電力系統(tǒng)設(shè)備檢修計(jì)劃的安排策略

楊寶起 陳志英

（新疆石河子天富熱電股份有限公司電力調(diào)度中心，新疆 石河子 832000）

1 目前廣泛使用的設(shè)備檢修計(jì)劃安排原則

1.1 定期檢修

多用于繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和各類發(fā)電機(jī)組、變壓器、換流閥。主要是因?yàn)檫@類設(shè)備往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且目前缺乏有效的在線檢測(cè)手段，容易存在難以察覺的隱性缺陷。

大量運(yùn)行實(shí)踐表明，對(duì)于正常運(yùn)行的這類設(shè)備，停運(yùn)后進(jìn)行定期檢修，往往能發(fā)現(xiàn)存在很多影響設(shè)備安全運(yùn)行的缺陷。因此對(duì)于此類設(shè)備，一般根據(jù)設(shè)備健康狀況和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定一個(gè)定期檢修周期，只要設(shè)備運(yùn)行時(shí)間達(dá)到這個(gè)周期，不管是否發(fā)現(xiàn)缺陷，都安排其停運(yùn)檢修。對(duì)于發(fā)電機(jī)組和主變稱之為計(jì)劃大修（A級(jí)檢修），對(duì)于繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置，則稱之為定檢。

這種檢修安排原則的優(yōu)缺點(diǎn)同樣明顯：一方面可以發(fā)現(xiàn)正常運(yùn)行時(shí)難以發(fā)現(xiàn)的隱性缺陷，避免設(shè)備缺陷在運(yùn)行中惡化發(fā)展成設(shè)備故障；另一方面，有可能給完全正常無病的設(shè)備安排了計(jì)劃大修，造成設(shè)備利用小時(shí)數(shù)的無謂降低。

1.2 事后型檢修

這類檢修方式是指發(fā)現(xiàn)設(shè)備確實(shí)存在缺陷后，再擇期安排停運(yùn)消缺。該原則適用于電力系統(tǒng)所有運(yùn)行設(shè)備。特別適合于那些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低，而且一旦有缺陷易于發(fā)現(xiàn)的設(shè)備，例如母線、架空線路、隔離開關(guān)等。

這樣做的好處是可以避免設(shè)備在無故障的情況下停運(yùn)檢修，壞處則是當(dāng)設(shè)備缺陷被發(fā)現(xiàn)時(shí)往往已經(jīng)對(duì)設(shè)備造成了損害，甚至有可能直接造成設(shè)備故障跳閘，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

可見，以上兩種檢修安排原則各有優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際中往往結(jié)合使用，例如對(duì)于發(fā)電機(jī)組，計(jì)劃大修（A級(jí)檢修）就屬于前者，而小修(C、D級(jí)檢修)和事故搶修就屬于后者。

2 設(shè)備健康狀況在線檢測(cè)的一些新技術(shù)、新裝備

2.1 介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)

介質(zhì)損耗是指絕緣材料在電場(chǎng)作用下，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)，在其內(nèi)部引起的能量損耗。也叫介質(zhì)損失，簡(jiǎn)稱介損。

測(cè)量介損對(duì)判斷電氣設(shè)備的絕緣狀況是一種傳統(tǒng)的、十分有效的方法。絕緣能力的下降直接反映為介損增大。進(jìn)一步就可以分析絕緣下降的原因，如絕緣受潮、絕緣油受污染、老化變質(zhì)等。但目前電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，介質(zhì)損耗的測(cè)量大多還只能在停電狀態(tài)下進(jìn)行。

目前國內(nèi)介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而且也有能投入運(yùn)行的產(chǎn)品問世。

2.2 紅外測(cè)溫技術(shù)

紅外測(cè)溫技術(shù)目前已非常成熟，但應(yīng)用主要限于手持式的紅外測(cè)溫儀，拍下設(shè)備的紅外照片后再由后臺(tái)軟件根據(jù)圖1所示給出測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，生成測(cè)溫報(bào)告，如圖1所示靠右處，亮點(diǎn)處即表明設(shè)備線夾發(fā)熱嚴(yán)重，軟件即可根據(jù)圖1靠左處所示的色標(biāo)給出刀閘線夾處發(fā)熱的具體溫度。但這種方式時(shí)效性不高，難以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。

圖1

采用紅外成像技術(shù)可開展以下電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷工作。

1）高壓電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)與內(nèi)、外中心故障診斷。

2）各類導(dǎo)電接頭、線夾、接線樁頭氧化腐蝕以及連接不良缺陷。

3）各類高壓開關(guān)內(nèi)中心觸頭接觸不良缺陷。

4）隔離刀閘刀口與觸片以及轉(zhuǎn)動(dòng)帽與球頭結(jié)合不良缺陷。

5）各類 CT一次內(nèi)中心及外中心連接不良缺陷、本體及油絕緣不良缺陷以及內(nèi)中心鐵心、線圈異常不良過熱陷。

6）各類 PT絕緣不良缺陷、缺油以及內(nèi)中心鐵心、線圈異常不良過熱缺陷。

7）各類電容器過熱、耦合電容器油絕緣不良和缺油（低油位）缺陷。

8）各類避雷器內(nèi)中心受潮缺陷、內(nèi)中心元件老化或非線性特性異變?nèi)毕荨?/p>

9）各類絕緣瓷瓶表面污穢缺陷，零值絕緣子檢測(cè)，劣化瓷瓶檢測(cè)。

10）發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)、電刷與集電環(huán)接觸狀態(tài)檢測(cè)、內(nèi)中心過熱檢測(cè)。

