探討電力設備維修方案優化

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探討電力設備維修方案優化

一、電力設備維修方式的優化選擇

目前普遍實行的定期維修制度的工作選擇依據簡單,只根據不同的時間周期決定是否維修和維修工作內容。我們歸納前兩章關于電力設備維修方式的技術可行性和經濟合理性的論述,在選擇維修方式時考慮以下兩個原則:1)經濟性原則:包括故障經濟損失程度、預防性維修費用、事后維修費用、狀態檢測費用、更換(購置)費用;2)技術性原則:設備故障率的時間分布模式、狀態檢測技術。

選擇分以下幾個步驟:

1、判斷故障后果。如果故障產生的后果可能破壞電網穩定,引起大面積停電,由于停電范圍難以估計,用戶性質也難以預先知道,因此經濟損失遠不止電費的損失,可能還包括重要用戶的生產運營破壞損失,也就是說,故障能引起間接損失,而且間接損失難以確定,這時故障具有安全性。此外,對于可能引起人身安全、和國際環境污染等問題的故障,同樣具有安全性后果。如果故障損失只牽涉到可預見的小范圍內的供電中斷,經濟上只引起售電電費損失,則故障只具有使用性后果。對于具有安全性后果的故障,任何預防性維修工作方式下均須將故障發生概率將到可承受的水平;對于只有使用性后果的故障,應按照經濟性原則決策,不管選擇哪一種預防性維修工作,均應保證維修費用低于故障的經濟損失與排除故障費用之和,否則應采用事后維修方式。

2、如要求實施預防性維修,則應根據技術可行性和經濟合理性的要求選擇不同預防性維修工作方式。預防性維修主要包括:定期維修、定期更換維修、狀態監視維修(狀態維修)、定期隱患檢測。按照經濟性原則,一般應按以下次序進行排序,再對每種方式進行技術可行性判斷選擇:①狀態維修、②定期隱患檢測、③定期維修、④定期更換。因為狀態維修方式能最大實現設備的可用度、維修工作量最小、最具經濟效益的方式,在滿足技術性原則要求時,應優先考慮;其次,對于造價高、存在故障耗損期(故障率隨時間遞增)的設備,采用維修方式;第三,對于造價高而故障率分布模式不確定的設備,采用定期隱患檢測方式;第四,對于設備造價低廉的設備,更換費用可能低于維修或檢測費用時,應優先選用定期更換方式。

3、對于定期預防性維修,根據故障后果的嚴重程度確定合理的維修或隱患檢測周期。對于影響電力系統穩定,可能造成大面積停電的故障,應以安全性原則確定維修或檢測周期:否則可按經濟性原則確定周期。

二、電力設備故障規律實例分析

電力設備種類繁多,總體上分為一次設備、二次設備兩大類,一次設備又包括變電設備、輸電設備,變電設備又分互感器類、開關類等;二次設備包括繼電保護類、儀表類、自動化類、通信類等,本節以某地區繼電保護設備的運行統計數據為例,分析電力設備的故障規律并以此作為維修方式的選擇依據。

要討論設備維修策略首先要對設備故障進行分析,以下對供電局及電網公司近幾年的繼電保護設備故障的統計數據進行分析,說明維修工作對預防電力設備故障的技術可行性。關于繼電保護設備的詳細統計原則,以及近幾年來供電局及電網公司繼電保護設備故障的統計分析數據見附錄,從中得出以下結論:

(1)大部分的隱蔽功能故障難以通過定期檢驗的手段來發現。從2004~2008年此地區繼電保護不正確動作原因分類可看出,以及2004~2008年此地區繼電保護不正確動作原因分類可看出,引起繼電保護設備故障的原因中,制造廠家責任占總數的大部分比例,而根據《電力系統繼電保護評價規程》的定義,制造部門責任是指運行部門在調試、維護過程中無法發現或處理的元件質量問題。

(2)還可以得知,繼電保護設備在投入運行初期故障率高,在運行一段時間后故障率趨于穩定,與所討論的復雜設備故障定律相符。在8年以后故障率有所上升,并較多表現為回路絕緣不良。

三、電力設備預防性維修方式的改進

根據《繼電保護繼電網安全自動裝置檢驗條例》(87水電生字第108號),檢驗分為新安裝裝置的驗收檢驗,運行中繼電保護裝置的定期檢驗,運行中裝置的補充檢驗,而運行中繼電保護裝置的定期檢驗又分為全部檢驗、部分檢驗和用繼電保護裝置進行斷路器跳合閘傳動試驗(傳動試驗)三種,并規定新投運裝置在一年內要求進行一次全部檢驗,以后每年進行一次部分檢驗,每3~5年進行一次全部檢驗,各繼電保護裝置每年進行傳動試驗不少于一次。

這里需要說明的是,與一次設備(被保護設備)相比,繼電保護設備工作在靜態、低能耗環境中,不存在明顯的耗損、磨損現象,其維修工作內容主要是隱患檢測,而且隱患檢測一般需要把一次設備停電才能進行,因此一般把繼電保護設備的定期維修稱為定期檢驗,而一般沒有專門的修理工作。

目前繼電保護設備已基本實現微機化,電力設備所要求的保護功能絕大部分由微處理器實現,集成化程度高,省去了以往電磁繼電器式保護系統的大量元器件和回路配線,結構越趨簡單。更重要的是,除了部分控制電纜回路以外,繼電保護系統的絕大部分元器件能受到自身微處理器的在線檢測。鑒于10多年來計算機技術的長足發展,南方電網公司于04年頒布了《繼電保護及安全自動裝置檢驗條例》(Q/CSG10008—2004)對原水電部的檢驗條例作了寬松化的調整,把繼電保護部分檢驗的周期延長到兩年,并取消了每年進行一次傳動試驗的規定。

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