和缺陷，包括非绝缘性缺陷，如漏油、漏气等。检修记录主要反映设备的检修历史，如何种原因检修、何种性质的检修、检修中发现的问题与检修前评估的一致怀、检修的效果等。家族质量记录主要基于这样一个概念，同一型号、特别是同一制造商同一型号的设备。往往有共同的质量弱点，家庭质量记录对其他设备有警示作用。并不是所有的设备都能在线监测，但已有在线监测的设备，其在线监测的信息，应作为设备状态信息的主要一部分，进行综合分析。6现阶段实施状态检修的基本策略6.2状态分析和检修策略状态分析的目的不在于准确诊断设备究竟存在何种缺陷，这在目前或许是不现实的。这里状态分析的目的是基于设备的状态信息，对设备状态做出一个初步的评价，作为安排检修的一个依据。至于不良状态的设备的缺陷原因、性质，需在检修前后针对个案进行深入分析。基于这样一种认知，设备状态不列出具体缺陷，而是对设备状态进行评分，分值从0到100，这里0分表示需要立即检修的严重缺陷状态，如变压器轻重瓦斯或红外检测套管头严重过热等；100则表示所有状态信息均远离超标值，且既没有经历不良运行工况，又没有家族质量缺陷纪录；其他状态介于0-100分之间。为了使各类设备有一个相近的标准，设备状态与评分应进行必要的规范，比如表4的推荐值：

表4设备状态与评分推荐表（示意性）评分0-3031-5556-7576-8586-100状态立即安排检修尽快（3个月内）检修计划优先计划/延期延期设备状态评分立足于设备状态信息，状态信息分以下三个方面：状态试验数据（如在线监测、预防性试验、交接试验等）、不良运行工况记录和家庭质量缺陷记录。6现阶段实施状态检修的基本策略（2）家族质量缺陷因子k1：家庭质量缺陷记录是影响设备维护策略的重要方面。但缺陷的性质、家族的亲疏关系等不同，影响的程度也不同，类似地，这一影响可以表达为：（2）式(2)中w2j，n2j分别表示家族质量缺陷记录评分及权重，m2表示家族缺陷总台次数，若设备无缺陷，缺陷评分为100。参见表6和表7。

表6家族质量缺陷记录评分n2j

评分100-8079-5554-3029-0缺陷描述没有或基本不影响设备的安全运行对设备安全运行有潜在威胁，需安排处理对设备安全运行有现实威胁，应尽快安排处理对设备安全运行有严重现实威胁，应马上处理家族的亲疏关系同制造商同型号批次同制造商同型同制造厂同电压等级权重3n

2n

1.5n

n为重复性缺陷重台数（不包括同一台的重复）表7家族质量缺陷权重w2j

6现阶段实施状态检修的基本策略（3）不良运行工况影响因子k2

不良运行工况会对设备状态造成威胁，在考虑设备维护策略时，必须考虑设备是否有不良运行工况记录。不良运行工况的影响可按式（3）给出一个综合影响因子k2。

（3）式(3)中，n3k表示不良工况记录评分，根据不良工况对设备状态潜在影响的大小(性质和程度)，n3k取值从0到1；m3表示不良运行工况发生次数。考虑不良运行工况记录时，暂不考虑是否实际对设备造成损害，只要发生这样的情况而且在程度上已有可能对设备状态造成损害，便记录并参与式(3)的评分。若无法得到不良运行工况记录，忽略此项(k2=1)。或取统计平均值。

（4）设备维护策略因子r的确定

r1、k1、k2决定设备的维护策略。由于r1、k1、k2是独立的，且均为决定维护策略的重要因素，故此，总的设备维护策略因子r可以表达为：

（4）上式中，we表示设备岗位权重，按岗位的重要性依次分为0.82、0.91、1.0。对于不同类型的设备上列各式可以有不同的形式，但为了对设备统一处理，r的取值约定在0-100之间，并大致符合表4的要求。

7在线监测在状态检修中的

作用及融合方法

图6集中控制式变电站发电厂电气设备多参量多功能综合在线监测系统原理图

7在线监测在状态检修中的

作用及融合方法

图7监控中心结构图

8实施状态检修中的其它问题

状态检修不单是技术方面的问题，更是观念的更新，体制的创新和管理的改革及高素质人员的要求，下面对这几个问题简述如下。

8.1

开展状态检修需要观念更新

实施状态检修需要改变人们传统的预防性检修思维方式，同时又要逐步地用变化的观念去解决技术及管理问题。应该认识到在实施状态检修及管理工作中，不可能寻得一种快速的、一次性解决所有问题的方法，这样的系统工程不可能在短期内完成。实践证明，观念更新和脚踏实地的从基础工作做起是实施状态检修的关键之一。8.2

开展状态检修需要体制创新

电气设备的定期检修制度及方法一般都是通过相关规程、条例得以体现的。而实施状态检修首先在剖析现行各专业规程的基础上，结合设备现状制定出一个可靠、有效、客观的指导性文件。如对专业规程规定的技术条件、标准、工艺等原则上要执行，而对设备检修的“周期规定”要逐步改革，并对检修内容及方法进行改进，对事故责任的追究亦作相应客观而合理的改变，使之有利于状态检修的试行和逐步发展，并在实践中积累经验，完善制度。8.3开展状态检修需要加强管理

开展状态检修工作首先要领导重视，在科学管理的基础上，领导要敢于承担技术责任，要建立起负责、策划、