供电局状态评估研究可行性研究报告

深圳供电局状态评估研究可行性研究报告二一一年七月批准审核编写定义状态检修CONDITIONBASEDMAINTENANCE状态检修是企业以安全、可靠性、环境、成本为基础，通过设备状态评价、风险评估，检修决策，达到运行安全可靠，检修成本合理的一种检修策略。设备状态量EQUIPMENTCONDITIONINDICATORS直接或间接表征设备状态的各类信息，如数据、声音、图像、现象等。例行检查ROUTINEMAINTENANCE定期在现场对设备进行的状态检查，含各种简单保养和维修，如污秽清扫、螺丝紧固、防腐处理、自备表计校验、易损件更换、功能确认等。巡检ROUTINEINSPECTION为掌握设备状态，对设备进行的巡视和检查。例行试验ROUTINETEST为获取设备状态量，评估设备状态，及时发现事故隐患，定期进行的各种带电检测和停电试验。需要设备退出运行才能进行的例行试验称为停电例行试验。诊断性试验DIAGNOSTICTEST巡检、在线监测、例行试验等发现设备状态不良，或经受了不良工况，或受家族缺陷警示，或连续运行了较长时间，为进一步评估设备状态进行的试验。带电检测ENERGIZEDTEST在运行状态下，对设备状态量进行的现场检测。初值INITIALVALUE指能够代表状态量原始值的试验值。初值可以是出厂值、交接试验值、早期试验值、设备核心部件或主体进行解体性检修之后的首次试验值等。初值差定义为（当前测量值初值）/初值100。注意值ATTENTIONVALUE状态量达到该数值时，设备可能存在或可能发展为缺陷。警示值WARNINGVALUE状态量达到该数值时，设备已存在缺陷并有可能发展为故障。家族缺陷FAMILYDEFECT经确认由设计、和/或材质、和/或工艺共性因素导致的设备缺陷称为家族缺陷。如出现这类缺陷，具有同一设计、和/或材质、和/或工艺的其它设备，不论其当前是否可检出同类缺陷，在这种缺陷隐患被消除之前，都称为有家族缺陷设备。不良工况UNDESIRABLESERVICECONDITION设备在运行中经受的、可能对设备状态造成不良影响的各种特别工况。基准周期BENCHMARKINTERVAL实施细则规定的巡检周期和例行试验周期。轮试INTURNTESTING对于数量较多的同厂同型设备，若例行试验项目的周期为2年及以上，宜在周期内逐年分批进行，这一方式称为轮试。目录一、概述1（一）项目背景1（二）项目目标2（三）项目范围2二、项目必要性分析2（一）设备检修的发展阶段分析2（二）状态评估的理论研究分析3（三）状态评估的科学性和经济性分析6（四）状态评估的技术条件分析10（五）状态评估的国际实践考察11（六）状态评估研究的必要性总结13三、项目内容14（一）状态评估的总体思路与原则14（二）状态评估的体系平台和结构17（三）状态评估的分析方法和举例22（四）状态评估的检修策略及调整26四、项目投资估算32五、预期应用前景33六、经济效益分析33七、项目研究结论34八、附件351一、概述（一）项目背景深圳供电局在深圳电网“十二五”可靠性规划中提出，到“十二五”末，深圳城市供电可靠率将达到99993，用户年平均停电时间36分钟，达到国际可比城市供电可靠性指标先进水平。要实现高供电可靠性，势必需要提高电网设备的可靠运行，确保电网的安全稳定。传统的定期检修，会导致过检修或者欠检修，这将降低设备的可靠性，增加用户的停电时间，进而降低电网的供电可靠性和经济性。将现行的检修模式向状态检修阶段推进已是势在必行。状态检修是指根据对设备进行状态检测的结果，结合巡视数据和人工智能技术等，对设备的状态进行评估，并在设备状况对电网稳定运行的风险评估基础上，综合指导安排设备维修，从而节约大量的设备维护资金和停机检修时间，使现有的运行设备创造更大的安全经济效益。对输变电设备实施合理科学的状态检修，能够提高检修的针对性和有效性，促使加强设备的综合分析和精细化管理，有效提高设备利用率，延长设备的使用寿命，保障系统安全性和供电可靠性，为电网创造更多的经济效益和社会效益。本项目研究旨在借鉴国际同行先进经验，进行以可靠性为中心的维修策略研究，以深圳电网输电线路、变电、配电中的关键设备为对象，开展设备状态评价及风险评估，根据评价结果，指导设备2状态检修工作。（二）项目目标研究对输电线路、变电、配电中关键设备的部件和通道环境的安全评估技术，在此基础上，开展安全风险评价、可靠性评估、寿命预测和经济性评价等全面智能评估。初步实现输电线路系统的安全风险评价、可靠性评估、寿命预测和经济性评价。（三）项目范围本项目对深圳供电局管辖范围内的深圳电网输电线路、变电、配电中的关键设备进行状态评估研究。二、项目必要性分析（一）设备检修的发展阶段分析就检修体制的发展阶段而言，可分为故障后检修、定期检修和状态检修三种。