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高压开关类设备状态检修基础 朱太云2011 7 20 主要内容 变电设备的状态检修概述 1 状态检修的基本思路和方法 2 断路器的状态检修 3 状态检修工作背景 长期以来 公司系统电网设备检修采用定期检修和故障检修相结合的模式 定期检修模式建立在以往设备运行统计规律基础之上 在多年的生产实践中有效地保障了电网的安全运行 避免了许多设备事故的发生 但随着技术进步和电网快速发展 定期检修方式越来越难以适应电网发展和公司发展的需要 主要检修方式的发展过程 状态检修 定期检修 基于绩效管理的检修策略 在设备状态评价的基础上 系统 定量地考虑各种类风险因素 根据风险程度安排检修方案 基于资产全寿命管理的检修策略 基于风险评估的检修策略 在综合考虑设备全寿命周期安全 效能 成本指标基础上 确定设备检修策略 提高设备全寿命使用效益 以公司整体绩效水平为目标 确定设备检修的范围和类型 通过精益化方法 实现公司整体绩效目标 定期检修 事故后检修 状态检修 基于设备核心指标的事故防范检修 状态检修是设备检修模式发展的必然阶段 是生产精益化管理的核心内容 基本概念 主要检修方式的定义事故后检修事后检修也称故障检修 这种检修方式以设备出现功能性故障为判据 在设备发生故障且无法继续运转时才维修 定期检修定期对电力设备进行检修 状态检修这种维修方式以设备当前的实际工作状况为依据 通过高科技状态检测手段 识别故障的早期征兆 对故障部位 故障严重程度及发展趋势作出判断 从而确定各机件的最佳维修时机 传统检修体制及检修方式的优缺点事后检修模式存在的弊端1 事后检修是一种被动工作模式 有很大的不可预见性 会使电力企业干部职工经常处于高度紧张状态 2 为了使事故在尽量短的时间内处理完 就必须预先准备较多的原材料和元件 造成库存增加和资金利用率下降 从而增加了检修费用 3 时间紧 任务重 检修人员为了赶时间 经常会简化操作程序 难免忙中出错 4 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 查找事故源 定期检修缺点1 针对性差 存在 小病大治 无病也治 的盲目现象 设备过修失修现象并存 2 随着电网规模迅速扩大 定期检修工作量剧增 检修人员紧缺 停电安排困难问题日益突出 3 近年来设备技术水平和制造质量大幅提升 免维护 少维护设备大量应用 早期制定的设备检修 试验规程滞后于装备水平的进步 状态检修的可行性和优越性可行性1 多年来 国产电气设备积累了大量运行经验 其运行和维护技术日趋完善 为实施状态检修工作奠定了技术基础 2 新型设备投入运行及新技术的应用 监测手段的不断提高 为状态诊断提供了可能 优越性1 状态管理不仅减轻了原手工作业的劳动强度 提高了工作效率 为提高设备运行可靠性提供了保障 2 使检修人员定期试验和测量工作量减到最小 可节省大量的备品经费 3 降低了由定期检修引起故障的可能性 4 可以做到早发现 早处理 对于预防类似事故 改进产品质量 提高设备监督管理水平具有重要的指导意义 5 减少临时性停电 提高供电可靠性和用户满意度 检修策略的选择1 设备在系统中的作用2 故障的性质 可监测性合理的检修策略应融合故障检修 定期检修 状态检修和主动检修为一体 将各检修方式优化组合 在保证合理的安全可靠性的前提下 降低检修成本 开展状态检修的难点开展状态检修的观念更新 1 首先是管理体制的创新 要建立一套科学 完善 合理的状态检修管理体制 必须有相应的管理制度 实施细则 工作流程 考核办法 责任划分 事故处理等作为开展工作的保障 2 其次从技术和设备的角度去考虑实施状态检修 必须根据设备在系统中的地位和重要程度 确定该设备的优化检修方式 同时综合考虑经济性 可行性 可靠性 合理性 开展状态检修需要考虑设备状态监测技术的先进性和成熟性开展状态检修需要信息系统和决策支持系统开展状态检修必须提高人员素质 状态检修的基本思路和方法 开展状态检修的指导思想在充分保证电网安全运行和可靠供电的条件下 以制度建设为基础 以安全提升为目标 以设备状态评价为核心 以加强基础管理为手段 规范设备管理流程 落实安全责任 强化设备运行监视和状态分析 提高设备检修 维护工作的针对性和有效性 推进状态检修工作规范 有序开展 状态检修的基本思路和方法 开展状态检修的基本原则1 开展状态检修必须在保证安全的前提下 综合考虑设备状态 运行可靠性 