（电气工程专业论文）供电企业实现状态检修的策略探讨.pdf

创匕口口 厂尸 月 本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文 电力企业实现状态检修的策略探 讨 ，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和 取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包 含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名: 孙4 。期: ， / .5 . if 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即:学校有权 保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;学校可以采用影印、缩印或 其它复制手段复制并保存学位论文; 学校可允许学位论文被查阅或借阅;学校 可以学术交流为目的， 复制赠送和交换学位论文;同意学校可以用不同方式在不 同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 储 签 名 : ) a 4 6 日期 :- - 7 - 5 , 导师签名 华北电力大学工程硕士学位论文 第一章绪论 1 . ， 我国电力企业设备检修模式概况 检修川 是为了 保持或者恢复设备的原始功能所进行的作业行为， 通常包括了 检 查、维护、修理和更新这四部分内容。根据检修方式不同目前共有三种检修模式: 故障后检修、定期检修和状态检修。 故障后检修是最早应用的一种检修模式也称为故障检修，这种检修的模式是指 事前无检修周期和计划，在设备发生故障失去其原有的功能作用之后，再对设备进 行检修，以恢复其原有的功能。定期检修也称为计划检修，是据以往经验、规定和 设备的使用情况， 掌握设备的平均寿命及故障率， 确定设备的检修规模及间隔时间， 从而按预先规定的周期或者操作次数所执行的预防性检修作业。状态检修也称预知 检修，它是以离、在线监测及诊断技术为基础，对设备通过纵向 ( 历史和现状) 、 横向 ( 同类设备的运行情况)的比较分析，掌握其状态信息，对变化发展趋势及使 用期限等做出预测，制定出维修计划。 目前我国电力企业设备管理普遍采用单纯以时间为周期的定期检修为主并与 事后检修相结合的模式。这种模式明显存在一些问题。 1 ) 不考虑设备的 实 际 状况 由于定期检修模式对于电气设备的检修类别、检修项目和检修周期均按统一的 规程规定执行。 规定中要求对于主变压器在投运5 年内进行一次大修，以后每5 - 1 0 年进行一次大修;对于 1 1 0 - 2 2 0 0 少油断路器投运 1 年进行一次大修，以后每 3 - 5 年进行一次大修，一年一次小修;对于 3 5 k v 多油断路器投运 1 年后进行一次大修， 以后每3 - 4 年进行一次大修。这种针对同类设备固定一个检修周期的定期检修模式 忽略了设备个体的制造工艺、使用的原材料、安装施工质量、设备工作环境以及运 行条件的差异。这也就造成了在定期检修模式下，一方面大部分被检修设备不会发 现任何问题:而另一方面对一些状态异常的设备，由于没有达到大修周期所以不能 列入大修计划，也造成了缺陷的发展。总体来说，采用定期检修模式造成的过剩检 修的情况较多，这对于提高企业的生产效率产生了不利的影响。 2 )检修过程中针对性不强 由于定期检修中检修周期成了设备进行检修地唯一依据，因此工作人员往往忽 略了对于设备运行、试验、监测等技术数据的全面分析，不能全面客观的掌握设备 的状况， 不能使以上的运行、 试验、 监测等技术数据充分的发挥对检修的指导作用， 因此在检修中不能突出重点，往往是一个被检修设备的各方面都要检查都要维护， 这样一来，一方面投入的人力、物力大大增加:另一方面也由于检修工作的面广而 华北电力大学工程硕士学位论文 对于一些细微的缺陷不易发现，降低了检修的效果。 3 )现行检修周期不符合设备寿命的故障规律 中外大量的设备统计资料表明，任何设备在寿命期内的故障率曲线z 1 是一条浴 盆状的曲线，即一个设备的故障率和运行时间是指数分布关系。其分布曲线形状像 浴盆，故称浴盆曲线，如图 1 - 1 所示。根据这个曲线，设备在新投运时发生故障概 率较大，经过一段时间就进入稳定期，再经过较长的一段稳定期后，由于各种原因 进入新的不稳定期，即危险期。稳定期的长短，不仅与设备的设计制造和安装施工 有关，而且还与运行中所处工作状态、工作条件有关。因此同一类型的设备在整个 寿命期内实行同一周期的定期大修显然是违背其自然规律、不符合设备的客观实际 情况的，因此也就造成了设备检修工作中过剩检修和不足检修在设备运行的不同时 期相继出现的情况。 故 障 率t 饭 一 稳定期危险期 片一亡一一一一一一片- - - - in.ii- u al1 间 图1 - 1浴盆曲线 4 )常常产生负效应 鉴于当前检修方式的总趋势是过剩检修，过剩检修除了会影响生产效率外往往 还会产生相反效果。