基于變電站安全評(píng)價(jià)的巡視模式研究

向 曉，劉紅云，陳 磊，王梁偉，張青云

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司 荊門供電公司，湖北 荊門 448000）

0 引 言

近些年，電網(wǎng)高速發(fā)展，變電站越來越多，運(yùn)維人員的人均工作量也隨之不斷增長(zhǎng)。目前，運(yùn)維班組大多面臨結(jié)構(gòu)性缺員嚴(yán)重、年齡斷層明顯、技術(shù)水平參差不齊以及班組承載力難以滿足工作要求的情況[1,2]。

巡視是變電站日常運(yùn)行維護(hù)工作中的重要組成部分，是了解全站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和收集變電站各類數(shù)據(jù)的主要手段[3]。巡視的質(zhì)量直接影響著運(yùn)維人員能否正確判斷變電站各類運(yùn)行設(shè)備的安全運(yùn)行。目前，常規(guī)巡視模式耗時(shí)巨大，側(cè)重點(diǎn)不夠突出，班組承載力不足與工作量激增的矛盾愈發(fā)明顯。通過合理分配人力、物力以及精力，使變電站巡視更加高效，而且主次分明且目標(biāo)明確，這是一個(gè)十分值得研究的現(xiàn)實(shí)問題。

1 變電站設(shè)備基礎(chǔ)情況評(píng)價(jià)

考慮到現(xiàn)實(shí)情況，本文從6個(gè)方面評(píng)價(jià)變電站設(shè)備的基礎(chǔ)情況。

1.1 變電站設(shè)備投運(yùn)年限

通過以往的研究發(fā)現(xiàn)，在變電站運(yùn)行過程中，變電站中設(shè)備發(fā)生故障的幾率與變電站設(shè)備投運(yùn)年限存在一定的曲線關(guān)系。在投運(yùn)初期，由于設(shè)備質(zhì)量、施工工藝以及設(shè)計(jì)的原因，故障概率相對(duì)較高。在投運(yùn)中期，經(jīng)過設(shè)備之間的相互磨合和對(duì)前期故障的有效處理，故障的概率隨之降低。但到一定年限后，由于設(shè)備老化、絕緣降低以及材料磨損等原因，設(shè)備出現(xiàn)故障的概率又一次激增，整個(gè)曲線形狀像一個(gè)浴盆，因此通常稱為浴盆曲線。通過此曲線，可以確定變電站投運(yùn)年限系數(shù)。變電站投運(yùn)1～2年時(shí)的系數(shù)為1.3，變電站投運(yùn)3～6年時(shí)的系數(shù)為1，變電站投運(yùn)時(shí)間超過6年的系數(shù)為2。

1.2 變電站電壓等級(jí)

隨著我國(guó)電力技術(shù)的發(fā)展，變電站電壓等級(jí)也越來越高。越高的電壓等級(jí)下，設(shè)備的絕緣的要求就越高，絕緣老化和出現(xiàn)故障的可能性就越高。變電站電壓等級(jí)為500 kV時(shí)，系數(shù)為2；變電站電壓等級(jí)為220 kV時(shí)，系數(shù)為1.5；變電站電壓等級(jí)為110 kV時(shí)，系數(shù)為1；變電站電壓等級(jí)為35 kV時(shí)，系數(shù)為0.7。

1.3 變電站設(shè)備類型系數(shù)

近年來，智能變電站大量推廣。相較于常規(guī)站，智能站的設(shè)備種類更多，設(shè)備更依賴網(wǎng)絡(luò)高，也更容易出現(xiàn)缺陷。不同變電站具有不同類型系數(shù)，常規(guī)站的為1，智能站的為1.5。

1.4 變電站運(yùn)行環(huán)境系數(shù)

設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境直接影響著設(shè)備的運(yùn)行狀況和運(yùn)行壽命。相較于室內(nèi)，室外設(shè)備長(zhǎng)期受刮風(fēng)下雨等各類惡劣天氣的影響，絕緣老化的速度明顯快于室內(nèi)設(shè)備。室內(nèi)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境系數(shù)為1.5，室外設(shè)備運(yùn)行環(huán)境系數(shù)為1。

1.5 變電站設(shè)備類型系數(shù)

HGIS與GIS的區(qū)別類似于室內(nèi)設(shè)備與室外設(shè)備之間的區(qū)別。GIS設(shè)備類型系數(shù)為1，HGIS設(shè)備類型系數(shù)為1.1。

1.6 變電站設(shè)備數(shù)量系數(shù)

由于現(xiàn)在變電站同一電壓等級(jí)下的支路設(shè)計(jì)基本一致，因此可以簡(jiǎn)單用變電站內(nèi)的開關(guān)數(shù)來反映變電站設(shè)備的多少。而且不同電壓等級(jí)下的設(shè)備承擔(dān)著相應(yīng)的故障風(fēng)險(xiǎn)。變電站電壓等級(jí)為500 kV時(shí)，變電站設(shè)備數(shù)量系數(shù)為5，變電站電壓等級(jí)為220 kV時(shí)，變電站設(shè)備數(shù)量系數(shù)為3，變電站電壓等級(jí)為35 kV時(shí)，變電站設(shè)備數(shù)量系數(shù)為1。

得到基本情況得分F1的計(jì)算公式如下所示：

考慮到變電站設(shè)備數(shù)量眾多，計(jì)算出變電站基本情況得分后需要進(jìn)行歸一化處理。將得分最高的那一項(xiàng)作為基本項(xiàng)置1，其余項(xiàng)得分為其初始得分除以最高分所得結(jié)果。

2 變電站安全評(píng)級(jí)