11）電力變壓器箱體異常過熱，渦流過熱，高、低壓套管上、下兩端連接不良以及充油套管缺油（低油位）缺陷。

12）各類電動(dòng)機(jī)軸瓦接觸不良以及本體內(nèi)、外中心異常過熱。

2.3 紫外探傷技術(shù)

對(duì)于多數(shù)高壓電力設(shè)備而言，要求金屬元件上無電暈以及外部絕緣無表面局部放電，這也是設(shè)備保持正常運(yùn)行狀態(tài)的有力證明。許多種高壓設(shè)備的技術(shù)條件里列入了絕緣上無可見電暈和無表面局部放電的要求。對(duì)于在大氣條件下工作之設(shè)備的外部絕緣，往往不可能完全排除電暈和表面局部放電的產(chǎn)生。隨著絕緣性能的降低、結(jié)構(gòu)缺陷的出現(xiàn)或者表面污穢和濕度的增加，放電過程的強(qiáng)度也將增大，這樣便可利用電暈或表面局部放電的產(chǎn)生與增強(qiáng)現(xiàn)象間接評(píng)估現(xiàn)有運(yùn)行設(shè)備的絕緣狀況以及及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備本身缺陷。

其工作原理：被檢測(cè)絕緣表面局部放電和電暈放電圖像經(jīng)由入口主物鏡形成在紫外電子光學(xué)轉(zhuǎn)換器的光電陰極上，將紫外圖像轉(zhuǎn)換為可見光圖像，可通過目鏡在放大器屏幕上觀察亮度被放大的紫外光學(xué)信號(hào)或者利用專門的照相機(jī)將其記錄下來。

如圖2所示，懸瓶靠帶電端的四片絕緣子以及設(shè)備線夾處有明顯放電異常，說明絕緣子可能存在局部破損或絕緣降低。而這種放電異常，用肉眼是難以發(fā)現(xiàn)的。

圖2

2.4 充油設(shè)備非電氣量在線監(jiān)測(cè)

該項(xiàng)技術(shù)目前應(yīng)用已比較廣泛，通過該系統(tǒng)，可以對(duì)運(yùn)行充油設(shè)備中油的運(yùn)行參數(shù)如總烴、微水等進(jìn)行在線測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給后臺(tái)機(jī)。使運(yùn)行人員可以掌握實(shí)時(shí)油品的運(yùn)行狀態(tài)。

3 事前型計(jì)劃檢修安排策略

在實(shí)際運(yùn)行工作中，對(duì)于運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行情況，運(yùn)行人員通過各種方法實(shí)時(shí)監(jiān)控，將設(shè)備的溫度、聲響、轉(zhuǎn)速、壓力等各項(xiàng)指標(biāo)記錄在冊(cè)并通過與正常值的比對(duì)及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備不“健康”狀況?；蛟谄渌O(shè)備故障引發(fā)事故后通過事后分析將未發(fā)生故障的設(shè)備存在的缺陷暴漏出來采用“關(guān)口前移”的思想盡可能安排運(yùn)行方式將設(shè)備缺陷處理。避免出線設(shè)備故障引發(fā)事故的現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上提出“事前型計(jì)劃檢修”所謂事前型，簡(jiǎn)而言之就是在大力推廣上述設(shè)備缺陷在線檢測(cè)手段的基礎(chǔ)上，力爭(zhēng)在設(shè)備健康狀況出現(xiàn)惡化先兆，尚未發(fā)展成缺陷時(shí)，預(yù)先安排計(jì)劃檢修。

1）對(duì)于繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、各類發(fā)電機(jī)組，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軟件龐雜，難以有效監(jiān)控，還是只能采取定檢和發(fā)現(xiàn)缺陷后的臨檢相結(jié)合的方式安排檢修。

2）對(duì)于變電站、換流站的主變、母線、斷路器、隔離開關(guān)、電容電抗、閥等結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)備而言，可以做如下考慮。

（1）在全站所有高壓設(shè)備上廣泛布設(shè)介損在線檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)測(cè)量各帶電部位介質(zhì)損耗的變化，測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送后臺(tái)機(jī)。

（2）對(duì)于可能發(fā)熱的隔離開關(guān)合口、設(shè)備線夾等處裝設(shè)專用的紅外探頭，實(shí)時(shí)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)同樣匯接至后臺(tái)機(jī)。

（3）充油設(shè)備安裝非電氣量在線監(jiān)測(cè)裝置。

（4）定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行紫外探傷檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電暈放電異常點(diǎn)。

這樣，就可以將這些檢測(cè)手段整合為一個(gè)有機(jī)整體，運(yùn)行人員在主控室就可以實(shí)時(shí)了解全站設(shè)備的基本健康狀況，從而給合理安排設(shè)備檢修提供必要的第一手資料。這樣做的好處有以下兩點(diǎn)。

①對(duì)于運(yùn)行操作當(dāng)中狀態(tài)良好，而且所有在線檢測(cè)設(shè)備都沒有發(fā)現(xiàn)任何問題的設(shè)備，可以適當(dāng)延長(zhǎng)其計(jì)劃大修周期，甚至不安排計(jì)劃大修。避免了不必要的設(shè)備停運(yùn)。

②對(duì)于檢測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)問題的設(shè)備，可以立即安排停運(yùn)消缺，避免設(shè)備異常發(fā)展成真正的缺陷損壞設(shè)備，甚至引起故障跳閘。

4 結(jié)論

作為電力系統(tǒng)設(shè)備檢修計(jì)劃的安排策略，理論和技術(shù)上還有許多值得進(jìn)一步研究的地方。我們有理由相信：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和電力設(shè)備狀態(tài)檢修的實(shí)施，將極大地提高電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行水平，并對(duì)電力企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。