浙大快威状态检修实施策略的研究.ppt

输变电设备状态检修实施策略研究 快威科技集团有限公司 开展设备状态检修的背景和意义 当前电网企业的特点基建 改造任务很重 大量新设备不断地投运 技术先进 运行可靠的新设备所占比重不断加大 老设备存量仍很大 很多设备投运时间已长 技术落后 可靠性下降 造成设备维护检修任务重 开展设备状态检修的背景和意义 事故维修50年代以前主要方式设备发生了故障或事故以后才进行维修 定期维修60 70年代 前苏联 维修工作的内容与周期都是预先通过计划安排设定 状态维修80年代推行到电力行业 美国 通过对设备状态进行监测 然后按设备的健康状态来安排维修 设备维修发展历程 开展设备状态检修的背景和意义 欧洲模式 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 国外状态检修现状 开展设备状态检修的背景和意义 美国模式以可靠性为核心的状态检修 RCM 为基础 辅助计算机自动化管理的模式 国外状态检修现状 开展设备状态检修的背景和意义 大连电业局发展历程抓住设备的初始状态抓住设备的运行状态 经验教训有效减少工作量 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 对状态检修的复杂性 长期性 艰巨性及其蕴藏的巨大潜力缺乏足够的认识 技术水平跟不上实际的需要 相应的技术管理工作没有跟上 国内状态检修现状 开展设备状态检修的背景和意义 绍兴电力局发展历程在1995年就开始对变电设备状态检修进行探索 已形成了计算机辅助分析系统为技术支撑 状态评估为主要手段的变电设备状态检修管理模式 经验教训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 生产管理水平有了进一步提高 由于规章制度的规定 状态检修大力度的突破有一定困难 安全上考核较为严格 一定程度上影响了开展状态检修的积极性 系统有待于在应用中不断提高 尤其数学模型的合理性 算法的准确性都需要在实践中检验 在检验中提高 国内状态检修现状 开展设备状态检修的背景和意义 定期检修 的弊端 产生 过剩维修 影响供电可靠性 影响售电量 而且易引发维修故障 造成人力 物力和财力的浪费 产生 维护不足 降低了供电可靠性 并存在故障隐患 电网企业新需求 电网企业的特点是基建 改造任务很重 大量新设备不断地投运 技术先进 运行可靠的新设备所占比重不断加大 老设备存量仍很大 很多设备投运时间已长 技术落后 可靠性下降 造成设备维护检修任务重 电网发展趋势实现电网状态检修 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 开展状态评估的必要性 设备状态检修和状态评估总则 适用范围 理论上 所有设备都可以开展状态检修受技术及资源条件的约束 不可能对设备全面开展状态检修只有那些故障后果严重 且状态可测 状态渐变的设备可先开展状态检修就电网设备而言 我们认为35kV及以上的变电一次设备和输电设备比较适合先开展状态检修工作 设备检修策略的分类原则 设备状态检修和状态评估总则 参考依据 国家电网公司输变电设备评价标准 试行 GB1094 1996 电力变压器 GB6450 1996 干式电力变压器 GB6451 1999 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 T596 1996 电力设备预防性试验规程 GB T12604 9 1996 无损检测术语红外检测 DL T664 带电设备红外诊断技术应用导则 设备状态检修和状态评估总则 指导思想 保证设备的安全运行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 同时制定相应的管理制度 状态检修实施的经济性应先试点投资 待积累经验后再加大投资 以获取最好的投入产出比 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 充分运用现有的技术手段 适当配置监测设备首先应充分利用现有的装备和资源 其次注重利用现代技术手段收集 分析这些信息 使其与其它监测设备得到的数据一起作为分析判断设备状态的依据 设备状态检修和状态评估总则 基本原则 设备状态检修和状态评估总则 基本原则 设备状态检修和状态评估总则 基本原则 设备状态评估体系 评估框架 设备状态评估体系 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 总体应用 设备状态评估体系 采集平台 状态量选择依据状态量必须是那些能够充分表现设备工作状态的信号参数 同时应当满足状态评估的信息需求本次研究依据 选择最能表征设备工作状态的一些数据做为状态量 比如变压器的油色谱数据 介损数据 绝缘电阻以及缺陷情况等状态量判断规则依据鉴于输变电设备的很多状态都是模糊的 无法靠精确的数学模型来表示和处理 因此 需要借助于多种方法来建立综合判断规则 各种专业规程的有关部分IEC IEEE的有关标准专家经验的综合与量化各设备生产厂家的参考判据 采集依据 设备状态评估体系 采集平台 按采集状态 停电检测和带电监测 其采集手段 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系统等等 采集类型 设备状态评估体系 采集平台 在线检测的有效性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带电检测的有效性带电检测技术发展相对比较成熟 目前主要的带电检测手段有主变的油色谱分析以及红外检测 油色谱分析 在原先三比值的基础上 发展出了电研法 