侯乃明

（國電國際經(jīng)貿(mào)有限公司，北京 100055）

電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)分析

侯乃明

（國電國際經(jīng)貿(mào)有限公司，北京 100055）

隨著電力市場的開放和競爭的激烈，加上客戶持續(xù)提高對(duì)電力供應(yīng)可靠性和電能質(zhì)量的要求，電氣設(shè)備的運(yùn)行和狀態(tài)檢查維系變得愈加重要和關(guān)鍵。因此，改進(jìn)與增強(qiáng)電力設(shè)備的狀態(tài)檢測技術(shù)、保證電力正常輸送運(yùn)轉(zhuǎn)是電力企業(yè)工作人員不可推卸的責(zé)任，也是國家有關(guān)工作部門監(jiān)督電力企業(yè)工作的主要內(nèi)容。

電力設(shè)備；狀態(tài)檢修；技術(shù)

保障整體電力體系在輸送、配電環(huán)節(jié)時(shí)能持續(xù)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵是須完成電力設(shè)備的安全高效運(yùn)行。狀態(tài)檢修時(shí)，應(yīng)將對(duì)電力設(shè)備正常運(yùn)行的影響降至最低前提下進(jìn)行，而所獲得的相關(guān)電力設(shè)備技術(shù)參數(shù)必須經(jīng)過精確的計(jì)算與測量，而且在狀態(tài)檢修專家系統(tǒng)分析后，才能從中凝練出設(shè)備故障的預(yù)兆與特點(diǎn)，正確判斷故障點(diǎn)、深度與故障的發(fā)展趨勢，制定可行性指導(dǎo)檢修計(jì)劃，讓設(shè)備得到更好的維修和保養(yǎng)。因此，必須要對(duì)電力設(shè)備實(shí)施科學(xué)合理的檢測維修。

1 電力設(shè)備狀態(tài)檢修的意義和重要性分析

進(jìn)行狀態(tài)檢修目的就是完成電力設(shè)備的科學(xué)保養(yǎng)，保證電力設(shè)備運(yùn)行經(jīng)過的安全性和其經(jīng)濟(jì)可靠性，同時(shí)，盡可能完成電力設(shè)備運(yùn)用效率的大幅提升，檢修過程中的人、物、財(cái)?shù)确矫娴睦速M(fèi)以最大限度地降低，進(jìn)而完成電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的持續(xù)提高。由事后檢修到計(jì)劃檢修，再到現(xiàn)在備受重視的狀態(tài)檢修，這趨勢是一個(gè)必然的發(fā)展規(guī)律。作為一種被動(dòng)的檢修形式，事后檢修形式其關(guān)鍵是當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障以后，不可以正常運(yùn)行后才實(shí)施被動(dòng)檢修，所以其檢修付出的代價(jià)和維修費(fèi)用一般是比較巨大。因?yàn)楣收虾笤賹?shí)施檢修需要付出很大的代價(jià)，所以計(jì)劃檢修獲得了發(fā)展與推廣，計(jì)劃檢修關(guān)鍵是定期對(duì)電力設(shè)備實(shí)施檢修，這樣使電力設(shè)備的故障率在很大程度上降低了，但是，因?yàn)榇藭r(shí)間間隔關(guān)鍵是以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為根據(jù)獲得的，所以缺乏一定的針對(duì)性，非常容易引發(fā)電力設(shè)備過檢修或欠檢修狀況的產(chǎn)生。狀態(tài)檢修的產(chǎn)生彌補(bǔ)了計(jì)劃檢修的缺點(diǎn)，其經(jīng)過對(duì)電力設(shè)備實(shí)施在線監(jiān)測，提供電力設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，與此同時(shí)，對(duì)電力設(shè)備的健康狀況和其故障發(fā)展趨勢實(shí)施評(píng)估時(shí)借助了現(xiàn)代化技術(shù)，對(duì)電力設(shè)備的故障實(shí)施預(yù)測，并在其故障前對(duì)其實(shí)施有效地檢修，所以防止了過檢修與欠檢修現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2 電力設(shè)備的狀態(tài)檢測技術(shù)分析

2.1 電力設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)

