电气设备状态检修基础(1)

一、电气设备检修模式的演变二、电气设备状态检修技术三、状态检修开展情况四、国家电网公司状态检修管理规定五、状态检修试验规程五、SF6断路器状态检修实施细则电气设备状态检修检修的含义：检查和修理。1.检修的含义和目的检修：综合了输变电设备所有技术及管理的行为，包括为保持或恢复到它能执行所要求的功能状态所需的监督管理。一、电气设备检修模式的演变检修目的：确保设备正常运行，提高供电可靠性；运行、检修人员按规程安全、经济的完成设备维护；避免事故发生，尽可能延长使用寿命。2.设备功能与时间关系1t2t3t1mtmtnt0A1A2A3A1mAmAnA1rt2rt1m2mmmrmt设备功能与时间关系1m检修间隔期额定功能0A停机检修时间时间功能1rt检修必要性3.电气设备检修模式的演变1950年之前电气设备采用的事后检修。故障检修故障检修：指设备发生故障后，使其恢复到规定或初始状态所进行的检修活动。1960～1970年以后电气设备采用预防性检修。预防性检修定期检修状态检修定期检修计划性检修（周期性检修）分类：大修、小修、临时性检修。解释：以时间为依据，预先设定检修工作内容与周期，所有电气设备的检修周期按照统一的规定执行。方针：“到期必修，修必修好”理论依据：设备能通过定期检修，周期性地恢复至接近新设备的状态。检修工作的内容与周期都是预先设定的，到时间就修，目的是防止或延迟故障的发生。定期检修特点优点：有效的消除设备缺陷、排除设备隐患，保证设备安全运行。不修不坏，一修就坏检修过剩缺点：检修不足检修质量差导致事故发生定期检修分析1978年开始状态广泛应用于美国海军舰艇的设备检修，80年代又在核是工业中推广应用，并很快发展到电力工业的电气设备检修中，状态检修预知性检修（视情检修）1992年国务院经贸办指出，“要破除单纯以时间为基础的设备维修制度，建立以状态监测为基础的设备维修制度”。状态检修理解：对设备状态进行监测，按设备的健康状态来安排检修的检修方式。状态检修是指一种以设备监测、诊断、评估提供的状态信息为依据的预防性检修。IEC的定义：二、电气设备状态检修技术1.供电企业开展状态检修必要性2.电气设备状态监测与故障诊断3.电气设备状态预测4.信息管理与决策国内200MW机组非计划停运与降出力责任原因中，电厂设计原因占3%，设备制造原因占30%，基本安装原因占3%，运行维护原因占7%，检修原因占41%，为最主要原因，剩余16%为其他原因。美国对400MW及以上开展状态检修电厂利润的主要组成部分进行了统计，30%是直接由检修节约，45%是提高了工作效率，15%是提高了运行能力，10%是提高了设备寿命。1.供电企业开展状态检修必要性近几年来，电网建设不断加快，装备水平不断提升，对生产管理、信息化水平，精益化、集约化、标准化管理的要求不断提高，周期检修工作量大大增加，检修人员紧缺问题日益突出，传统的周期检修模式已经不能适应公司发展要求，逐渐暴露出过修、失修和盲目维修的问题，设备检修工作遇到了难以破解的发展难题，状态检修就是要在确保设备安全可靠的前提下，依据设备的实际状况，制定检修策略和计划，合理降低检修成本，提高检修工作的效率和效益，是破解这个发展难题的有效手段。2、电气设备状态监测与故障诊断状态监测理解：对设备存在潜在故障状态时所表现的各种效应进行探测和分析，由于潜在故障状态所表现的各种效应不同，状态监测可采用的技术也不相同。故障诊断：反映特征量收集后的分析判断过程；特征量收集过程称为监测或检测。电气设备的状态监测方法离线检测：指设备在停电状态下进行检查测试的方法。检测方法：电气设备的出厂试验，安装交接试验、大修中的检查试验及定期的预防性检查试验等状态检修不排除采用离线检测的方法，但离线检测不能完全防止电力设备事故的发生。在线监测：指设备不停电状态下的测试。