故障后检修又称事后检修，为最早期的检修方式，指在对故障之后的设备进行维护、修理或更换，其特点是检修工作在故障发生后才进行，适用于投资小且故障后对生产影响不大的设备。考虑到输变电主设备的重要性及其故障后的影响程度，故障后检修显然不适用。定期检修是一种以时间为基础的预防性检修方式，又称为计划检修，指根据设备故障的统计情况或经验，按预先规定的周期对设3备进行检修，其特点是检修周期以时间为基准，与设备状态无关，一般适用于可靠性不高且易产生规律性故障的设备。然而，在输变电设备日益增多的情况下，若按定期检修模式，势必造成检修任务与检修人力之间的矛盾日益突出。我国电网制造行业质量水平在近年来有了质的提高，绝大多数的新装设备性能和质量已是今非昔比。根据对这些设备运行情况的分析，仍然按固定周期检修显然是没有必要的，重点应该放在把握和维护设备的状态上。状态检修是一个综合性的决策过程，它区别于以往的故障后检修和定期检修方式之处在于利用预防性实验、在线监测、历史记录以及同类设备家族缺陷等全过程数据资料，通过状态评估和最佳策略的选择等多种技术手段和经济手段来综合评价设备的当前状态，并预测事态的发展，从而制定设备检修计划，是一种动态优化的过程。与故障后检修和定期检修相比，状态检修可以节约大量的设备维护资金和停机检修时间，使现有的运行设备创造更大的安全经济效益。（二）状态评估的理论研究分析国内外专家学者对在在输变电状态检修方面进行了大量的研究工作，这些研究成果对于指导开展状态检修以及状态检修的策略具有重要的指导意义。本节将回顾和总结状态评估领域的理论研究成果。在输变电主设备中，以变压器状态检修的研究最多，文献1采4用模糊数学理论，选择了电气试验、油中气体状态量、绝缘油特性参量等几种状态参量，对变压器运行状态进行多层模糊综合评判；文献2将反映变压器指标间相对重要性的指标权重引入证据理论，采用加权平均与证据理论相结合的评估方法；文献3提出的将各类状态信息评分加权平均并由此评分直接确定变压器状态评估方案；文献4在灰色预测理论的基础上，提出了基于贝叶斯网络的变压器状态综合评估改进方法；文献5将变压器看作是典型的灰色系统，提出了采用灰色聚类决策方法对变压器健康状态进行评估；文献6根据变压器状态信息的多层次性和多因素性，引入了灰色层次评估法，分别建立变压器突变状态和渐变状态评估模型，利用关联层次分析确定变压器的具体状态；文献7提出了基于物元理论的变压器状态综合评估方法；文献8把模糊推理系统与神经网络集合起来，以模糊评判理论为基础，结合神经网络，构造了变压器运行状态的多层次模糊综合评价模型，以实现变压器运行状态的定量评估；文献9提出了一种模糊学习矢量量化网络，根据溶解气体分解的数据，在人工神经网络的基础上对变压器运行状态进行评估。对高压断路器运行状态检修的研究主要集中在对断路器故障诊断和在线监测方面，文献10研究了对断路器操动机构的监测技术；文献11介绍了对断路器电寿命的预测方法；文献12建立了基于知识的高压断路器故障诊断专家系统；文献13分析了高压断路器机械方面和电气方面的各种在线监测方法，探讨了基于模糊理论的故障诊断技术；文献14、15研究了断路器故障诊断和分析技术，5文献16提出了一种基于模糊神经网络的高压断路器故障诊断；文献17提出了一种基于DSP和CPLD的断路器在线监测系统；文献18、19选取了断路器开断电流、动态电阻、合分闸时间及位置等状态参量，结合模糊数学理论，提出了用模糊综合评判法评估高压断路器的工作状态；文献20利用初始模糊隶属函数和突变级数，将突变理论与模糊分析结合起来，对断路器状态进行模糊综合分析与评判；文献21在模糊层次分析法的基础上，提出将模糊聚类分析应用到高压断路器状态评估模型中评价因素的分类上。现阶段国内外对电力电缆的状态检修开展相对较少，随着电网的发展和城网改造的进行，电缆在电网线路中所占的比例正日益增长，电力电缆的状态评估的重要性日益突出。文献22介绍了输配电电力电缆的局部放电在线监测技术、以及DGADISSOLVEDGASANALYSIS分析技术在冲油电缆和油纸绝缘电缆状态评估方面的应用；文献23介绍了电力电缆线路运行温度在线检测技术，为了当前及时发现电力电缆线路的局部过热点位置、检测运行线路的绝缘状态、计算导体载流量的首选技术措施，为此基于光频域反射OFDR测温法和TCP/IP通讯协议，提出分布式光纤连续在线检测长距离电力电缆线路表面温度方法和技术，提高了检测温度的速度；文献24提出了基于接地线电流法的110KV交联聚乙烯XLPE电力电缆绝缘在线监测的方案，以此设计出一套电力电缆绝缘在线监测系统；文献25介绍了红外热成像技术监测热故障在电力电缆运行状态评估的应用。