基于電力系統二次設備狀態檢修的簡析

紀海龍

摘要:文章根據建湖供電的發展提出電力系統二次設備實施狀態檢修的觀點,并討論二次設備狀態檢修的內容、二次設備的監測方法及要解決的問題。

關鍵詞:狀態檢修; 二次設備; 簡析

1狀態檢修

1.1狀態檢修的概念

狀態檢修就是在電氣設備狀態監測的基礎上,根據監測和分析診斷的結果科學安排檢修時間和項目的檢修方式。它包括3層含義:設備狀態監測;設備診斷;設備檢修決策。設備狀態監測是狀態檢修的基礎;設備診斷以設備狀態監測為依據,綜合設備歷史信息網絡、專家系統等技術來判斷設備的健康狀況。

電氣設備狀態檢修內容包括在線監測與診斷、設備運行維護、帶電檢測、預防性試驗、故障記錄、設備管理、設備檢修及檢修后的驗收等諸多工作,最后綜合設備信息、運行信息、電力市場等信息作出檢修決策。

狀態檢修的目標是:減少停運時間,提高設備安全可靠性和使用率,延長設備使用壽命,降低設備運行檢修費用,改善設備運行性能,提高經濟效益。建湖電力系統長期實行預防性計劃檢修為主的檢修體制。這種檢修體制的問題是:設備缺陷較多的檢修不足;設備狀態較好的檢修過剩;主要依據檢修規程來確定檢修項目導致盲目檢修。隨著科學技術水平的提高,電力系統正逐步向狀態檢修體制過渡。狀態檢修與其他檢修方式相比具有以下優點:

1)開展狀態檢修是經濟發展的迫切要求。對設備進行檢修是為了確保設備的安全、可靠運行,而根據設備的狀態進行檢修是為了減少設備的檢修停電,提高供電可靠性,開展設備的狀態監測和分析,可以對設備進行有針對性的檢修,使其充分發揮作用,即做到設備的經濟運行。

2)開展狀態檢修更具先進性和科學性。定期維護和檢修帶有較大的盲目性,并造成許多不必要的人力和費用的浪費;由于定期檢修工作量大,往往使檢修人員疲于奔命,加上現場條件和人員素質的影響,“越修越壞”的現象也時有發生。開展狀態檢修,可減少不必要的工作量,集中優勢兵力,檢修工作又有一定的針對性,因而更為科學,更為先進。

3)開展狀態檢修的可行性已經具備:隨著科學技術的發展和運行經驗的積累,已形成了較為完整的設備狀態監測手段和分析判斷方法,開展狀態檢修已有較充分的技術保證。

4)由于狀態檢修往往是以設備運行狀態下的在線監測結果為依據進行的檢修,所以能夠預報故障的發生,使我們可以及時掌握設備運行狀況,防止發生意外的突發事故。

1.1實現狀態檢修的基礎

1)必須對新投運設備嚴把質量關。新設備選型時,應在絕緣,機械強度等方面有一定的裕度,并盡可能優先考慮少維護免檢修設備。

2)對少數老、舊、劣設備應盡早安排更新,在更新前應加強檢測,保證其后期運行的安全。

3)提高設備的檢測技術水平,獲取設備充分而必要的狀態信息是進行狀態診斷的前提,是開展狀態維修能否達到目的的關鍵。為此必須要有相應的投入,同時選用檢測手段應全面考慮有效性、實用性、先進性。

4)積極而又穩妥地推廣、普及成熟的帶電檢測和在線監測新技術,并不斷提高監測水平,逐步采用新的在線監測技術代替傳統的狀態數據獲取手段。重視信息采集的準確、完整,包括從運行記錄所獲取的信息,并使之規范化、科學化。

5)大膽試用對設備狀態診斷有意義而又能無礙系統和設備安全運行的新測試技術。整理、匯總現有的電氣設備的狀態數據,建立電氣設備健康狀況的技術檔案。

6)定期和適時對設備進行狀態診斷。充分發揮高智能、現代技術手段(如網絡化、數字化、圖像處理等)的功能,建立電氣設備狀態數據的數據庫系統,并完成數據網絡和數據中心的建設。

2電力系統二次設備狀態檢修

2.1二次設備狀態檢修

電力系統二次設備狀態檢修是通過設備狀態監測技術和設備自診斷技術,結合二次設備運行和檢修歷史資料,對二次設備作出正確評價,根據狀態評價結果科學安排檢修時間和檢修項目。

電力系統二次設備主要包括繼電保護、自動裝置、故障錄波、現地監控及遠動。它的可靠運行是確保電網穩定和電力設備安全的基本要求。在實際運行中因電氣二次設備造成的電力系統故障時有發生。