例如，对某些不易过多拆装的设备的过剩检修会使状况良好的 设备越拆越坏，越修越漏，而且检修工作次数的增加也必然使运行设备停送电的次 数增加，破坏电网的原有结构，这就必然导致误操作、误碰设备、误接线的概率增 加，甚至增加了发生人身伤亡事故的可能性。 1 . 2 论文选题的意义 我国供电设备的检修，普遍实行的都是预防性检修，即计划性检修体制，“ 到 期必修，修必修好”是设备检修的基本原则。这是我国从 5 0年代起学习前苏联的 预防性计划检修制度以后在总结我国实践经验的基础上，逐步形成的计划检修体 制。其大、小修的项目内容、周期、工期均按电力主管部门颁发的全国统一规定的 规程执行， 从而对设备实施事前定期、 全面检修， 达到使设备功能全面恢复的目的。 但通常在两次大修期间，都会出现由于设备缺陷引起的故障维修。故障维修是事后 的非计划的检修。计划性检修+ 故障维修的检修策略对保证设备可靠运行起到了积 华北电力大学工程硕士学位论文 极的作用。 但是， 随着电力工业的发展，电力设备趋向于高参数、大容量、复杂化， 现行检修策略明显暴露出 “ 维修不足、维修过剩、盲目维修”等问题。 状态检修(3 ) ，即在设备状态评价的基础上，以设备的 状态为依据，在对设备状 态进行检测分析的基础上，根据设备状态和分析诊断结果安排检修时间和项目，并 主动实施的检修方式。状态检修是根据状态监测所提示的检修需求进行检修，也就 是对设备状态进行监测，按设备的健康状态来安排检修。这种检修方式解决了多年 来在预防性检修中存在检修过剩或检修不足的问题，可以合理延长设备的检修间 隔，减少设备的检修费用，提高设备可利用小时数、增加设备的使用寿命，使设备 检修由计划性向科学性过渡，使企业生产管理更加科学化，也是企业设备检修制度 的一场革命。因此状态检修对于提高设备可用率、 减少维修工作量、降低检修费用、 预防事故发生、 及时了解设备状态具有重要意义。 西方发达国家早已实行状态检修， 其主要目的是使设备检修科学合理，企业的经济效益最大化。在我国随着制造工业 的发展，再加上科技含量高的免维护设备的引进，使供电设备本身的可靠性得到极 大的提高。另外，近年来供电设备综合自动化投运和大量在线监测装置的开发，给 状态检修提供了基础。状态检修模式的确立是设备管理的一项重大变革，通过状态 检修模式的确立可以改革传统的检修制度。它不仅仅有利于安全生产降低检修费用 和提高企业效益，更重要的是有利于培养生产技术管理人员运用科学的思维、正确 的方法分析问题的能力，有利于培养尊重实践、实事求是的工作作风。因此开展在 电力企业中开展状态检修成为电力企业发展的需要。 1 . 3 本章小结 本章主要介绍了当前国内外设备检修所经历的三个主要阶段 ， 并初步指出了我 国电力企业现行的以计划检修为主以故障检修为辅的检修模式存在如下缺点:检修 计划与设备实际情况不符，检修过程针对性不强，检修周期不符合设备缺陷规律， 以及过剩检修常常起到相反的作用。指出了希望通过在供电企业确立状态检修模式 来变革传统检修制度，提高企业效益，促进安全生产。 华北电力大学工程硕士学位论文 第二章状态检修技术的研究与应用现状 2 . 1状态检修概述 状态检修就是对设备进行全方位状态监督，对设备运行状态、影响安全经济、 可靠运行的数据进行综合分析，并对设备进行前景预测，根据结果再拟定检修内容 和确定检修时间，真正做到 “ 应修必修、修必修好”。实施状态检修的目的就是科 学保养设备，在保障设备安全、可靠、经济的前提下，最大限度地提高设备的应用 率，降低检修人、财、物的浪费和检修磨损，提高企业效益。在电力系统的发展历 史中，国内外的检修策略经历了三个阶段 幻 :最初的检修策略称为事故检修，即只 在故障发生时才进行修换或管理工作。这是一种被动性检修。随着社会化大生产对 设备依赖性的逐渐增大， 检修策略便成为预防性检修， 即我们通常所说的计划检修。 然而，计划检修所消耗的人力和物力是巨大的，渐渐不适应现代企业的运作需求， 也不能保证设备的正常运行。状态维修技术最初应用于航空航天系统，后移植用于 核电站的维修，近年已成功用于发电厂设备的维修，并正用于输变电设备的检修。 航空航天系统状态检修技术， 首先是基于大型宽体客机的投运， 系统变得十分复杂， 长期延用的定时大修的传统方法在经济上变得不可接受，而根据元件故障后果的严 重程度确定的维修计划( r c m ) ，取得了既经济，可靠性又有提高的良 好效果。目前， 全世界几乎所有航空公司均采用 r c m 技术实施飞机维修。在发达国家，电力行业早 已从定期检修模式( 或称预防性检修模式) 过渡到了状态检修模式( 或称预知性检修 模式) 甚至是可靠性检修模式。电力系统状态检修是美国电力研究会( e p r i ) 在以可 靠性为中心的检修( r c m ) 基础上提出的一种新的设备检修维护方式一一预知性检修 ( p d m ) ，也称状态检修 o p d m 利用监测和诊断技术对设备的状况进行分析，给出设 备检修的建议和防止事故、提高可靠性的措施。该方法在美国取得了巨大的成功， 现在德国、日本、加拿大及俄罗斯等国都开展了此项工作。状态检修是根据设备的 状态，按设备的实际情况和需要及时进行检修。