6（三）状态评估的科学性和经济性分析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实践证明大多数电气设备的故障率是时间的函数，典型故障曲线称之为浴盆曲线BATHTUBCURVE，曲线的形状呈两头高，中间低，具有明显的阶段性，可划分为三个阶段早期故障期，偶然故障期，损耗故障期。设备在刚投入使用时,由于设备未经磨合,故障率很高；随着使用时间的增加,故障率渐渐地趋于稳定；在使用寿命期终了的时候,故障率又逐渐增加。定期检修的理论认为在耗损故障期到来之前对设备进行拆检，更换磨损的零部件，就能防止其功能故障出现。但是定期检修计划性太强,检修周期卡得太死,不管设备实际技术状态如何,到期就修。随着设计的日趋完善和制造水平的不断提高,设备的固有可靠性越来越高,定期检修方式的不合理性凸显出来。表现之一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7率增高。图2多次定期检修可能形成的设备故障率曲线表现之二定期维修产生的背景是当时的设备基本上是机械,电气单一的结构模式,针对的故障率模型是浴盆曲线而现代设备集机械,电控,液压,气动,激光等多种技术于一身,又以微机为信息存储及处理手段,设备的基本故障率曲线不止是浴盆曲线一种,而是六种。图3故障率曲线模型的演变模式A是典型的浴盆曲线；模式B是没有磨合期的耗损故障率曲线；模式C显示出故障率随时间缓慢增长而没有具体的耗损期；模式D表示开始时故障率低而后快速增长到一个固定水平；8模式E则表示故障率不随时间变化；模式F具有高的早期故障率,而后降低到一个稳定水平或呈现略增趋势。一般而言,具有机械损耗的机械设备符合A、B、C三种故障模型,电子设备的故障符合D、E、F模型。随着设备的日趋复杂,越来越多的设备符合模式E和F。这就意味着大部分的设备没有耗损期,故障的发生具有随机性,设备运行时间和故障率的大小没有必然的联系。把定期维修运用到所有设备上面,不具有理论合理性。事实上,不必要的定期拆修会把早期故障引入本应稳定的系统,这只能增加设备整体故障率。2电气设备功能退化的规律（PF曲线）图4电气设备功能退化的PF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PF间隔。9如果想在功能故障前检测到故障，必须在PF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PF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PF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PF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。3状态检修的经济性定期维修没有考虑到每台设备的具体技术状况的不同,操作人员的操作水平不同,维修保养的程度不同,以及使用环境的不同,这四个“不同“使设备在实际使用过程中主要机件的磨损情况和性能变化发生明显的差异。而定期维修不管设备具体的技术状况和实际运用状态的好坏,也不管设备是否有必要检修,只根据修理规程的规定,到期就进行维修。这种“一刀切“式做法的后果是,要么造成维修过剩,要么造成维修不足。维修过剩则限制了设备最大潜力的发挥,维修不足则失去了预防性维修的意义。维修过剩与维修不足,都会影响到企业的经济效益。定期检修需要对生产设备停运以进行诊断测试，势必会造成用户停电时间的增加。诊断测试和设备解体后，通常并未发现设备存在问题，导致浪费时间、资源、以及高昂的维护成本。同时定期检修的执行和管理费用高，造成人、财、物的大量浪费。定期维修方式是一种僵化的维修体制,已经日益暴露出其不科学10性和经济性。而状态检修克服了定期检修的弊端，它以设备状态为基础，预测设备状态的发展趋势为依据，通过信息采集、处理、综合分析后有目的地安排检修的周期和检修的项目，努力做到“该修则修，修必修好”。对于状态好的设备可以延长检修周期，从而节省大量的人力、物力和财力。减少生产成本，增加竞争力并获得更大效益。随着电力企业向市场经济的转变，经济效益和社会效益都是其重要的追求目标，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，因此实施状态检修具有定期检修无可比拟的经济性。（四）状态评估的技术条件分析状态评估的成功运用离不开成熟的技术条件。其一，需要现代化的先进设备作为基础。现代化的电气设备结构复杂，技术先进，工艺精良，与旧设备相比有了质的变化，如前所述，其故障模式也发生了很大的变化，为实施基于状态评估的检修方式提供了基础。其二，在线检测技术的进步。比如红外热像检测技术，线路绝缘子污秽度、微风振动在线监测，配网10KV电缆震荡波及时技术，GIS局放带电测试技术，变压器绝缘油颗粒数检测，基于DSP和11CPLD的断路器在线监测技术。