环境影响以及成本等因素 2 实施状态检修必须建立相应的管理体系 技术体系和执行体系 明确状态检修工作对设备状态评价 风险评估 检修决策制定 检修工艺控制 检修绩效评估等环节的基本要求 保证设备运行安全和检修质量 3 开展状态检修 应依据国家 行业相关设备技术标准 制定适应输变电设备状态检修工作的相关标准和导则 4 开展状态检修工作应遵循试点先行 循序渐进 持续完善的原则 制定工作长远目标和总体规划 分步实施 5 状态检修应体现设备全寿命成本管理思想 对设备的选型 安装 运行 退役四个阶段进行综合优化成本管理 并指导设备状态检修策略的制定 状态检修的基本思路和方法 状态检修的基本流程状态检修的基本流程包括设备信息收集 设备状态评价 设备风险评估 检修策略制定 年度检修计划制定 检修实施和绩效评估七个部分 1 信息收集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 对投运前基础信息 运行信息 试验检测数据 历史检修报告和记录 同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 2设备状态评价设备状态评价是开展状态检修工作的关键 设备状态评价必须通过对设备离线 在线测试数据和运行 检修等基础资料进行持续 规范的特征参量收集 跟踪管理并综合分析 判断 才能够准确掌握设备运行状态 健康水平和发展趋势 设备状态评价应实行动态管理 每年至少一次 3设备风险评估设备风险评估是开展状态检修工作的重要环节 其目的就是按照国家电网公司 输变电设备风险评估导则 试行 的要求 利用设备状态评价结果 综合考虑安全 环境和效益等三个方面的风险 确定设备运行存在的风险程度 为检修策略和应急预案的制定提供依据 4检修策略的制定以设备状态评价结果为基础 参考风险评估结果 在充分考虑电网发展 技术进步等条件下 对设备检修的必要性和紧迫性进行排序 并根据相关状态检修导则等技术标准确定检修方式 内容 并制定具体检修方式 内容 并制定具体检修方案 5年度检修计划制定年度检修计划主要依据设备检修策略制定 主要分为以下两个部分 覆盖整个设备寿命周期内的长期检修 维护计划 用于指导设备全寿命周期内的检修 维护工作与国家电网公司资金计划相对应的年度检修计划和多年滚动计划 规划 用来指导年度检修工作的开展 以及未来一定时期内检修工作安排和资金需求 6检修实施设备检修的实施应依据国家电网公司相关输变电设备状态检修导则等技术标准和年度检修计划并按照各单位相关设备标准化作业指导书进行 7绩效评估绩效评估是在状态检修工作开展过程中 对工作体系的有效性 检修策略的适应性 工作目标实现程度 工作绩效等进行评估 确定状态检修工作取得的成效 查找工作中存在的问题 提出持续改进的措施和建议 状态检修的基本思路和方法 开展状态检修工作的工作体系管理体系管理体系是为了保证状态检修顺利开展所必须建立的管理规定和管理标准 主要对各级状态检修工作组织机构的成立 职责分工 工作范围 工作内部 程序 方法 检查与考核进行规范 技术体系技术体系是支撑状态检修工作的一系列技术标准和导则 是开展状态检修的技术保证 执行体系执行体系是包括组织机构在内的状态检修流程中各环节的具体实施 包括设备信息收集 设备评价和风险分析 制定检修策略并实施 检修后评价和人员培训等 状态检修的基本思路和方法 开展状态检修必须注意的环节编制本单位状态检修实施细则及有关标准 导则 规范确保设备的良好状态制定本地区停电预防性试验的周期和项目以设备状态为主线制定检修计划加强各环节人员的状态检修管理培训和专业技术培训 状态检修开展的过程回顾 2006年初 在总结各单位试点探索经验基础上 公司确立了 试点先行 循序渐进 持续完善 保证安全 的原则明确了用 3 5年时间实现由传统检修模式向状态检修工作模式平稳过渡的工作目标 2007年 国网公司对三大类设备推行状态检修2010年 推广至几乎所有110kV及以上设备2011年 试点配电网设备状态检修 状态检修工作存在的主要问题 公司系统状态检修工作开展还很不平衡 部分单位状态检修工作尚处于起步阶段 虽然通过了公司状态检修验收 但部分人员思想认识和工作习惯仍停留在传统的定期检修模式上 如简单认为状态检修就是延长检修周期 如设备管理重心仍未能转移到设备状态管理上来 状态检修工作尚未实现电网设备全覆盖 目前 直流输变电设备 继电保护等二次装置以及配电设备尚未实现状态检修 状态检修工作组织和技术保障体系不健全 