它不规定检修周期，而是定期或连 续地对设备进行状态监测，并根据状态检修数据进行诊断、分析、评估，适时做出 检修的决策，是最有发展前途的检修方式。因此，近几年状态检修在国内逐渐被提 上日常议程。 2 . 2状态检修的技术含义 早在 1 9 8 7年国务院颁布的 全民所有制工业交通企业设备管理条例中提出 “ 企业应当积极采用先进的设备管理方法和维修技术，采用以设备状态监测为基础 的设备维修方法” 。1 9 9 2年国务院又在 八五后三年企业设备管理工作要点中进 s 华北电力大学工程硕士学位论文 一步提出“ 要继续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 的设备维修制度气 在 1 9 9 0 年国际大电网会议上， 0 . d e t e r 提出现代化电网要求必须对变电设备进 行高标准检修( 广义) 4 1 . a 枪修要保证设备在所要求的性能及可靠水平上运行。 b 检修时间必须降到最少，以便获得设备的最大可用性。 c 为使维修费用最低，必须避免不必要的更换部件和其他工作。 d 检修应限制设备的变坏，以保证尽可能并且经济上允许延长设备的服役时 间。 上述4 点内容实质上已经对状态检修方式的特征及预期的效果进行了综述。从 技术角度而言，状态检修技术可以包含以可靠性为中心的维修技术( r c m ) 和预测性 维修技术( p d m ) ，而二者是互相紧密联系而又不同的二个技术领域，国内电力专家 就二者的概念做出了如下描述: 以可靠性为中心的维修 3 1 是在对元件的可能故障对整个系统可靠性影响的评估 的基础上决定维修计划的一种维修策略。 设备可靠性通常用可靠度函数r ( t ) 来定量 4 描 述 。 不 可 靠 度 通 常 用函 数f ( t ) 来 表 示， 它 是 产品 在 时 间t 内 发 生 故 障 的 概 率， ax ) 为故障密度函数。 f ( t) 一 f ( x )d t ( 2 - 1 ) r ( t) 一 一 f ( t) = f f ( x )d t ( 2 - 2 ) 预测性维修3 1 是根据对潜伏故障进行在线或离线测试的结果和其他信息来安 排维修的技术，其关键是依靠先进的故降诊断技术对潜伏故障进行分类和严重性分 析，以决定设备是否须立即退出运行和应及时采取的措施。 依据状态检修技术的概念，其应用必将涉及复杂系统的可靠性评价，信息采集 处理技术，在线监测技术，故障严重性分析和设备寿命估计等领域。尽管如此，国 内外电力及其它行业在探索和运用中仍取得了成熟或较为成熟的经验，实践证明， 状态检修能有效地避免上文中提及的定期检修所产生的种种弊端。 2 . 3国外关于电气设备状态检修的研究现状 国外在状态检修技术研究与实践应用方面都已取得了显著的成绩， 很多国家都有应 用这项技术的报道。 美国电力研究院 ( e p r i ) 下属的监测诊断中心( m 天津供电局对所有线路瓷瓶涂长效r t v涂料后，可以5 年以上不进行清扫。 刀 由 于电 力行业的 特殊性， 在追究设备故障贵 任时， 往往会考虑规程中 定检周期 的规定。 而状态监测技术手段的不完善，以及状态检修技术管理工作的复杂性，使得状 态检修的推广工作任重而道远。 2 . 5本章小结 本章介绍了状态检修技术的产生及其发展过程， 指出了状态检修可以 包含以可靠性 为中 心的 维 修技术 ( r c 峋和预测性维修技术口 d 峋， 并描述了以 可靠性为中 心的维修 技 术( r c 娜和 预测性维修技术( p d m ) 的 概念。同 时调查了国 外对于状态检修的 研究现状及 国内电力企业实行状态检修的基本情况， 为国内供电企业实现状态检修策略的提出奠定 了基础。 华北电力大学工程硕士学位论文 第三章国内电力企业传统检修模式效能分析及其改进对策研究 3 . 1 3 . ， . 国内电力企业传统的检修模式及其优劣 ，国内电力企业传统检修模式的总体情况 目 前我国电力设备的维修体制是定期预防性检修与故障临时性维修相结合。 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。 定期检修大多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，并且通常在两次大修期间都会 出现几次由于临时停运引起的故障维修。 故障维修是事后的非计划的检修。 它一般仅针 对性地维修故障部件， 使设备在最短时间恢复运行。 这种定期预防性检修与故障临时性 维修相结合检修策略在中国己经长期采用并积累了丰富的经验， 对保证设备可靠运行起 到了 积极的作用。但是，随着设备制造业和电力工业的发展，电力设备趋向于高电压， 大容量， 复杂化， 现行检修体制明显地暴露出“ 临时性维修频繁、 维修不足、 维修过剩、 盲目维修”等缺陷，与当前供电企业 “ 一强三优”的目 标有着很大的差距。 3 . 1 . 2传统检修模式下设备的检修 ( 大修、小修)情况分析 3 . 1 . 2 . 1贡点设备的检修周期和检修项目 1 )变压器的检修周期和检修项目 ( 1 )检修周期 大修周期一般为投入运行后的5 年内和以后每间隔 1 0年大修一次，另外对于 在电力系统中运行的主变压器当承受出口短路后经综合诊断分析， 可考虑提前大修。 