其三，先进的生产运行和检修管理系统。先进、成熟的生产管理系统可完整、准确的记录设备台帐的信息，保存设备的设备运行记录、故障记录、运行日志、维修历史、缺陷记录、维修记录，为状态检修提供了信息获取、综合诊断、智能分析的数字化系统支持。（五）状态评估的国际实践考察1欧洲模式欧洲近年来在状态检修的基础上，提出以可靠性为核心的状态检修策略，即RCM（RELIABILITYCENTEREDMAINTENANCE）。这种实施模式的要点是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，来制定最终的检修计划。换言之，即通过设备历史的事故率以及设备事故对整体电网的影响程度，决定设备的重要性权重，并以此确定设备状态检测和状态维修。12图5欧洲模式的状态检修以断路器为例，下表列出了设备状态的评估方法。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,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13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。2美国模式美国也是实行以可靠性为中心的检修策略（RCM），并且实现了计算机自动化管理，图6为美国电力研究院EPRI新开发的优化检修系统的功能。图6美国模式的检修系统从国外实践看，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14（软件系统、规程、结果反馈）。（六）状态评估研究的必要性总结开展状态评估对于提高供电可靠性具有十分重要的意义。状态评估具备科学性、经济性，集中体现在状态检修可以根据设备的结构特点、运行情况、试验结果等，经综合分析确定是否需要检修，在检修中需要进行哪些项目，有很强的针对性，可以取得较好的检修效果。状态检修克服定期检修的盲目性，及时发现运行中电气设备的绝缘缺陷，充分保证设备的安全性，提高电力系统的供电可靠性。状态检修坚持“该修则修，修必修好”的原则，对于状态好的设备可以延长检修周期，从而节省大量的人力、物力和财力，减少生产成本，提高经济效益。工艺、技术的进步和信息系统的发达为状态检修的应用提供了有利的客观条件。对国际上先进的状态评估的经验进行借鉴，基于多方面的理论研究和科学分析，状态评估的研究应用项目具备客观的必要性和充分的可行性。三、项目内容（一）状态评估的总体思路与原则1开展状态评估的总体思路15推行状态检修应当以对设备的评价为基础，通过全面评价，掌握设备真实健康水平。实施设备状态检修是要根据不同设备的重要性、可控性和可维修性，科学合理地选择不同的检修方式，从而形成一套集故障检修、定期检修、状态检修和主动检修为一体的、优化性的综合检修方式，以提高设备可靠性降低维修成本。开展状态评估的总体思路是“数据收集、综合分析、评估分析、检修决策”。基本流程如图7所示系统优化管理故障管理状态评估状态监测检修决策主要故障模式及相关判据是否故障图7状态检修的基本流程1、建立在线监测系统，包括变压器绝缘在线系统、变压器油色谱在线分析系统、变压器运行中的温度监视、负荷监视、声音监视等；离线采集设备信息，主要包括预防性试验数据变压器的线圈绝缘电阻、吸收比、介质损耗、绕组变形测试结果等；2、根据不同设备的运行要求及国家、行业、部门法律、法规、规程要求，进行设备评估，制定状态分级标准，通过计算机网络系16统对收集到的各类信息综合分析，人工加智能分析得出设备的检修决策。3、对于需要检修的设备，拟订检修方案，经公司主管部门及分管领导批准，实施检修作业，进入评估分析；对于不需检修的设备直接进行评估分析。对实施检修作业的设备和未实施检修作业的设备都进行分析评估，主要是评价检修策略的有效性和合理性4、根据设备评估分析的结果，改进状态分级的依据、调整搜集的运行信息、改变检修策略，不断总结检修经验及管理模式，保证输变电设备始终处于健康运行状态。2开展状态评估的原则安全性、可靠性原则状态检修应当始终坚持“安全第一”的原则，这是设备状态评估和状态检修的基本原则。对设备开展状态评估和状态检修，必须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。制度保障原则许多事故的发生具有偶然性和突发性，开展状态检修是一种管理体制和技术的创新，同样具有一定的风险性，通过管理规范和技术规范的支撑，鼓励创新。原则上优先选用比较成熟的状态检修技术，对尚未成熟的技术则进行科技立项研究和局部应用。可操作性原则17状态评估可进一步地在现实工作中付诸实践，对实践发挥具体指导作用，而不是仅停留于理论研究或观念探讨。