发电厂电气设备状态检修讲稿

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1、 主讲：主讲： 陈伟根陈伟根 教授教授重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室的状态检修技术 1 发电厂电气设备维护技术的发展 2 状态检修及其它主要检修方式的定义 3 实施状态检修的必要性 4 国外状态检修的基本策略 5 现阶段我国实施状态检修的基本规则 6 现阶段实施状态检修的基本策略 7 在线监测在状态检修中的作用及融合方法 8 实施状态检修中的其它问题 1.发电厂电气设备维护技术的发展 发电厂电气设备的检修技术的发展大致可以分为三个阶段：事故检修定期检修 状态检修。事故检修是50年代以前主要采取的方式，就是在设备发生了故障或事故以后才进 行检修。这是基于那时没有形成象现在这样庞大的系

2、统网络，因此设备发生故障时 的影响面小，同时大部分设备都比较简单，设备的设计裕量大而且修复容易，设备 停运对企业的经营活动影响不大，人们的依赖性也没有现在这样强烈，所以当时只 进行简单的日常维护和检修，没有开展系统的检修。6070年代，由于设备的生产效率越来越高，突发故障所造成的损失也越来越大， 因此如何避免和减少损失就成为十分突出的问题，于是逐步形成定期预防检修体系 。在前苏联，主要发展了定期计划检修，这类检修方式为在东欧各国和我国推广应 用并延续到现在。定期检修是一种基于时间的检修，其理论依据是：设备能通过定期检修，周期性 地恢复到接近新设备的状态。因此，检修工作的内容与周期都是预先通过计

3、划安排 设定的，不管设备的状态如何，到时间就要修，目的是为了防止或延迟故障的发生 ，以期望达到最大限度地保证设备运行的可靠性。但这种定期检修的管理制度往往 是以牺牲企业的自身经济利益为代价的，在设备尚未发生缺陷且可正常运行的情况 下就进行停运检修甚至更换设备，从而造成了不必要的人、财、物的浪费。 1.发电厂电气设备维护技术的发展状态检修是通过对设备状态进行监测，然后按设备的健康状态来安排检修的一 种策略。这种检修方式起源于60年代美国航空工业飞行器的设备检修工作中，1978 年开始广泛应用于美国海军舰艇的设备检修，80年代又在核是工业中推广应用，并 很快发展到电力工业的电气设备检修中，因此状态

4、检修是按设备的实际运行情况来 决定检修时间与部位，针对性较强，经济合理。据有关统计，实施状态检修后，设 备故障率可降低75%，综合检修费用可减少30%50%，国内外一些电力企业应用 电气设备状态检修的实践都能证明，这种设备检修管理策略具有明显的社会效益和 经济效益。 状态检修得益于设备监测技术得到广泛应用，人们对故障模式及其影响进行较深 入的分析；企业对设备的可靠性、对检修的成本效益比的高要求，它是在设备发生 实质性故障之前及时进行检修的新方式。 （1）状态检修（预知性检修），即CBM(Condition Based Maintenance), PDM (Predictive Maintena

5、nce) （2）故障检修（事后检修），即RTF（Run Till Failure）,CM（ Corrective Maintenance） （3）预防性检修，即PM（Preventive Maintenance）（4）定期计划检修，即TBM（Time Based Maintenance） （5）主动检修，即PAM（Proactive Maintenance）（6）以可靠性为中心的检修，即RCM（Reliability Centered Maintenance） 2.状态检修及其它主要检修方式的定义3. 实施状态检修的必要性3.1 电力体制改革的需要 3.2 定期预防性检修不能及时发现设备内部的

6、绝缘隐患 3.3 定期预防性检修造成人、财、物的大量浪费 3.4 定期预防性检修影响发电效率 3.5 定期预防性检修的技术手段不合理 3.6 从电气设备故障的形成规律分析状态检修的必要性 3.1 电力体制改革的需要发电企业由计划经济向市场经济转移，经济效益和社会效益 都是其重要的追求目标，而提高发电效率和降低生产成本是实现 目标最重要的途径和提高经济效益的关键。由于状态检修是提高 发电效率和降低设备检修费用的重要措施，而设备检修费用在整 个生产成本中占有相当大的比例，因此从提高经济效益的角度来 看，定期检修已不能满足形势发展的要求。 3.2 定期预防性检修不能及时发现设备内 部的绝缘隐患 停电