小 修周期一般为每年1 次; 对于附属装置如变压器油泵、风扇、冷却器也规定了1 - 2 年的 检修周期。保护装置、测温装置、自动装置及控制回路，一般每年进行一次检验。 ( 2 )检修项目 变压器大修项目 如下: 吊开钟罩或吊出 器身检修绕组、 引线及磁( 电 ) 屏蔽装置: 检修铁芯、 铁芯紧固 件 ( 穿 心螺杆、 夹件、 拉带、 绑带等 ) 、 压钉、 压板及接地片; 检修 油箱及附件， 包括套管、吸湿器等; 检修冷却器、油泵、水泵、 风扇、阀门及管道等附 属设备; 检修安全保护装置、油保护装置;校验测温装置; 对操作控制箱进行检修和试 验;检修无励磁分接开关和有载分接开关;全部密封胶垫的更换和组件试漏;必要时对 华北电力大学工程硕士学位论文 器身绝缘进行干燥处理;变压器油的处理或换油;清扫油箱并进行喷涂油漆;最后进行 大修试验和试运行。 变压器小修项目 如下:处理已发现的缺陷; 放出储油柜积污器中的污油; 检修油位 计，调整油位;检修冷却装置，包括油泵、风扇、油流继电器、差压继电器等，必要时 吹扫冷却器管束;检修安全保护装置，包括储油柜、压力释放阀、安全气道、气体继电 器、 速动油压继电器等: 检修油保护装置;检修测温装置， 包括压力式温度计、电阻温 度计 ( 绕 组温度计) 、 棒形温度计等; 检修调 压装 置、 测量装置及控制箱， 并进行调试: 检查接地系统; 检修全部阀门 和塞子， 检查全部密封状态， 处理渗漏油: 清扫油箱和附 件， 必要 时 进行 补漆: 清扫外绝缘和检查导电 接头 ( 包括套管将军帽 ) ; 按有关规程规定 进行测量和试验。 2 )断路器的检修周期和检修项目 对于1 1 0 - 2 2 0 k v少油断路器投运1 年进行一次大修，以后每3 - 5 年进行一次大修， 一年一次小修。对于3 5 k v多油断路器投运 1 年进行一次大修，以后每3 - 4 年进行一次 大修。国产s f 6 断路器每隔5 到6年机构大修一次，每隔1 5 年对灭弧室、本体进行解 体检修， 并结合试验对操动机构和传动部分进行检查和维护。 大修项目 可分为常规项目 ( 标准项目)和特殊项目 ( 非标准项目)两种。常规项目主要包括下面三部分: a . 进行 较全面的 检查 ( 对某些部件要解体 检查 ) 、 清理和修整。 b .除设备中的缺陷，更换易损件或不合格部件。 c .进行行必要的测试，做出技术鉴定。 小修是指两次大修之间的检修，以便对大修后设备在技术性能上起巩固和提高的作 用，也是对大修的补充。小修一般每年一次。小修项目 主要有下面几只种: a . 消除大修后运行中所发现的新缺陷。 b . 重点检查易损件、易磨件 ( 指外观能检查到的) ，发现问题及时处理，并对设备 进行. 必要的外部清扫。 c . 进行电器预防性实验，对注油设备还应进行油样化验。 d . 大修前一次小修应做为必要的检查测试， 为编制大修计划作准备。 以1 1 0 k v断路器为例， 大修项目 达3 4 项， 涉及导电 系统、 灭弧装置、 中间机构箱、 分闸缓冲器、 传动装置水平拉杆、排气装置、放油阀、安全阀、工作罐、油泵等。 3 )互感器的检修项目 大修项目 如下:( 1 ) 缺陷收集及处理;( 2 )器身检查及修理;( 3 )零部件修理及更 换密封件;( 4 )处理或更换绝缘油;( 5 )器身干燥 ( 必要时进行) ;( 6 )总装配及密封 试验;( 7 ) 绝缘油及电 气试验;( 8 ) 外壳喷漆。 小修的主要项目 有:( 1 )检查、调整油位;( 2 )检查呼吸器，更换硅胶;( 3 ) 检查 储油柜和膨胀器的密封;( 4 )处理渗漏油，清扫瓷瓶油箱等外壳;( 5 ) 检查电流互感器 末屏接地或电压互感器端接地;( 6 )检查各部位紧固情况;( 7 )预防性试验:( 8 )外壳 9 华北电力大学工程硕士学位论文 补漆。 3 . 1 . 2 . 2 设备的检修 ( 大修、小修)的效果统计 对于根据上述的各类设备的检修周期和检修项目的规定所进行的定期检修的效果 许多 供电 公 司 进行了 详 细的 统 计 s i . 山 东省电 力公司 经对1 1 0 台1 1 0 k v 及以 上 变压器1 6 2 台次定期吊检大修统汁分析， 共发现缺陷2 4 项， 平均每吊 检 1 次发现、消除缺陷0 . 1 4 8 项( 不含渗漏和锈蚀缺陷 ) ; 其中一般缺陷2 3 项、 危及安全运行的缺陷1 项、 需要吊检才 能发现的缺陷 1 项、通过外部检查、试验就能发现的缺陷 1 4 项，同时在检修中损坏部 件2 次. 在对高压开关大修统计分析， h o w 及以 上油开关9 0 % 没有部件损坏情况( 不含 液压 机构) ，只是个别开关调整数据和绝缘性能有所变化.由 此说明定期检修的低效性 和盲目 性问题比较突出。 设备每年进行试验、 检修和操作等要人力几十万个工日。 尽管 有严格的组织和技术措施， 但是误登、 误碰带电设备、高空坠落情况时有发生，还会发 生误操作事件。经济上大修一台1 2万变压器需投入人力3 0 0 工日，资金 5 - 6 万元。