开放性兼容性原则开展状态检修的策略、选取的装备或技术，应具有对其它技术及装备的兼容性，以免形成难以发展的孤岛。平台化、模块化原则应通过平台化的建设方法来保障整个状态检修框架的可扩展，通过一些关键平台的建设来搭建状态检修的整体框架，整体框架之中的各个组成部分应具有模块化的特性，自成体系、可独立发挥作用，又能与其它模块在统一的框架下协同发挥作用。（二）状态评估的体系平台和结构18图8状态评估的体系平台1采集平台首先应对生产中应关注的状态量进行规范和整理，形成状态检修的状态量标准规范，从而为建立状态量的监控体系确立标准。然后逐步地建立状态数据的采集体系，对状态数据的来源进行规划，建立相应的数据管理标准。状态量必须是那些能够充分表现设备工19作状态的信号参数，同时应当满足状态评估的信息需求。状态量的采集状态分为停电检测和带电监测。其采集手段包括在线监测和离线采集。在线监测采用在电力设备现场安装在线监测装置、直接产生状态数据的方法进行采集；离线采集在生产过程中获得的各类反映设备状态的数据，主要通过数据人工录入或者网络汇总来获得，其来源包括生产管理信息系统、SCADA系统等。在线检测的优点是可以更准确的反映设备的状态。有两种方法可以提高数据的有效性，其一是选择相对比较成熟，并有着良好应用的在线监测设备其二是将离线数据和在线数据进行对比，分析出两者之间的关系，来提高在线数据的有效性。2数据平台数据平台的作用是对状态数据的接入、存储、共享。将离线数据存到数据库系统中，通过建立一个统一的访问模型，对一些分类和数据建立统一的编码体系。数据平台的设计原则坚持实用性、安全性、灵活性、标准化、模块化。数据平台存储的元数据包括设备编码、装置编码、采集时间、检测项目、设备试验、设备缺陷、巡检记录、维修记录、在线数据、运行数据等，通过数据平台总线实现设备数据的共享。如图9所示20图9状态评估的数据平台3评估平台评估平台是设备状态评估体系的核心。通过建立量化的设备状态评价指标体系，进行评分、分析计算，并通过“评估检修再评估”的过程进行不断修正。评估的方法有模糊数学模型、专家系统模型、神经网络模型、免疫算法模型、色谱分析模型、援例分析模型、时间序列预测模型等。1、模糊数学分析模糊数学分析是建立状态评估算法的基础，通过引入模糊数学的概念，将设备状态进行量化处理，从需立即退出运行到设备最优状态细分成多个状态；并引入模糊数学的隶属度和模糊运算等概念，建立起状态评估算法的运算基础。2、专家系统即人工智能专家系统技术，其核心是一整套基于规则的知识库。在系统分析中，知识表述规则化是技术难点，为此采用了专门针对21变电设备开发的专家系统工具，充分利用经过广泛积累和验证的知识，使专家系统在状态检修方面的成功应用成为可能。3、神经网络模型神经网络分析具备以下这些特点高度的并行性、高度的非线形、良好的容错性与联想记忆功能、强大的自适应、自学习能力。图10神经网络模型4、免疫算法免疫算法模仿了人体的免疫系统，并从体细胞理论和网络理论中得到启发，实现了类似于免疫系统的自我调节功能和生成不同抗体的功能。应用领域油色谱分析样本数据分析等。5、色谱分析法三比值法就是利用五种特征气体的三对比值，来判断变压器故障性质的方法。其涉及到的五种特征气体为氢气、甲烷、乙炔、22乙烯、乙烷。电研法改良的三比值法。TD图法是利用三对比值的另一种判断故障类型的方法，同样通过代码检查表的方式来确定设备故障类型。6、援例分析法即案例推理CASEBASEDREASONING，简称为CBR，其原理是利用人们以往求解类似问题的经验知识进行推理，从而获得当前问题求解结果的一种推理模式。7、时间序列预测法时间序列预测法的特色是在于采用参数模型（特别是ARMA模型），在于将这一参数模型同系统分析直接地紧密地结合，在于将这一参数模型同相应地客观事物背景相互联系，从而使这一数据处理方法地作用大为扩展。评估平台的汇总结构如图11所示离线数据设备铭牌、试验数据、缺陷数据等在线数据在线检测带电测试红外、油色谱专家系统推理机状态量知识库算法（神经网络、免疫算法、援例算法、时间序列算法等）设备状态、检修时间、检修内容等设备检修计划自动评估手工评估23图11评估平台的汇总结构4）管理平台管理平台规范了对设备进行评估的流程，并定义了各个流程步骤的参与角色。明确各种数据应该何时进入数据平台，何时需确认该数据的准确性，以及这些数据的管理流程。管理平台一般基于工作流平台，以适应公司未来管理要求以及管理机制的灵活多变。管理平台应将状态评估中涉及到的各种流程规范化、标准化，减少不必要的环节，提高工作效率。（三）状态评估的分析方法和举例1设备状态量的评估方法设备状态的评价应该基于巡检及例行试验、诊断性试验、在线监测、带电检测、家族缺陷、不良工况等状态信息，包括其现象强度、量值大小以及发展趋势，结合与同类设备的比较，做出综合判断。