對(duì)電力設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢測的目的是應(yīng)用有效的科學(xué)技術(shù)與方法對(duì)電力設(shè)備的應(yīng)用情況實(shí)施測量，在診斷前要清楚確定診斷的目標(biāo)和故障的模式，獲取測量的結(jié)果，從而判斷有沒有發(fā)生缺陷，收集可以表現(xiàn)電力設(shè)備特正的資料，這樣來研究與分析檢驗(yàn)的時(shí)間。降低設(shè)備的損壞程度。狀態(tài)檢測技術(shù)重點(diǎn)是對(duì)電廠與電力設(shè)備實(shí)施的。需要在離線實(shí)驗(yàn)的狀況實(shí)施定期檢修電力設(shè)備，而需要在設(shè)備運(yùn)作期間實(shí)施狀態(tài)檢修。電壓運(yùn)行下測量出的特征量要比預(yù)防性試驗(yàn)下的特征參數(shù)正確性更高，更加可以真實(shí)地表現(xiàn)出電力設(shè)備的現(xiàn)實(shí)運(yùn)作情況。在電力設(shè)備中經(jīng)常用到狀態(tài)檢測的技術(shù)，尤其是關(guān)鍵的電力設(shè)備特別需要應(yīng)用狀態(tài)檢測技術(shù)。狀態(tài)檢測技術(shù)要把采集數(shù)據(jù)、分析、提取特征、狀態(tài)評(píng)估、診斷故障、分類6個(gè)方面的工作做好。

2.2 設(shè)備故障診斷技術(shù)與狀態(tài)監(jiān)測

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是對(duì)故障進(jìn)行在線診斷與離線分析的基礎(chǔ)。目前我國的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)已達(dá)到較為先進(jìn)的水平，尤其是汽輪機(jī)等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械與發(fā)電機(jī)方面。但在實(shí)際運(yùn)用中，狀態(tài)檢測技術(shù)受各種因素的影響與制約還有待提高，應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備并進(jìn)一步的完善不斷，在實(shí)踐工作中不斷的積累正確判斷電機(jī)狀態(tài)的經(jīng)驗(yàn)。20世紀(jì)70年代初，故障診斷技術(shù)還僅是對(duì)最基本基礎(chǔ)的偏重故障機(jī)理與診斷方法進(jìn)行研究，而今，已經(jīng)上升為研制開發(fā)故障診斷專家體系，但還沒有能夠?qū)C(jī)組振動(dòng)故障實(shí)施自動(dòng)診斷的專家體系，專家依舊需要依靠經(jīng)驗(yàn)才能進(jìn)行判斷，主要是由于現(xiàn)有的專家體系的的現(xiàn)有知識(shí)還不能將振動(dòng)故障的預(yù)兆與其因素之間的關(guān)系全面系統(tǒng)的反映出來。

2.3 可靠性技術(shù)

20世紀(jì)40年代，美國先提出了可靠性技術(shù)，之后蘇聯(lián)提出了可靠性理論與統(tǒng)計(jì)方法及維修性理論與統(tǒng)計(jì)方法?？煽啃允侵冈谝?guī)定條件下，機(jī)械設(shè)備與原件等在規(guī)定的時(shí)間里完成規(guī)定功能的能力。在一些文獻(xiàn)中，對(duì)體系可靠性數(shù)學(xué)模型都有進(jìn)行介紹，往往會(huì)將檢修體系納入馬爾科夫模型和非馬爾科夫模型中。設(shè)備可靠性的描述通常會(huì)用可靠度函數(shù)R(t)來進(jìn)行。F(t)=∫t0f(x) dt是指在時(shí)間t內(nèi)出現(xiàn)故障的概率，F(xiàn)(t)是不可靠度函數(shù)；R(t)= 1-F(t)=∫∞0f(x) dt是可靠度函數(shù)的定義，f(x)為故障密度函數(shù)。