大 修一台2 2 0 k v开关需投入人力1 0 0 工日 ， 资金2 万元。 由以上的统计可以发现: 目 前计划 性检修存在着盲目 检修、 过量检修等问题从而造成了 人力、 物力、财力的极大浪费并且 带来了其它的一些弊端，影响了电网的安全运行及设备的合理使用。 3 . 1 . 3传统检修模式下预防性试验情况分析 3 . 1 . 3 . 1 预防性试验周期规定 由于行业标准 电力设备预防性试验规程( d l / t 5 9 6 - 1 9 9 6 )对于各类设备预防性 试验的周期虽有规定，但是仅给出了一个周期的大致范围，例如使用1 - 3 年或者 1 - 5 年 这样的弹性的语句进行规定， 所以各地区在执行规程也不相同， 但是由于原来老旧设备 的制造工艺不高、运行年限较长、故障几率较大的现实情况的存在，各地区在规定预试 周期上十分保守， 以笔者所在沧州供电公司为例， 传统模式下各设备试验周期规定如下: ( 1 ) 避雷器:预试周期为 1 年。同时进行红外测温、带电测试和在线监测工作， 积极做好数据积累和分析。 ( 2 ) 互感器:加装膨胀器的 1 1 0 k v 及 2 2 0 k v 设备，周期二年。 ( 3 ) 变压器: 铁芯绝缘摇测一年一次， 带分接开关的绕组直流电阻测试一年一次， 其它项目 周期二年。 ( 4 ) 断路器: 周期二年( 油开关中油的简化试验应一年一次) ， 真空开关周期一年。 ( 5 ) 隔离开关:周期三年。 ( 6 ) 套管:周期与主变一致. ( 7 ) 祸合电容器:周期三年。 ( 8 ) 设备接地:周期二年。 ( 9 )电容器、电抗器及电缆:周期三年。 阻波器:绝缘试验项目周期三年。 1 0 华北电力大学工程硕士学位论文 曲 1 0 - 3 5 k v 母线耐压试验:周期三年。 c o绝缘油试验按原规定进行，绝缘油试验应与高压试验交叉进行。 ( m 1红外热成像普测每年两次，分别于春、秋清扫前进行。 从以上规定可以看出除电容器、 阻波器外， 对于重点设备例如变压器、 避雷器、 断路器、互感器等设备预防性试验周期仍为 1 - 2 年，尤其是变压器和避雷器预防性 试验周期均为 1 年，这就造成了运行设备停送电的次数增加，破坏电网的原有结构，必然 导致误 操 作、 误 碰设 备 、 误 接 线的 概率增 加。并且随着电网的发展输变电设备逐年增加， 这使得预防性试验的工作量日益增加，工作人员往往由于得不到充分的休息而疲劳 作战影响测试的准确度，并不利于电网和设备的安全运行。 3 . 1 . 3 . 2重点设备预防性试验项目规定 1 )变压器预防性试验项目规定 变压器预防性试验项目 有: 油中溶解气体色谱分析、 绕组直流电阻、 绕组连同套管 的绝缘电阻、吸收比 和 ( 或)极化指数、绕组的泄漏电 流、绕组连同套管的 t a n 5 及电 容量、铁芯和夹件 ( 有外引接地线的)绝缘电阻、主绝缘及电容型套管末屏对地 加 n s 与电容量。 2 )互感器预防性试验项目规定 电流互感器试验项目 有: 绕组及末屏的绝缘电阻、 t a n 5 及电容量、 油中溶解气体分 析;电磁式电压互感器的试验项目 有:绝缘电阻、 t a n s 、 油中溶解气体分析;电容式电 压互感器的试验项目 有:极间绝缘电阻、电容量、t a n s 、低压端对地绝缘电阻。 3 )断路器预防性试验项目规定 s f 6 断路器预防性试验项目 有: 断路器和g i s内s f 6 气体湿度; 导电回路电阻:断 口间并联电容器的绝缘电阻、电容量和 t a n 6 ;分、合闸电磁铁的动作电压;s f 6气体 密度监视器( 包括整定值) 检验;油断路器的试验项目 有:绝缘电阻、少油断路器的泄漏 电流、导电回路电阻、非纯瓷套管和多油断路器的 t a n 6 、断路器对地、断口 及相间交 流耐压试验、断路器本体绝缘油击穿电 压试验。真空断路器的试验项目 有:绝缘电阻、 断路器对地、断口 及相间交流耐压试验、导电回路电阻。 4 )避雷器预防性试验项目 规定 阀式避雷器试验项目 有:绝缘电阻、电导电流及串联组合元件的非线性因素差值、 工频放电电压、 底座绝缘电阻; 金属氧化物避雷器的预试项目 有: 绝缘电阻、 直流 1 m a 电压及7 5 %该电 压下的泄漏电流测量。 从原理上分析以 上试验项目， 有些试验项目的缺陷检出的可能性不大， 例如:变压 器本体t a n 6 测试项目， 由于ta n 5 是反映绝缘介质损耗大小的参数它仅对分布性缺陷比 较灵敏。而大型变压器的体积较大，绝缘材料有油、纸、棉纱等。其绕组对绕组、绕组 对铁芯、 绕组对外壳等组成多个并联支路。当测试t a n 6 时， 因为并联支路的t a n 6 介于 1 1 华北电力大学工程硕士学位论文 各支路中最大值和最小值之间， 且其值的大小决定于缺陷部分电容和总电容之比。当局 部缺陷的t a n s 虽已很大时， 但其与总体电容之比仍然很小总体的t a n 6 仍然很小。而变 压器绕组对地电容量较大，所以 t a n 6 值基本不能反映出初期受潮和局部受潮缺陷，只 能对整体受潮严重时才能灵敏反映， 而且受天气影响及套管表面脏污影响严重。 所以变 压器本体 t a n 6 测试项目 对发现缺陷效果不明显并且对于此类缺陷通过油中溶解气体分 析的试验即可发现. 