各级生产单位设备状态检修职能需要强化 公司科研院所状态检修技术支撑职能也需要进一步强化 状态检修工作开展仍不规范 需要进一步建立完善 全面落实状态检修管理标准 技术标准和工作标准 推动各单位状态检修技术 管理和工作质量全面达到公司标准 状态检 监 测装备配置不足 制约了状态检修工作的有效开展 需要加快配置成熟有效检测装备以变电设备在线监测设备为例 与设备总量相比 在线监测覆盖率仍处于较低水平 110 66 kV及以上电压等级变电设备中 最高的覆盖率也不超过10 其中变压器油色谱 容性设备绝缘状态监测技术设备覆盖率最高 分别为6 35 2 1 人员专业素质和技能水平需要提高 需要进一步加强人员培训和经验交流 交流推广先进工作经验 培养造就专家人才队伍 促进状态检修工作水平全面提高 状态检 监 测装置产品质量缺乏监督与约束 装置可靠性亟待提高装置质量标准完全由企业自行规定 部分企业甚至没有生产标准 检 监 测装置入网缺少统一 严格的技术标准和有效的监督约束 在线监测装置可靠性普遍不高 监测装置故障误报情况时有发生 多数产品平均无故障工作时间仅2 2 5年 一些运行单位装置维护管理不到位 状态检 监 测技术研究需要进一步深化目前 所有在线 带电检测技术几乎对突发性故障没有效果 容性设备绝缘监测对新设备内部的潜伏性放电未必有效 互感器预试检出的缺陷中 64 是通过油化验发现的 只有24 是通过本体介损发现的 因此 要加强检测技术的研究 特别是关键状态参量 检测技术与判断方法的应用研究 提高状态检 监 测技术对缺陷的甄别性和覆盖度 断路器的状态检修 断路器的状态监测技术在状态检修中的应用在线监测项目和内容主要如下 灭弧室电寿命的监测与诊断 动作次数 记录分合次数 过限报警 断路器机械故障的监测与诊断合分线圈回路断线监测行程监测机械振动监测液压机构打压次数 打压时间 压力弹簧机构弹簧压缩状态 电机工作时间合 分闸线圈电流 电压波形监测 合 分闸机械特性控制回路通断状态监测操动机构储能完成状况绝缘状态的监测主要包括气体压力 过限报警 闭锁 局部放电载流导体及接触部位温度的监测 断路器的状态检修 断路器状态信息的收集重视短路器运行 检修 试验数据的积累和分析 建立一套包括交接验收资料 运行情况资料 检修试验资料等在内的完整的断路器档案 并最后实行设备档案的动态电脑化管理是开展断路器状态检修工作的基础和首要任务 原始资料铭牌参数 型式试验报告 订货技术协议 设备监造报告 运输安装记录 交接验收报告等 断路器的状态检修 运行资料运行工况记录信息 历年缺陷及异常记录 巡检情况 带电检测记录等检修资料检修报告 例行试验报告 诊断性试验报告 有关反措执行情况 部件更换情况等其它资料同型 同类 设备的运行 修试 缺陷和故障情况 相关反措执行情况和其他影响断路器安全稳定运行的因素等 断路器的状态检修 断路器状态的划分 评价及状态量断路器及其部件的状态分为正常状态 注意状态 异常状态和严重状态四种正常状态 各状态量均处于稳定且良好的范围内 设备可以正常运行 注意状态 单项或多项状态量变化趋势超接近标准限值方向发展 但未超过标准限制 或部分一般状态量超过标准值 仍可继续运行 但应加强运行中的监视 异常状态 单项重要状态量变化较大 已接近或略微超过标准限值 在运行中应重点监视 并适时安排停电检修 严重状态 单项重要状态量严重超过标准限制 需要尽快安排停电检修 断路器的状态检修 断路器状态的评价断路器状态的评价分为部件状态评价和整体状态评价两部分 断路器部件状态评价断路器由许多功能相对独立的单元或部件 对断路器的状态量的评价可按部件划分分别确定评价标准 短路器整体状态评价断路器的状态评价周期1 设备的状态评价分为定期评价和动态评价 定期评价在编制年度检修计划之前进行一次 动态评价在设备状态量及运行工况发生异常时有针对性的进行2 新设备投运后第40天进行一次初始评价3 停运6个月以上的备用设备重新投运后 并经巡检和红外检测 第10天进行一次评价4 对列入当年检修计划的设备 在检修前30天和检修后10天内各评价一次 断路器的状态检修 断路器部件的状态评价方法断路器的状态量 断路器的状态检修 断路器检修策略的选择检修工作的分类 A类检修 B类检修 C类检修 D类检修A类检修 断路器的整体解体性检查 维修 更换和试验 主要包括现场全面解体检修 返厂检修 B类检修 断路器局部性的检修 部件的解体检查 维修 更换和试验 主要包括本体部件更换 本体主要部件处理 操动机构部件更换等 C类检修 对