带电测试实时在线监测系统在线监测方法按要求作定期的间隔性测试故障诊断诊断的目的是为了预防事故的发生，包含失效分析和故障预防识别现状预测未来故障诊断目标根据设备的异常现象和监测到的故障数据、故障信息进行综合分析，来判定故障原因、故障模式，确定故障元件、故障部位，作出设备继续运行或停机故障处理的决策。包括“信息的采集、处理系统”和“状态识别、故障诊断和决策系统”两大部分。信息采集和处理系统包括把信息转换成电信号输出的传感器和对电信号进行数据处理的信号处理系统；状态识别和诊断决策系统包括状态识别——系统运行特性辨识、标准图和标准谱数据库及诊断决策。故障诊断的过程状态量采集与处理在线状态量的监测数据：自动化监控系统和在线监测系统。自动化监控系统：设备运行环境参数、设备正常运行参数、设备异常、故障参数等。在线监测系统：油中溶解气体分析、局部放电、断路器开断能力、机械特性和触点运行温度等。离线状态量的监测数据：设备的技术参数；出厂及验收记录资料；各项试验报告；红外测温记录；检修记录；大修记录；历次异常、障碍及事故处理记录。巡检状态量的监测数据：利用人体感觉器官，通过电气设备或部件的发热、变色、气味、声音、振动等产生感觉来判断电气设备的异常状态。早期的故障诊断主要是依靠人的经验积累和人的感官诊断。故障诊断常用的判断方法与标准绝对判断法：由企业、国家制定设正常状态参量和出现故障时的参量值作为判断标准；相对判断法：设备的出厂试验、交接试验等历史数据的纵向比较；类比判断法：同型设备之间的横向比较。诊断装置的发展动向诊断装置分为便携式简易诊断和在线检测精密诊断两大类别。便携式监测和诊断工具在线监测系统长期性监测系统周期性监测系统随时性监测系统智能化（如专家系统）故障诊断主要发展方向故障结构的分析、老化机理的研究，研究同设备的异常和老化有关的故障机理。监测传感器的开发，从此得到对应于被测设备的合适的状态量。诊断装置的改进，包括简易诊断的系统、联机监视系统。故障诊断必须依靠故障原因的检索、未来的预测和预知等人类的思考，并加以知识化。将设备的历史状态参数与现可测得状态参数进行分析比较，根据设备状态的参数统计、参量的变化值或变化速率，来描述设备状态参量的变化规律和发展趋势，推断设备异常或故障可能发生的时间、部位、设备或元件的剩余寿命等，并据此采取相应的有效的预防措施和处理手段，避免或杜绝设备功能故障的发生。状态预测3.电气设备状态预测浴盆曲线4、信息管理与决策技术设备历史状态记录设备状态监测设备运行情况记录检修方式选择临时性检修大修性检修故障诊断技术致命度分析设备寿命预测检修时间建议图1－2状态检修简化决策流程总结设备状况和事故规律性检修决策1.国外状态检修的开展情况2.我国状态检修的开展情况三、状态检修开展情况1、国外状态检修的开展情况欧洲典型的检修策略欧洲近年来在状态检修的基础上，提出基于可靠性的检修策略（RCM），更明确了必须兼顾两方面：不仅要通过状态检测及时掌握设备的真实情况，而且要考虑该设备在系统中的重要性、该设备的故障对电网可靠性的影响程度。高压断路器状态评估方法美国的检修策略1986年美国电力研究院所属的监测与诊断中心，开展在线和定期监测。根据监测所获得数据，结合设备运行维护数据、设计参数等信息，综合分析，从中得到设备状态信息，并对设备状况进行评估和论证。实行以可靠性为中心的检修策（RCM）,并且实现了计算机程序管理。国外实践看，实现状态检修必须抓住三个主要环节是：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）。2、我国开展状态检修情况状态检修策略统筹考虑各类设备检修：保证设备的可用性和减少停电时间。采用量化的设备状态评价体系：设备的评分基于与设备状态相关的信息，包括各个试验项目、家族缺陷事故纪录、不良运行工况记录等。对设备状态信息也引入评分制，如依据接近阈值的程度以及劣化的速度等对试验项目进行评分。