并且有些重要的项目 未能列入预防性试验项目， 例如对于断路器所 列预试项目 仅检测了断路器的导电性能和绝缘性能而未能检测其机械性能， 而近年来国 内断路器的缺陷大部分是由于断路器的机械性能下降而诱发的。 3 . 1 . 3 . 3预防性试验效果统计和分析 通过以上的分析调查传统检修模式下的预防性试验不论从试验周期还是从试验项 目 上都存在着较多的不合理因素这使得预防性试验效率低、 可靠性差。 笔者就所在的沧 州供电公司在传统检修模式下预防性试验的效果进行了统计， 每年设备预防性试验平均 在2 0 0 0 台相以上而年预防性试验缺陷检出率最高达到 1 .2 6 %最低仅为0 . 5 2 %。 这是预防 性试验总体的情况那么就个别设备来说其预防性试验效果如何呢?请看下面的统计: 表3 - 1沧州供电公司变压器类9 9 - 0 2 年的预试效果统计表 项 目 1 9 9 9 12 0 0 02 0 0 12 0 0 2 it 瘾 c 缺陷总数检缺率 12 2 0 k v 直阻637 21 800 全 项 目; 751 0 2 600 1 1 0 k v 直阻 1 2i 1 3 1 11 34 91 1 : % 全项目2 41 1 1 3)i 2 4 7 200 3 5 k v 直阻4 030: i 。 i0 全项目38321 600 i o kv绝缘9 i1 31 453 91 2 . 5 % 总计6 2 l 5 55 6l w 2 2 92 二 、 表3 - 2沧州供电公司互感器类9 9 - 0 2 年的预试效果统计 类型1 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 2计划总数 缺陷总数检缺率 12 2 0 k v 电磁 p t33 0 06。 l 。 cvt 3 3i5 。 7 8 6 32 0 410 . 4 9 % 电容型 ct 5 18 71 0 21 5 9 3 9 910 . 2 5 % 1 1 0 k v电磁 p t 8 41 2 3 4 5 2 5一; 7 7 10 . 5 6 % 华北电力大学工程硕士学位论文 cvt42 213 1 6 11 1 8 。 。 电容型 ct 7 51 2 97 12 1 96 2 84 0 . 6 3 % 电磁型 ct 9 95 17 56 62 9 120 . 6 8 % 总计 3 4 93 6 5 4 0 2 5 9 3 1 7 0 9 90 . 5 3 % 表3 - 3沧州供电公司断路器类9 9 - 0 2 年的预试效果统计 项 目9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 2计划总数缺陷总数检缺率 2 2 0 k v 少油1 08 1 3 1 3 4 4 。 0 s f 671 3 2 0i 2 8 6 8 7 1 0 . 2 % 1 1 0 k v 少 油 1 5 5 2 913 9 2 71 5 0 74 . 6 % s f 61 02 43 161 1 2 632 . 3 % 3 5 k v 多油 2 61 2 3 61 77 211 . 3 % 少 油 1 2 2 1 51 195 7 00 真空9911 1 . 1 % s f 6861 82 35 591 6 . 3 % l o kv 少油2 51 5 2 7 1。11 7 5 00 真空1 0 36 41 2 48 33 7 410 . 2 6 % s f 62200 总计 巨6 6 1 9 72 912 7 8 匕1 0 3 2 _ 2 9 l _ 2 .8 % 表3 - 4沧州供电公司避雷器类 9 9 - 0 2 年的预试效果统计 类型9 92 0 0 02 0 012 0 0 2计划总数 缺陷总数检缺率 2 2 0 k vm o a4 84 86 66 6 2 2 8: 0 .8 7 % 1 1 0 k v 阀型6 72 4609 : 1一 1 31 3 . 4 5 % m oa1 2 6 1 2 81 6 0 2 1 0 6 2 4 10 . 1 % 3 5 k v 阀型1 5 31 1 59 95 6 4 2 3一 ; 。 : 3 % 磁 吹 l; 31 i。5 i 。0 moa3 73 76 51 4 32 8 21 0 . 3 5 % 1 o kv 阀型1 0 2l i l l i 9 44 03 4 7: i 0 .5 7 % m o a1 9 6 9 61 9 92 2 361 410 . 1 6 % 总计6 3 05 6 25 9 07 3 82 5 2 03 0 匕1 .1 8 % 华北电力大学工程硕士学位论文 从以上分类统计可以看到各类主要设备的检出率均较低， 大部分设备的缺陷检出率 在1 %以下。分析缺陷检出率较高的设备也有如下的原因: 8 变压器直流电阻缺陷除了 停电预防性试验的手段外也可以用带点红外测温和油 中溶解气体试验等不停电测试手段发现; b ) 针对断路器的各项统计数据， 可以发现 1 1 o k v及以上电压等级s f 6 开关出现的 缺陷主要是导电回路直阻缺陷，由于绝缘拉杆受潮引起绝缘电阻降低的缺陷为0 ，所发 现直阻超标的开关在跟踪的年限里， 其直阻发展均十分缓慢。