状态评估采取量化的设备状态评价体系，生产设备有四种状态正常状态可以正常运行；注意状态可以继续运行，应加强运行中的监视；异常状态监视运行，并适时安排停电检修；严重状态需要尽快安排停电检修。有注意值要求的状态量，若当前试验值超过注意值或接近注意值的趋势明显，对于正在运行的设备，应加强跟踪监测；对于停电24设备，如怀疑属于严重缺陷，不宜投入运行。有警示值要求的状态量，若当前试验值超过警示值或接近警示值的趋势明显，对于运行设备应尽快安排停电试验；对于停电设备，消除此隐患之前，一般不应投入运行。设备的状态是通过对设备的部件进行量化评价来计算的。具体方法如下设备部件的状态是由扣分值确定的，最佳值（初始值）都是0分。不同的状态量对应着不同的权重，状态量的不同劣化程度又对应着不同的扣分值。视状态量的劣化程度从轻到重分为四级，分别为、和级。其对应的基本扣分值为2、4、8、10分。公式单项扣分权重扣分值根据单项扣分或总计扣分的多少确定设备状态。设备状态是对所有部件进行评价，当所有部件为正常状态时，整体评价为正常状态；当任一部件状态为注意状态、异常状态或严重状态时，整体评价应为其中最严重的状态。状态量劣化程度基本扣分扣分标准权重系数应扣分值绕组直流电阻101各相绕组相互间的差别大于三相平均值的2，无中性点引出线的绕组，线间偏差大于三相平均值的1；2与以前相同部位测得值折算到相同温度其变化大于2。3但三相间阻值大小关系与出厂不一致。330绕组介质损耗因数2介质损耗因数未超标准限值；但有显著性差异36258介质损耗因数超标、电容量无明显变化24电容量10绕组电容变化54402铁心多点接地，但运行中通过采取限流措施，铁心接地电流一般不大于01A。44铁心接地电流在0103A，8铁心绝缘10铁心接地电流超过03A220绕组频率响应测试10绕组频响测试反映绕组有变形3302短路阻抗与原始值的有差异，但偏差小于2。64短路阻抗与原始值的差异2，但小于312短路阻抗10短路阻抗与原始值的差异33304历次相比变化30504泄漏电流10历次相比变化大于50110绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数10绝缘电阻不满足规程要求220变压器部件状态与评价对应表正常状态注意状态异常状态严重状态评价标准部件合计扣分单项扣分合计扣分单项扣分单项扣分单项扣分本体3010301220202430套管2010201220202430冷却系统1210201220202430分接开关1210201220202430非电量保护12102012202024302状态量的显著性差异分析在相近的运行和检测条件下，相同设计、材质和工艺的一批设备，其状态量不应有显著差异，若某台设备某个状态量与其它设备26有显著性差异，即使满足注意值或警示值要求，也应引起注意。对于没有注意值或警示值要求的状态量，也可以应用显著性差异分析，作为实施细则对部分状态量要求“没有明显变化”或类似要求的判断依据。状态量显著性差异分析方法如下设N（N5）台同一家族设备（如同制造商同批次设备），某个状态量X的当前试验值的平均值为，样本偏差为（不含被诊断设备）；被诊断设备的当前试验值XS为，则有显著性差异的条件为X劣化表现为状态量值减少时（如绝缘电阻）KSXX劣化表现为状态量值增加时（如介质损耗因数）劣化表现为偏离初值时（如绕组电阻）,KSX上列各式中K值根据N的大小按表A1选取。表A1K值与N的关系N567891011131520253545K257245236231226223220216213209206203201当设备台数N5时，不适宜应用本方法。若不受试验条件影响，显著性差异分析法也适用于同一设备同一状态量历年试验结果的分析。举例CT介损ABC第一组A100029B100021C100032第二组A200049B200034C200029被分析量第二组A相试验值计算方法判断A2是否大于KSX计算结果A2000490002924500004950004127判断结论第二组A相试验值应引起“注意”3状态量的纵横比分析纵横比分析适用于异受环境影响的项目，至少一组设备，是一种辅助分析的方法，属于“注意”性质。举例套管介损ABC上次试验值A100029B100021C100032当前试验值A200049B200034C200029被分析量A相当前试验值计算方法101212CBAF计算结果4210293490判断结论A相当前试验值应引起“注意”（四）状态评估的检修策略及调整1检修策略的分类主网输变电设备检修采用的策略主要有以下五种定期检修（TBM）策略、状态检修（CBM）策略、可靠性检修（RCM）策略、改进性检修（PAM）策略、故障检修（RTF）策略。