傳統(tǒng)的可靠性評(píng)估，是在威布爾的基礎(chǔ)上得到的可靠性特點(diǎn)曲線，因與浴盆相似被稱為浴盆曲線法（圖1），這種評(píng)估只適用于有支配性耗損故障的設(shè)備在進(jìn)行維修時(shí)使用，傳統(tǒng)的可靠性評(píng)估精確度問題還是有待完善與加強(qiáng)。因此，華北電力大學(xué)全面考慮了鍋爐部件故障的各種因素，嘗試對(duì)預(yù)測鍋爐部件的可靠性進(jìn)行研究，綜合可靠性預(yù)測理論與強(qiáng)度和壽命理論。除此之外，還提出了企業(yè)綜合可靠性水平評(píng)估方法，這種方法是從火電大機(jī)組運(yùn)行可靠性指標(biāo)系統(tǒng)出發(fā)，分析了我國火電100MW及以上機(jī)組運(yùn)行可靠性，在多元統(tǒng)計(jì)方法中進(jìn)行應(yīng)用。

圖1 典型“浴盆曲線”圖

3 電力設(shè)備進(jìn)行檢修的策略

3.1 擬定系統(tǒng)整體的規(guī)劃方案

基于對(duì)近年來各國電力設(shè)備狀態(tài)檢修的發(fā)展?fàn)顩r與成功案例進(jìn)行針對(duì)性的統(tǒng)計(jì)、調(diào)查與分析，并輔之以連續(xù)不斷的重復(fù)調(diào)查、分析、論證，得出我國關(guān)于電力設(shè)備狀態(tài)檢修的發(fā)展目標(biāo)、最佳方式以及完善的總體檢修方案。但在這過程中，對(duì)電力設(shè)備的數(shù)據(jù)處理必須引起重視，電力設(shè)備狀態(tài)檢修經(jīng)過中的重要程序是數(shù)據(jù)處理。完善的數(shù)據(jù)管理信息體系包含動(dòng)靜兩個(gè)方面的內(nèi)容，靜態(tài)數(shù)據(jù)是借助建設(shè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)電力設(shè)備的出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)、檢修記錄和已發(fā)生過的故障等進(jìn)行描述。而動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是對(duì)電力設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面詳細(xì)的記錄，具體包括在線監(jiān)測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、過電壓狀況和線路故障等。

3.2 可行性判斷與分析

電力設(shè)備狀態(tài)檢修的可行性分析是指電力設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的可行性判斷與經(jīng)濟(jì)效益。主要涉及了收益、概率和敏感等三個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行分析，形成的狀態(tài)檢修分析主要牽涉到收益、敏感與概率分析3個(gè)方面的內(nèi)容。

收益分析是依據(jù)檢修過程產(chǎn)生的收益確定最合適的檢修時(shí)間；敏感性分析則是指檢修電力設(shè)備的局部部分，對(duì)其是否能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)作出判斷，電力設(shè)備的敏感度高就意味著該設(shè)備存在明顯的問題。因此，在進(jìn)行狀態(tài)檢查與維修時(shí)，相關(guān)的工作人員必須對(duì)敏感度參數(shù)進(jìn)行全方位的掌握，最大限度的提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。概率分析主要是綜合分析電力設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)的變動(dòng)現(xiàn)象，該分析方法能夠?qū)㈦娏υO(shè)備運(yùn)行中存在的風(fēng)險(xiǎn)盡可能的降低，直至最低的水平與狀態(tài)，有利于提高電力設(shè)備狀態(tài)工作效率，進(jìn)而提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 增強(qiáng)狀態(tài)監(jiān)測

供電設(shè)備體系的基本作用是對(duì)監(jiān)測電務(wù)設(shè)備狀態(tài)檢修，比如應(yīng)用紅外線測量溫度、油色譜分析等等，都是比較具有代表性的監(jiān)測方法。能夠順利的完成為系統(tǒng)供應(yīng)精確的設(shè)備運(yùn)行體系，給診斷設(shè)備狀態(tài)提供依據(jù)，這些數(shù)據(jù)和整個(gè)體系的運(yùn)行安全直接有關(guān)。所以要把狀態(tài)監(jiān)測工作做好，保證設(shè)備狀態(tài)信息的可靠。

4 結(jié)語

電力企業(yè)既要提供安全可靠的電力能源，還要把檢查維修的成本盡可能降低。電力設(shè)備狀態(tài)檢查維修策略十分重要，其在實(shí)際中的運(yùn)用也特別的關(guān)鍵。所以必須要對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修。科技的進(jìn)步與狀態(tài)檢修相結(jié)合，才能使電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)與穩(wěn)定等相關(guān)特性達(dá)到最佳的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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