TD图法 神经网络法 免疫算法等各种分析方法 进一步提高的故障判断的准确性 红外检测 红外检测是近几年才发展起来的检测技术 状态量可靠性 设备状态评估体系 采集平台 设备状态量分类参考 静态信息 动态信息 设备铭牌 参数 出厂试验 交接试验 型式试验 预防性试验项目 在线监测 红外试验 巡视信息 运行项目 外部导电联结点温升等 检修信息 铁芯接地电流等 缺陷信息 主变压器 投产日期 生产厂家 型号 电压等级等 表面污秽 绕组的tg 铁芯绝缘 电容套管分析 绕组泄漏电流 绕组直流电阻误差分析 本体油的tg 本体油水分 绕组绝缘电阻 吸收比或 和 极化指数 本体油气相色谱分析 本体耐压分析 绕组变形测试等 漏油 油温 油位 本体保护继电器状况 负荷电流 套管互感器状况 有载分接开关状况 测温装置状况 本体保护动作情况 强迫油循环系统状况 闪络 散热器等 短路次数等 状态量分类参考案例主变压器 设备状态评估体系 采集平台 变压器故障分析 按原因分类 制造 制造工艺不良 设计不合理 材料质量不良 异物进入 杂质 维护 维护不当 受潮 操作失误 振动 环境 外部短路 雷电侵袭 自然损坏 其它 按部位分类 分为绕组故障 铁心故障 分接开关故障 引线故障 套管故障 绝缘故障和密封故障等 按严酷程度分类 类灾难性 变压器爆炸或完全损坏 类致命性 变压器性能严重下降或严重受损 必须立即停运 类临界性 变压器性能轻度下降或轻度受损 类轻度性 不甚影响变压器运行但要进行非计划检修 状态量故障模式参考案例 设备状态评估体系 采集平台 变压器故障按部位分类分析绕组故障铁心故障分接开关故障引线故障套管故障绝缘故障密封不良 状态量故障分析参考案例 设备状态评估体系 数据平台 设计原则实用性和先进性安全性和可靠性灵活性与可扩展性开放性和标准化经济性与投资保护模块化和模型化 状态数据的接入 存储 共享 设备状态评估体系 数据平台 数据存储技术 设备状态评估体系 数据平台 方案 将离线数据存到DBMS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 离线数据处理方案 设备状态评估体系 数据平台 方案 引入一个在线装置数据接入中心 由在线数据接入中心与每一个在线监测装置做接口 评估系统与在线装置数据接入中心做接口 为提供给状态评估系统或其他应用系统 需要对在线数据进行建立数据模型 以提供在线数据的统一的数据格式 在线数据处理方案 设备状态评估体系 数据平台 数据存储技术 频繁检索数据采用数据库方式 非检索数据 如红外图 则采用文件方式 软件接口标准 采用WebService技术实现兼容性数据库模型 数据平台设计方案 设备状态评估体系 评估平台 评估依据 状态评估是个逐渐修正的过程 评估 检修 再评估目前中国缺乏严格的设备状态评估体制状态评估体系的建立 要求建立量化的设备状态评价指标体系 进行评分 分析计算 评估技术 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 设备状态评估体系 评估技术模型 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 设备状态评估体系 评估技术模型 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 设备状态评估体系 评估技术模型 神经网络模型分析特点 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十分强的自适应 自学习能力 设备状态评估体系 评估技术模型 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 设备状态评估体系 评估技术模型 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 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 设备状态评估体系 评估技术模型 援例分析法即案例推理 Case BasedReasoning 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 设备状态评估体系 评估技术模型 时间序列预测法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 时间序列分析法被广泛地应用在工矿监视 故障诊断 滤波器已经追踪时变系统等场合 设备状态评估体系 评估平台 处理流程 设备状态评估体系 评估平台 根据实践经验 首先可以专家系统为主 结合神经网络 免疫算法等多种方法和技术 对设备的各方面状态信息进行综合评估 状态分析评估的模型需要具有不断学习的能力 在知识库中不断积累 以提高状态评估的结果准确性 随着实践的进行 如果发现该策略有不适应或者出现更有效的检修策略 则可以尝试进行调整并应用新的检修策略 以达到更准确的评估和更好的经济效益 应用建议 设备状态评估体系 管理平台 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 易用性 平台必需简单易用 操作方便 规范性 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 设计依据 设备状态评估体系 管理平台 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 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 组成 设备状态评估体系 管理平台 案例说明 试验