隨著計算機在繼電保護及自動裝置的廣泛使用,微機保護的可靠性、多個定值區可以滿足定值整定的靈活性。根據傳統的《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》來檢驗和維護電力系統二次設備,已經不適宜,而電力系統一設備狀態檢修的逐步推廣,檢修前先做預防性試驗和線路不停電檢修技術的應用,從而使檢修設備所導致的停電時間越來越短。這對電力系統二次設備檢修校驗提出了新的要求。因此, 建湖供電二次設備在檢修體制、檢修方法及校驗項目、定檢周期等方面也需要進行改變,實行電力系統二次設備狀態檢修,以保證二次設備的安全可靠運行,適應電力工業高速發展。

2.2電力系統二次設備的狀態監測內容

二次設備的狀態監測是狀態檢修的基礎。要監測二次設備工作的正確可靠性。二次設備狀態監測對象主要包括:交流測量系統;直流控制及信號系統;邏輯判斷系統;通信管理系統;屏蔽接地系統等。交流測量系統包括:TA、TV二次回路絕緣良好,回路正確,元件完好;直流控制及信號系統包括直流動力、控制操作及信號回路絕緣良好、回路完好;邏輯判斷系統包括硬件邏輯判斷回路和軟件功能。二次設備監測對象不是單一元件,而是一個單元或一個系統。監測各元件的動態性能,有的元件性能需要離線監測,如電流互感器、電壓互感器的特性曲線等。因此,二次設備的離線監測數據也作為狀態監測與診斷的依據。

2.3電力系統二次設備的狀態監測方法

二次設備的狀態監測不能過分依靠傳感器。常規保護由于是若干繼電器構成,元件比較單一,狀態監測相對難以實現,但可以充分利用本身具有的測量手段,如TA、TV斷線監測;直流回路絕緣監測;二次保險熔斷報警等。微機保護和微機自動裝置的自診斷技術的發展,變電站自動化故障診斷系統的完善,為二次設備狀態監測奠定了堅實的基礎。微機保護裝置各模塊都具有自診斷功能,對裝置的電源、CPU、I/O接口、A/D轉換、存儲器等插件進行巡回診斷?？梢圆捎帽容^法、編碼法、校驗法、監視定時器法、特征字法等故障測試方法。對于保護裝置可以加載診斷程序,自動測試各臺設備和部件。

3電力系統二次設備狀態檢修要解決的問題

3.1二次回路的監測

二次設備從結構可分為二次回路和保護及安全自動裝置。隨著保護裝置的微機化,很容易實現狀態監測。但二次回路由于有許多繼電器和連接設備的電纜組成,點多、分散,要通過監測繼電器觸點的狀況,回路接線的正確性是比較難的,也不經濟。對于二次回路應重點從設備管理入手,如設備的驗收、離線監測的資料管理等,結合在線監測來診斷分析。

3.2二次設備的電磁抗干擾

由于大量微電子元件、集成電路在二次設備中廣泛應用,二次設備對電磁干擾越來越敏感。電磁干擾會使二次設備采樣信號失真、裝置異常、保護誤動或拒動,甚至使元件損壞。

國際電工委員會(IEC)及國內有關部門對繼電保護制定了電磁兼容(EMC)標準。目前在國內,對電磁的監測、管理還沒有納入檢測范圍,也沒有合適的監測手段。對二次設備進行電磁兼容性試驗是二次設備狀態檢修的一項重要工作。要對不同發電廠及變電站的干擾源、耦合途徑、敏感器件進行監測和管理,諸如對二次設備接地狀況檢查;微機保護裝置附近使用移動通訊設備的管理等

3.3一次設備與二次設備狀態檢修的關系

一次設備與二次設備檢修不是完全獨立的。二次設備檢修要在一次設備停電檢修時才進行。在作出二次設備狀態檢修時也要考慮一次設備情況,作好狀態檢修技術經濟分析。既要減少停電時間,減少檢修次數,降低檢修成本,又要確保二次設備安全可靠正確的運行。

3.4二次設備狀態檢修與網絡管理信息(MIS)系統的關系

隨著電力系統網絡管理信息系統(MIS)的建立,對設備的運行情況、缺陷故障情況、歷次檢修試驗記錄等實現計算機管理、實現信息共享。這些信息是作出狀態檢修決策的重要依據。因此,要實現建湖電力系統二次設備狀態檢修,需要逐步建立并完善設備網絡管理信息系統。

3.5逐步推行二次設備狀態檢修的幾項重點工作

要推行二次設備狀態檢修,其難度和風險是客觀存在的,如資金投入、對新檢修方式的適應等。因此,電力企業推行狀態檢修要重點做好以下幾個方面的工作:

1)尋求支持并加大投入。由于維護范圍涉及電網,首先作為檢修主體的檢修單位缺乏實行二次設備狀態檢修的決策權特別需要求得主管單位的認同和支持,形成“實行二次設備狀態檢修是必由之路”這一觀點上的共識,共同努力,才能使狀態檢修步入正軌,取得實效。其次,主管單位應對二次設備狀態檢修的推行加大前期投入、保證逐步投入,提供必要的資金支撐,否則作為檢修單位要求實行狀態檢修也只能是有心無力。

2)加強領導和指導。公司必須成立相應的二次設備狀態檢修工作領導小組,由有關領導牽頭,有關部門負責人和技術專家、專業骨干組成。領導小組負責策劃、組織、協調并指導整個狀態檢修工作;確定檢修制度改革的策略、思路和較為具體的實施方案;組織有關人員編寫、制定二次設備狀態檢修的有關規章制度;重點明確推行二次設備狀態檢修工作的步驟,以及各個階段的重點,實施二次設備狀態檢修的設備對象。對用于開展檢修制度改革的人力、物力、財力資源,也要統一由領導小組進行權衡、協調和安排,保證產出效果。

3)強化常規檢測手段。計劃檢修條件下的常規檢測已在掌握設備狀態方面積累了一定的經驗,它是推行二次設備狀態檢修的有效基礎,特別是在檢修制度改革的初期能起到較好的銜接和推動作用。為了適應推行二次設備狀態檢修則必須強化常規檢測。所謂“強化”,就是要根據設備的原始狀態、運行環境、歷年狀態變化趨勢等因素,確定更為合理的測試周期,把在電力系統中處于重要地位的設備和設備的薄弱環節列為被測試的重點,列出能有效反映設備主要異常狀態的重點測試項目,從改善測試環境條件、測試儀器功能、測試方法、測試人員素質等方面努力提高測試數據的可信度,在對各種測試數據進行科學的、綜合分析的基礎上對設備狀態作出評估。

4)抓好在線監測技術的開發應用。在線監測是推行二次設備狀態檢修的關鍵技術支撐,由于它能在運行狀態下連續進行測試,因而能及時、有效地發現設備的早期缺陷,并據此確定檢修時機。由于在線監測技術自身的難度所決定,在線監測技術的商品化、實用化進程較為緩慢,因此,在線監測技術的開發應用應采取“適當引進、加快開發”的原則。一方面引進比較成熟的在線監測或離線檢測技術與裝置;一方面與大專院校、科研院所聯合進行技術開發。把重點放在重大設備的關鍵項目上,待條件成熟后再開發多功能的在線監測系統。應當指出的是,應加強與變電站新投入設備的設計、制造、運行等單位的緊密合作,考慮設備投入使用后與監測裝置的統一配合,加快在線監測技術的實用化進程。

5)提高設備狀態分析水平。提高二次設備狀態分析水平是狀態監測與狀態檢修相銜接的關鍵一環,主要包括3個方面:①加快變電站設備在線監測數據向檢修中心遠傳功能的開發,并提高傳送水平,使在線監測裝置通過接口與檢修中心計算機局域網絡相連,檢修中心通過網絡實時調用各裝置所測數據,從而真正發揮在線監測裝置的作用。②建立設備狀態的微機信息管理系統。利用這個系統逐漸實現狀態檢修管理工作的標準化,管理業務的程序化,數據資料的完整化和準確化,狀態信息的資源共享化和綜合處理化。③加強測試數據分析。要重點把有助于廣泛掌握設備狀態和把握設備狀態變化趨勢,從而制定更科學的檢修策略數理統計的方法應用到狀態檢修中去,即通過對有關設備大量的歷史資料,包括出廠試驗、歷次試驗、檢修與故障記錄以及運行狀況等的統計分析,對某類設備的狀態作出評估,對其狀態的變化趨勢或規律作出預測。

5結論

總之，建湖電力系統二次設備實現狀態檢修是電力系統發展的需要。隨著建湖電網微機保護和微機自動裝置的自診斷技術的廣泛使用,電氣二次設備狀態檢修無論是技術方面還是經濟方面都比較容易做到。隨著綜合自動化系統在我們電力公司各廠站的廣泛使用,大大減少二次設備和電纜的數量,克服目前常規保護狀態監測存在的困難。設備管理信息系統(MIS)在電力系統的廣泛使用,為電氣二次設備實現狀態監測提供了信息資源支持。建湖電力系統二次設備的狀態檢修有助于變電站綜合自動化及水電站自動化的發展。