采用综合设备状态信息：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。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。建立数字化综合诊断，数字化检修管理系统。事后检修：适合于事故比较随机。元件多并且在对生产影响小的非重点设备。预防性定期检修：适合于已知设备缺陷有规律的设备以及难以随时停电进行检修，元件事故概率相近。状态检修：适用范围设备故障率低，地位重要的设备。提高设备的可用率节省检修费用。检修管理模式××省公司检修管理模式及设备状况公司所辖110kV及以上输变电设备2004年-2006年期间缺陷共3616项。缺陷比例12%13%21%1%12%3%1%4%1%18%11%3%输电线路变压器断路器GIS隔离开关电流互感器电压互感器电容器避雷器保护装置综自系统直流设备2004—2006年，统计输电线路缺陷435起，其中事故3起，障碍49起、1类缺陷21起，2类缺陷37起，3类缺陷325起。45%13%9%29%2%2%金具绝缘子导线接地网杆塔其它变压器装置性缺陷478起。变压器内部的缺陷10%4%43%6%18%4%8%17%绝缘渗漏调压散热油位接触不良其他发现断路器装置性缺陷715项。机构缺陷占据了整个断路器缺陷的63％左右，本体缺陷占断路器缺陷总数的28％左右隔离开关缺陷437项。其中导电部分缺陷占43%，传动部分缺陷占44%，这两类缺陷占隔离开关缺陷的绝大部分。开展状态检修的条件电网网架结构的不断完善电气设备设备质量可靠性大幅度提高试验、检测、监测手段的飞速发展开展状态检修工作内容组织机构的建立，管理规定的制定设备实施状态检修的计划制定设备状态检修实施细则开发管理平台，完善检测手段××省公司状态检修工作计划有选择、分步骤开展设备状态检修。考虑实施状态检修设备有一定基础，先易后难。首先实施状态检修设备对电网供电可靠性影响大。在保证安全运行的条件下，明显减少维护的工作量、减少检修预试对电网正常运行方式的影响、提高设备健康状况。优先考虑220kV及以上电压等级输变电设备。四、国家电网公司状态检修管理规定1.基本原则开展状态检修必须坚持“安全第一”，以提高设备的可靠性和管理水平为目的，通过对设备状态的掌握和跟踪，及时发现设备缺陷，合理安排检修计划和项目，提高检修效率和运行可靠性；必须坚持体系建设先行，对状态检修相关工作各环节进行规范；必须以对设备的状态评价为基础，全面掌握设备真实健康水平；必须坚持试点先行、循序渐进、持续完善、保证安全的基本方针。2.状态检修基本概念和基本流程状态检修的基本概念状态检修是企业以安全、环境、效益等为基础，通过设备的状态评价、风险分析、检修决策等手段开展设备检修工作，达到设备运行安全可靠、检修成本合理的一种设备检修策略。安全：指由于各种原因可能导致的人身伤害、设备损坏、运行可靠性下降、电网稳定破坏等危及电网安全、可靠运行的情况；环境：指电网运行对社会、国民经济、环境保护等产生的影响；效益：指企业成本、收益以及事故情况下可能造成的直接、间接经济损失等经济效益。状态检修基本流程状态检修的基本流程主要包括设备信息收集、设备状态评价、风险评估、检修策略、检修计划、检修实施及绩效评价等七个环节。设备信息收集设备信息收集是开展状态检修的基础，要在设备制造、投运、运行、维护、检修、试验等全过程中，通过对投运前基础信息、运行信息、试验检测数据、历次检修报告和记录、同类型设备的参考信息等特征参量进行收集、汇总，为设备状态的评价奠定基础。设备状态评价设备状态评价主要依据《国家电网公司输变电设备状态检修试验规程》、《输变电设备状态评价导则》等技术标准，依据收集到的各类设备信息，确定设备状态和发展趋势。设备状态评价是开展状态检修工作的基础，必须通过持续、规范的设备跟踪管理，综合离线、在线等各种分析结果，才能