定期检修（TBM，TIMEBASEDMAINTENANCE）是一种以时间为基础的预防性检修，根据设备生命周期的规律，事先确定的检修等级、检修周期、检修项目等的检修方式。状态检修（CBM，CONDITIONBASEDMAINTENANCE）是一种以设28备状态为基础的预防性检修，根据状态检测和诊断技术提供的设备状态信息，评估设备状态，事先确定检修时间、检修等级、检修项目等的检修方式。可靠性检修（RCM，RELIABILITYCENTEREDMAINTENANCE）是一种以设备可靠性统计分析为基础的预防性检修。根据设备可靠性分析结果和在系统中的作用，以最少的检修资源消耗，优化确定检修时间、检修等级、检修项目等的检修方式。改进性检修（PAM，PROACTIVEMAINTENANCE）是指对设备缺陷或频发故障，按照当前设备技术水平和发展趋势进行改造，从根本上消除设备缺陷，以提高设备的技术性能和可用率的检修方式。故障检修RTF，RUNTILLFAILURE是基于设备故障后果在可控的承受范围，仅在设备发生故障或异常后，才进行的维护、修复的检修方式。各类检修策略的关系结构如图12所示图12各类检修策略的关系结构2检修策略的决策通过综合优化检修策略模型分析，提出检修决策建议，并将决29策建议传送到生产管理信息系统，有效支持状态检修工作的具体实施。生产设备的检修决策有规范的技术标准，以变压器检修为例，分为A/B/C/D四类检修。A类检修是指设备变压器本体油箱内部部件的处理及相应试验检测，一般以需人员进入为准（如吊罩、吊芯检查，更换内部部件等）；B类检修是指变压器本体油箱外围设备，或虽属本体内部部件（或介质）（如分接开关、绝缘油等），但无需人员进入油箱的检修工作；C类检修是指输变电设备状态检修试验规程的例行试验及设备的常规维护工作，这里特指停电例行试验及维护；D类检修是指设备带电运行期间进行的各类测试及巡检维护工作。检修策略的制定，根据系统中对设备状态的评价（方法在上一节中“生产设备的状态与评价”中已有阐述），同样以变压器为例1）“正常状态”检修策略被评价为“正常状态”的变压器（电抗器），执行C类检修。根据设备实际状况，C类检修可按照正常周期或延长一年执行。在C类检修之前，可以根据实际需要适当安排D类检修。2）“注意状态”检修策略被评价为“注意状态”的变压器（电抗器），执行C类检修。如30果单项状态量扣分导致评价结果为“注意状态”时，应根据实际情况提前安排C类检修。如果仅由多项状态量合计扣分导致评价结果为“注意状态”时，可按正常周期执行，并根据设备的实际状况，增加必要的检修或试验内容。注意状态的设备应适当加强D类检修。3）“异常状态”检修策略被评价为“异常状态”的变压器（电抗器），根据评价结果确定检修类型，并适时安排检修。实施停电检修前应加强D类检修。4）“严重状态”的检修策略被评价为“严重状态”的变压器（电抗器），根据评价结果确定检修类型，并尽快安排检修。实施停电检修前应加强D类检修。同时应该注意的是，状态检修的前提是设备状态的劣化有一个过程，并且能被检测，仅仅有状态检修的策略是不完整的，需要根据不同的设备选择不同的策略，因此检修决策需要相应的管理机制来保障。无论采用何种检修策略，都会产生相应的检修活动和行为。检修策略的确定应科学合理、有据可依，合理利用有限的检修资源。目前情况下我们对主网输变电设备检修采用的策略，是在定期检修的基础上，同时采用一种为主或几种其它策略作为辅助的综合检修策略（具体份额视情况而定），不管采用哪种策略都不能防止设备的突发性故障。状态检修策略不能完全替代定期检修策略或其他策略。313检修计划的制定根据检修策略的决策和经验探索，总结分析基于设备全寿命周期的检修计划。变压器全寿命周期检修计划（示例）设备类型电压等级A、B类检修C类检修调压开关B类检修寿命500KV依状态随例行试验随例行试验或依状态2530年220KV依状态随例行试验随例行试验或依状态2530年变压器110KV依状态随例行试验随例行试验或依状态2530年SF6断路器全寿命周期检修（示例）设备类型电压等级A、B类检修C类检修机构B类检修寿命500KV依状态或厂家规定值随例行试验依状态或厂家规定值2530年220KV依状态或厂家规定值随例行试验依状态或厂家规定值2530年断路器110KV依状态或厂家规定值随例行试验依状态或厂家规定值2530年输电线路全寿命周期检修计划（示例）设备类型电压等级A、B类检修C类检修D类检修E类检修寿命220KV依状态随线路断路器例行试验根据规程规定及线路状态依状态30年输电线路110KV依状态随线路断路器例行试验根据规程规定及线路状态依状态30年4检修周期的调整开展状态检修并不意味着对检修周期的全部否定。周期仍然是32必须的，因为获得状态的需要，部分部件寿命前维护的需要。周期不一定是时间概念，可能是电气寿命、机械寿命。建议制定适合自己设备特点的基准周期和检验周期。