以某省5座變電站為例，其斷路器數(shù)據(jù)如表1所示，變電站基本情況得分表如表2所示。

表1 變電站斷路器數(shù)量表

表2 變電站基本情況得分表

變電站中的缺陷一般根據(jù)缺陷內(nèi)容和嚴(yán)重程度，可以分為危急缺陷、嚴(yán)重缺陷以及一般缺陷[6]。每一種缺陷對(duì)于變電站安全運(yùn)行的威脅程度不一致，不能一概而論。按照缺陷的性質(zhì)乘以不同的系數(shù)，統(tǒng)計(jì)這5個(gè)變電站過去一年的缺陷數(shù)量。危急缺陷的變電站缺陷系數(shù)為5，嚴(yán)重缺陷的變電站缺陷系數(shù)為3，一般缺陷的變電站缺陷系數(shù)為1。

將其乘以系數(shù)相加后，進(jìn)行歸一化，得到變電站缺陷情況得分F2，如表3所示。

表3 變電站缺陷情況得分表

將兩個(gè)得分相加，得到變電站安全得分F=F1+F2。按照20%、40%以及40%的比例分級(jí)得到最后的變電站安全評(píng)級(jí)。嚴(yán)重程度從1級(jí)到3級(jí)，每一級(jí)都比前一級(jí)嚴(yán)重，3級(jí)最嚴(yán)重。變電站安全評(píng)級(jí)如表4所示。

表4 變電站安全評(píng)級(jí)

3 基于安全評(píng)級(jí)的巡視模式

變電站巡視模式主要包括例行巡視、全面巡視、專業(yè)巡視、熄燈巡視以及特殊巡視[7]。應(yīng)用變電站安全評(píng)級(jí)有效調(diào)整各類巡視的周期，將傳統(tǒng)固定周期的巡視工作轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N高效和有針對(duì)性的巡視模式。

3.1 例行巡視策略

例行巡視內(nèi)容通常包括設(shè)備設(shè)施外觀是否正常、有無(wú)異常聲響、有無(wú)泄漏發(fā)生、二次設(shè)備和輔助設(shè)施有無(wú)異常告警或信號(hào)、消防安防系統(tǒng)是否完好以及變電站內(nèi)的環(huán)境有無(wú)異常點(diǎn)等。具體的項(xiàng)目根據(jù)各個(gè)站的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。依據(jù)變電站安全評(píng)級(jí)，不同電壓等級(jí)的變電站按照不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行周期巡視，評(píng)級(jí)越高的變電站的巡視周期也將越短，巡視周期如表5所示。

表5 例行巡視周期

3.2 全面巡視策略

全面巡視相較于例行巡視項(xiàng)目更多，檢查更細(xì)致，范圍更全面，通常要巡視全站的全部設(shè)備及設(shè)施[8]。依據(jù)變電站安全評(píng)級(jí)，調(diào)整往固定的巡視周期，評(píng)級(jí)越高的變電站的巡視周期也將越短，巡視周期如表6所示。

表6 全面巡視周期

3.3 專業(yè)巡視

專業(yè)巡視的重點(diǎn)在于專業(yè)二字。一般由多層面多方面的人員聯(lián)合開展，集中檢查和測(cè)驗(yàn)重要設(shè)備。跟據(jù)變電站安全評(píng)級(jí)，合理調(diào)整以往固定的巡視周期，評(píng)級(jí)越高的變電站的巡視周期也將越短，專業(yè)巡視周期如表7所示。

表7 專業(yè)巡視周期

3.4 熄燈巡視

熄燈巡視指夜間全站熄燈之后開展的巡視。由于發(fā)熱發(fā)光現(xiàn)象在白天或者有較多光源的情況下容易被忽略，因此在夜間進(jìn)行熄燈巡視。跟據(jù)變電站安全評(píng)級(jí)，合理調(diào)整以往固定的巡視周期，評(píng)級(jí)越高的變電站的巡視周期也將越短，熄燈巡視周期如表8所示。

表8 熄燈巡視周期

3.5 特殊巡視

特殊巡視理論上是對(duì)例行巡視的補(bǔ)充，需要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和各類工作的開展需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。主要包括各種惡劣天氣前后的巡視，設(shè)備新投入運(yùn)行、設(shè)備檢修后、設(shè)備進(jìn)行技改或者長(zhǎng)期停運(yùn)后重新投運(yùn)的巡視，過負(fù)荷、負(fù)荷劇增、設(shè)備超溫、設(shè)備發(fā)熱、系統(tǒng)沖擊、跳閘以及有接地故障等情況的巡視，節(jié)假日或者重大活動(dòng)的保供電和變電站處于特殊運(yùn)行方式時(shí)等特殊情況下的巡視。由于特殊巡視時(shí)臨時(shí)增加，且巡視的條件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安排，因此特殊巡視的周期無(wú)法通過安全評(píng)價(jià)進(jìn)行調(diào)整。但是安全評(píng)級(jí)3級(jí)的變電站應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求，在條件允許的情況下，適當(dāng)延長(zhǎng)特殊巡視的時(shí)間。

4 結(jié) 論

本文建立了對(duì)于變電站的安全評(píng)級(jí)機(jī)制，通過計(jì)算變電站設(shè)備基礎(chǔ)情況得分和變電站缺陷情況得分，將兩者相加得到變電站安全得分。然后按照一定比例評(píng)級(jí)，得到變電站安全評(píng)級(jí)。最后通過對(duì)變電站的安全評(píng)級(jí)，有效調(diào)整變電站的巡視周期，以達(dá)到合理分配巡視工作量和抓住巡視重點(diǎn)的目的，對(duì)運(yùn)維工作的高效開展有指導(dǎo)意義。