7、检修合格的设备运行中出现事故的可能性依然存在， 且一旦出现事故，直接或间接损失十分巨大，这是目前这一检 修体系存在的最大问题。所以预防性检修体系不能及时发现设 备内部的绝缘隐患。 定期检修是不管设备状态如何“到期必修”，有失设备检修的科学性和合理性。 用它来指导检修实践，可能会发生检修不足或检修过剩的情况，从而造成人、财 、物的浪费。如，某些不必要的频繁检修可能会增加误操作、人员伤亡和事故发 生的机率。举一个电网企业的例子：大连电业局在开展状态检修前，对定期预防性试验认 真进行了总结，得到了一些有价值的结论3，如：线路绝缘子，在19831991年间该局共测111万片次，发现过414片零值，平均

8、劣 化率万分之四；而且从未发现过在同一串中同时有两片零值的。在这样的情况下 是否还需每12年进行普测？（措施：增加一片绝缘子，68年清扫一次）。1957年以来，该局对变压器油做过简化试验30多万份，共发现酸价不合格的6 份、闪点不合格的1份，这些试验的有效性如何？（措施：从概率统计出发，取消 该两项试验）。对继电保护及自动装置动作情况的统计见表1，220kV及以上系统的不正确动作 率为10kV系统的200多倍，是否还要对不同电压系统的继保装置沿用类似的周期来 定检？（措施：220kV仍每年调校一次，其余延长到23调校一次）。 3.3 定期预防性检修造成 人、财、物的大量浪费 动作评价10kV系

9、统66kV系统220kV及以上系统1982 19911992 19981982 19981982 19911992 19981982 19981982 19911992 19981982 1998总动作次数13754107142446810966261722173166339正确次数13752107112446310886241712164154318不正确次数235821091221正确动作率/%99.9699.9799.9899.2799.6899.4294.8092.7793.80不正确动作率 /%0.040.030.020.730.320.585.207.326.20表1 大连地区电网

10、继电保护及自动装置动作情况（19821998年）3.4 定期预防性检修影响发电量定期检修造成的计划停电影响发电量。随着形势的发展， 全社会对供电可靠性的要求越来越高，大量定期检修所需要安 排的停电时间越来越难，随着“电力法”的普及和深入，停电所 造成电力用户的损失要实施赔偿制度，这给定期检修制度带来 了不可避免的冲击。 3.5 定期预防性检修的技术手段不合理定期预防性试验的试验电压往往远低于运行电压，停 电试验时，一般都是用最高10千伏试验电压得出的结论去 考核鉴定220千伏甚至500千伏运行电压下的设备状态和可 靠性。因此，对运行电压下才能暴露的某些绝缘缺陷这种 试验手段是不合理的。在线监测

11、是运行电压下对设备状态 的监测，能较准确地反映设备的客观状态，因此，有效的 在线监测技术是状态检修的重要的技术手段。 3.6 从电气设备故障的形成规律分析 状态检修的必要性 3.6.1 电气设备故障和缺陷的浴盆曲线 图1 常规运行时间变化的设备故障率曲线 图2 多次定期检修可能形成的设备故障率曲线经常性的定期检修使常规的设备运行浴盆曲线规律发生了变化 ，每检修一次，出现一次新的磨合期，使检修后的故障率增高。 3.6.2 电气设备功能退化的规律（P-F曲线）电气设备大多故障一般不会在瞬间发 生，并且在功能退化到潜在故障P点以后 才逐步发展成能够探测到的故障（参见 图3）。之后将会加速退化的进程，