由于开关厂家规定的直阻 标准为开关在额定电流下测试规定的， 而正常运行负荷电流却很小， 且数据均在开关触 头接触电阻折算公式算出的数据范围内， 所以 从历年的统计数据中分析， 即使直阻稍超 标， 在未来的两年内 也不会影响其正常运行因此此类缺陷发现的意义不大。 c )避雷器缺陷检出率较高的为阀式避雷器缺陷，在目前绝大部分避雷器均已更换 为金属氧化物避雷器 ( mo a )的情况下统计各电压等级金属氧化物避雷器预防性试验 的缺陷检出 率均在 1 %以下。 而是否仅沧州供电公司是这种情况呢?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m ， 得到了 一些有价值的结论， 如: 线路绝缘子， 在 1 9 8 3 - 1 9 9 1 年间该局共测1 1 1 万片次，发现过4 1 4 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。 1 9 5 7 年以 来， 该局对变压器油做过简化试验3 0 多万份， 共发现酸价不合格的6 份、闪点不合格的1 份。 通过以上的统计分析可以充分说明在遵循传统检修模式下的预防性试验周期和试 验项目 的情况下设备的 缺陷检出率较低、 有效性差， 并且经过调查各地均发生预防性试 验合格的设备运行中发生故障的情况出现。 综合分析传统检修模式下预防性试验存在着 如下弊端。 预防性试验的目的之一是通过各种试验手段诊断电力设备的绝缘状况。 电力设备绝 缘的部分薄弱环节，最容易被损坏或劣化，且绝缘故障具有随机性、阶段性、隐蔽性。 绝缘缺陷大多数发生在设备内部， 从外表上不易观察到微弱的绝缘缺陷， 特别是早期性 绝缘故障， 对运行状态几乎没有影响， 甚至绝缘预防性试验根本测试不到。 受试验周期 的限制， 事故可能发生在2 次预防性试验的间隔内， 这就决定了定期的预防性试验无法 及时准 确及早发现绝缘隐患。 另外预防性试验包括破坏性试验( 如直流耐压、 交流耐压 等) 和非破坏性试验( 如绝缘电阻、 绕组直流电阻、介质损耗等)。非破坏性试验中，一 般所加的交流试验电压不超过 i o k v ，这比目 前的3 5 -5 0 0 k v电网的运行电压低很多。 所以出现了在运行电 压下设备的局部缺陷已发生了局部击穿， 而在预防性试验中仍可顺 利过关的现象。 而这种局部缺陷在运行电压下却不断发展，以致在预防性试验周期内可 能导致重大事故。 显然随着电压等级的升高， 预防性试验的实际意义已减弱。 另一方面， 破坏性试验则可能引入新的绝缘隐患。由于试验电压都数倍于设备的额定电压， 且这种 高压对绝缘造成的不同程度的损伤是不可逆转的， 长此以往必将缩短电力设备的使用寿 1 4 华北电力大学工程硕士学位论文 命。 计划性的预试的重要依据是试验和检修周期。 它虽然对设备状态不佳的设备进行了 必要的预试， 但对设备运行情况良好的设备按部就班进行不仅增加设备维护费用， 而且 由于检修不慎或者频繁拆装反而缩了使用寿命、降低了设备利用率。 经验表明， 有些初 始状态和运行状态都很好的设备经过带有一定盲目 性的试验和检修后， 反而破坏了原有 的良好状态。可见这种不考虑设备运行状态的定期试验，带有很大的盲目 性。不仅造成 了大量的人力、物力、财力的浪费，同时也增加了运行人员误操作、继电保护及开关误 动作的几率。 通过对几年来发生的电气事故原因的分析， 发现预防性试验期间是电气责 任事故多发期。 3 . ， . 4传统检修模式的弊端 基于上述对电力系统设备的检修 ( 大修、小修)和预防性试验的调查分析，国内供 电企业虽以提出了电力设备状态检修的概念， 但是目前大部分企业仍然采用传统的检修 策略， 通常采用定期检修和故障检修相结合的检修模式。 这种传统的检修策略和当前先 进的状态检修模式相比较存在着以下的弊端: 1 )定期检修管理制度在理论上缺乏科学性，在实践中带有盲目 性。定期检修管理 制度体现了预防为主的思想， 因而相对于那种事后检修策略则是一大进步。 在产品质量 相对较差、 监侧技术落后以 及运行经验不足的过去， 采用这种检修管理制度也未尝不可; 但这种检修管理制度由 于没考 虑各类设备初始状态 ( 产品 质量 ) 的 千差万别以 及设备在不 同环魔条件下运行状态的千变万化，因而在理论上缺乏科学性， 在实践中必然出现盲目 性。其具体表现为: a ) 不依据设备的实际运行工况， 一律执行预先规定的检修周期， 执行结果只能是浪 费大量人力和财力; b ) 检修周期不符合现有设备寿命的故障规律由于各类电力设备使用周期不一， 在设备的整个寿命期内实行统一的周期性大修不科学，不符合设备的客观实际情况。 2 ) 对一些本不需要维修的设备进行维修，增加了检修停电时间和停电次数，造成 频繁的运行操作，增加了误操作、误碰、误接线的事故率。通过对几年来发生的电气事 故原因的分析，发现预防性试验期间是电气责任事故多发期，同时设备检修停运期间， 电网原有的稳定结构被破坏，此时发生的事故容易造成更加严重的后果。 