符合以下各项条件的设备，停电例行试验可以在周期调整后的基础上延迟1个年度A巡检中未见可能危及该设备安全运行的任何异常；B带电检测显示设备状态良好；C上次例行试验与其前次例行（或交接）试验结果相比无明显差异；D没有任何可能危及设备安全运行的家族缺陷；E上次例行试验以来，没有经受严重的不良工况。有下列情形之一的设备，需提前，或尽快安排例行或/和诊断性试验A巡检中发现有异常，此异常可能是重大质量隐患所致；B带电检测（如有）显示设备状态不良；C以往的例行试验有朝着注意值或警示值方向发展的明显趋势；或者接近注意值或警示值；D存在重大家族缺陷；E经受了较为严重不良工况，不进行试验无法确定其是否对设备状态有实质性损害。33四、项目投资估算项目投资估算（万元）总投资合计2011年2012年2013年成本性费用2800280资本性费用0项目总费用2800280分项投资费用类型（成本性/资本性）金额（万元）计算根据及理由软硬件平台费用系统软件费用项目开发费用实施费用监理、咨询费成本性280维护费用培训费用资料费差旅费其他费用（费用科目可以补充）34五、预期应用前景原始参数的分析与确定是输变电主设备状态评估的基础，准确、客观的获取状态评估的参量数据对指定状态检修计划显得尤为重要，电力设备各种检测、维护和故障分析的历史资料给设备状态评估、检修计划安排和新产品的设计修改提供了各种有价值的信息数据。深圳供电局于近年上线使用了生产管理系统，由于该系统对具体的物理设备进行了全服役周期的管理，从设备安装投运开始记录该设备的一系列信息，如每次针对该设备的检修记录，该设备发生的缺陷信息与消缺情况，以及该设备拆卸与安装记录等，可以跟踪该设备在多个功能位置服役的情况，最后记录设备报废的信息，实现设备从开始服役到最后报废的全服役周期管理。因此本项目可从深圳供电公司生产管理系统中获取输变电主设备的各种信息，然后从大量的数据中提取对输变电主设备状态评估有用的知识，这些知识是隐含的、事先未知的、潜在有用的信息，例如统计出各部件的故障率、造成设备严重故障的概率等参量，可以更有效的指导深圳供电公司的状态评估与状态检修工作。六、经济效益分析开展状态检修可有效减少工作量、降低检修成本，提高经济效益；减少了倒闸操作；提高供电可靠性；提高了人身和设备的安全。35同时，检修方式由盲目检试方式变为评估后检修，设备健康水平得到了提高，缺陷率大大减少。提高了设备的可用率，生产管理水平进一步提高。根据国外的相关统计，实施状态检修可使每年用于设备的维修费用减少2550，停电时间减少75，因此直接和间接经济效益是巨大的。七、项目研究结论结论实现电网状态检修，减少电网设备的检修次数，提高电网的供电可靠性和经济效益是电力公司检修管理发展的必然趋势。状态评估的研究应用项目具备客观的必要性和充分的可行性。建议开展状态检修应以保证设备的安全运行为首要原则，加强设备状态的监测和分析，科学、合理地调整检修间隔、检修项目，同时加强管理工作，制定相应的管理制度。其次，要对对状态检修的复杂性、长期性、艰巨性及其蕴藏的巨大潜力有充分的认识，用于状态评估的数学模型的合理性、算法的准确性都需要在实践中检验，在检验中提高。第三，状态检修辅助决策不可缺少，通过设备台帐、试验、运行、检修管理和知识库及智能管理系统的建立，结合状态检修策略，通过对这些数据的分析诊断，依据状态评估得出的结论，确定检修36决策，从而实现电力设备状态检修。第四，总体规划，分步实施，先行试点，逐步推进。实施设备状态检修既要有长远目标、总体构想，又要扎实稳妥、分步实施，在试点取得一定成功经验的基础上逐步推广。八、附件（一）参考标准中华人民共和国电力法电力设施保护条例及实施细则电力电缆运行规程中国南方电网有限责任公司状态检修管理办法中国南方电网有限责任公司110KV500KVSF6断路器状态评价导则中国南方电网有限责任公司110KV500KV油浸式电力变压器电抗器状态评价导则DL/T7412001架空送电线路运行规程DL40891电业安全工作规程（电力线路部分）Q/CSG100102004输电设备状态评价标准Q/CSG100072004电力设备预防性试验规程Q/CSG100042004电气工作票技术规范（线路部分）Q/CSG100022004架空线路及电缆安健环设施标准Q/CSG210032008中国南方电网电力调度管理规程37Q/CSG107012007输变电设备缺陷管理标准Q/CSG107032007接地装置运行维护规程GB10941996电力变压器GB64501996干式电力变压器GB64511999三相油浸式电力变压器技术参数和要求GB1207电压互感器GB1208电流互感器GB/T7252变压器油中溶解气体分析和判断导则GB/T7595运行中变压器油质量标准DL/T5961996电力设备预防性试验规程G