12、直到 达到功能故障的F点而发生事故。这种从 潜在故障发展到功能故障之间的时间间 隔，被称为P-F间隔。如果想在功能故障前检测到故障， 必须在P-F之间的时间间隔内完成。由于 各种设备、各种故障形式、各种故障特 点对应于P-F间隔的时间是不定值，可能 是几个小时，也可能是几个月或几年不 等，因此定期检修一般情况下不可能都 满足P-F间隔的时间要求，从而导致设备 功能故障的发生。而有效的在线监测就 可能捕捉到P-F间隔的整个发展过程，并 在到达功能故障F点之前的合理时机采取 措施进行检修处理。 图3 电气设备功能退化的P-F曲线3.6.3 传统的检修观点与现代设备 的故障特征有差异传统观点认为，设

13、备运行和发生的故障的可能性有直接关系，这意味着大多 设备可以可靠地工作一个周期，然后逐步发生故障或缺陷。因此，可以从设备故 障的历史数据中确定设备可以可靠工作的周期，并在设备即将出现故障之前采取 检修预防措施。然而，现代先进的电气设备比过去的老设备要复杂得多，技术上 、结构上、工艺上都有了质的变化，因此其故障模式也发生了很大的变化。往往 认为设备的可靠性与运行时间之总是存在某种固定的关系，定期检修越频繁设备 发生故障或缺陷越少的观点是错误的。 4 国外状态检修的基本策略4.1 欧洲的一种典型检修策略欧洲近年来在状态检修的基础 上，提出基于可靠性的检修策略（ Reliability Center

14、ed Mainte- nance, RCM），更明确了必须兼顾两 方面：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 在的重要性、该设备的故障对企业影 响程度，如图所示4。 4.1 欧洲的一种典型检修策略表2中以断路器为例，列出了设备状态的评估方法。 表2 对断路器评估时各项取分表 4.1 欧洲的一种典型检修策略当然，在对变电设备试行RCM时，应先统计过去运行中各设备的事故率，如表3 为德国产品在19801993年的事故率，再考虑该设备事故变电站事故的影响程度，以确 定那些设备首先要考虑状态检测及状态检修，而且在同样缺陷时，重要的、影响大的 要优先考虑。 表3 19801993

15、德国产设备的事故率（每年、每100台） 4.2 美国的一种检修策略 美国也是实行以可靠性为 中心的检修策略（RCM）， 并且实现了计算机程序管理， 图5为美国电力研究院EPRI新 开发的优化检修系统的功能。 从国外实践看，要实现状 态检修，必须抓住三个主要环 节：设备信息的掌握（含原始 数据、历史数据、家族数据、 当前数据）；综合的状态诊断 （含规程、导则、专家系统、 智能系统）；检修管理（软件 系统、规程、结果反馈）。 5 现阶段我国实施状态检修的基本规则 5.1 将各类设备的检修统筹考虑 电气设备的维护一般要求退出运行，不论是全面的预防性试验，或是拆装性检修 。考虑到各种电气设备的维护是相

16、互关联和相互影响的，为了尽可有保证设备的可 用性和减少停电时间，必须统筹安排电气设备的检修工作。如果我们把检修的周期 及项目上升为一种管理策略，就必须将各类设备统筹考虑。 5.2 采用量化的设备状态评价体系（百分制）目前，我国还没有建立严格的设备状态评价体制，例如，现行电气设备预防性 试验规程，设备要么合格、要么超标（不合格），显然仅仅把设备分为合格与不 合格两种状态时，状态分析便无从谈起，所以应该建立量化的设备状态评价指标体 系，地设备状态评分，从需立即退出运行到设备最优状态分成0到100分。设备的评 分基于与设备状态相关的信息，包括各个试验项目、家族缺陷事故纪录、不良运行 工况记录等。对设备状态信息也引入评分制，如依据接近阈值的程度以及劣化的速 度等对试验项目进行评分。 5 现阶段我国实施状态检修的基本规则5.3 采用综合的设备状态信息获取方法反映设备的状态信息应来自于，在线监测获取信息，各项试验获取信息（含现行 预防性试验），设备家族缺陷事故记录信息，不良运行工况记