3 )过度检修造成设备频繁拆装，难免在检修过程中产生新的设备隐患;检修后对 设备进行的破坏性试验也会对设备造成不可逆损伤， 使设备总体寿命下降。 在第一章己 经介绍过设备故障的浴盆曲线， 这是指设备在不受任何外界检修的情况下的故障发生规 律曲线， 经常性的定期检修会使常规的设备运行浴盆曲线规律发生变化， 形成正常条件 下的扰动， 反而会增加设备发生故障的概率，如图3 - 1 中在稳定期每一个故障率激增的 曲 线就代表每一次大修后设备故障几率的大幅增加。 此外， 检修过程也可能引发设备的 故障或缺陷， 如工作人员的技术水平、工作态度、检修质量控制、 零配件的替换特性等 因素的影响。 1 ， 华北电力大学工程硕士学位论文 ! 运 行 时 间 图3 - 1 定 期 检修可能形 成的 故 障 和缺陷率曲 线6 4 )随着电网电 压等级的提高级规模的不断扩大，输变电设备剧增，使定期检修必 须有大量的人力和物力投入。 而由于定期检修存在某种程度上的盲目 性， 使其性价比不 可能太高， 从而相对降低了劳动生产率， 不适应以 经济效益为中心的现代企业运营方式。 近几年来，电网发展很快新设备大量增加， 而且这种高速发展势头仍在持续， 这预示着 今后检修工作还要大增。 在这种形势下， 如果继续按定期检修管理制度所规定的“ 周期” 对设备进行细致检修， 势必要大幅度增加 “ 定员” 和检修工作， 进而增加企业的生产管 理成本，因此唯一出路在于改革现行检修管理制度， 5 ) 大量设备的定期检修，己 不可能使每项作业安排在合适的自 然环境期间内，而 不良 环境对设备的影响，使检修质量下降;计划检修导致一定时间内检修工作量骤增， 按照设备检修工艺导则去落实每项要求， 将使设备所需停电时间远远大干电网调度所能 安排的停电时间，此矛盾造成很多检修内容难以 落实，影响检修质量。 6 ) 计划检修必然导致部分运行状态较好的设备周期性停运，使尚不完善的电网承 受更大的压力，部分直供线路的停电导致对用户中断频次的增加。目前我国电力供应仍 很紧张即使是计划停电也会给社会生产、人民生活带来一定的影响。 7 )由于计划检修模式下的大修和预防性试验均按照固定的周期进行，使得专业技 术管理人员的思维模式受到局限， 技术思维简单化， 缺乏专业管理的主动性， 长此以往 不易培养高水平的专业技术管理队伍。 s )由于计划检修的不科学性和盲目 性而导致实行计划检修模式的企业在计划检修 之外不可缺少的需要故障检修的补充， 而故障检修模式的存在也不可避免的产生了如下 弊端: a .故障检修是一种被动工作模式，又很大的不可预见性，会使电力企业千部职工 经常处于高度紧张状态。 任何一起供电事故的发生都会给日 常生产、生活带来不便， 甚 至造成较大经济损失和不利的社会影响。 b . 为了使事故在尽量短的时问内处理完， 就必须预先准备较多的原材料和零配件， 这必然会造成库存增加和资金利用率下降，从而增加检修费用。 c .事后检修时间紧、任务重。抢修人员为了 赶时间，经常会简化操作程序，难免 华北电力大学工程硕士学位论文 会忙中出错。多年来故障检修中发生的人身伤亡事故和其它各类事故是屡见不鲜的。 d .为了赶时间、抢任务，事后检修常常是头痛医头、脚痛医脚，没有更多的时间 分析原因、 查找根源， 按下葫芦又起飘的事在所难免，不仅造成材料的浪费，而且加大 了劳动强度。 3 . 2以状态检修作为改进检修模式的对策 电力设备的可靠性及运行状况直接决定整个系统的稳定和安全， 也决定着供电质量 和供电可靠性。而且，随着电网容量的不断增大，用户对供电可靠性的要求日益提高， 电力设备检修管理的重要性日 益突出。所以，如何选取合适的优化方法制定检修计划， 并运用先进的科技手段、 采用最佳检修方式， 保证设备的安全运行， 提高设备运行的可 靠性， 具有十分重要的意义。 状态检修是根据运行设备状态监测中所提示的检修需求信 息而进行检修的一种策略。 这种检修方式改变了长期以来定期检修制度中存在的“ 检修 不足” 或 “ 检修过剩” 所带来的设备运行效率低和经济效益差等问题， 不仅可节约大量 的设备维修费用和资源， 而且能有效提高设备安全运行的可靠性， 具有明显的经济效益 和社会效益。因此状态检修是较为理想的检修方式，也是今后发展的趋势。状态检修技 术是以 设备当前的实际工作状况为依据， 通过高科技状态监测手段， 对设备进行纵向 ( 历 史和现状) 、 横向( 同类设备的运行状况) 的比较分析， 来识别故障的早期征兆， 对故障部 位严重程度及发展趋势做出判断， 从而确定其最佳检修时机。 前文已经提到从技术角度 而言， 状态检修技术可以 包含可靠性为中心的维修技术和预测性维修技术，目 前在国外 己 经形成以 可靠 性为中 心的 检修策略。 2 0 世纪7 0 年代末， 美国电 力科学 研究院( e p r i ) 就对电力设备的状态检修进行研究和应用，目 前己向r c m发展。日 本是从2 0 世纪8 0 年代开始对电力设备实施以状态分析和在线检测为基础的状态检修。 而欧洲大多数国家 也正在进行检修体制的改革方向也是状态检修。目 前美国、 加拿大等国已 普遍应用基于 计算机网络技术的设备管理、 事故分析和预警系统在， 将状态管理、 事故预普