電氣一次設(shè)備狀態(tài)檢修的應(yīng)用分析

國家能源集團(tuán)泰州發(fā)電有限公司設(shè)備管理部 徐 翔

電廠中的電氣一次設(shè)備主要包括變壓器、發(fā)動機(jī)、互感器、高低壓開關(guān)、斷路器等。由于電廠使用的電氣一次設(shè)備直接關(guān)系到火電廠電能的生產(chǎn)與使用，一旦出現(xiàn)故障不僅直接或間接影響到整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還會對企業(yè)造成不良影響，甚至還會對人員造成傷害。加上電氣一次設(shè)備本身運(yùn)行環(huán)境比較特殊，在長期運(yùn)行狀態(tài)下存在出現(xiàn)各種故障的可能,面對這種情況加強(qiáng)對電氣一次設(shè)備狀態(tài)檢修就非常重要。利用狀態(tài)檢修能有效保證電氣一次設(shè)備處于安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，另外通過狀態(tài)監(jiān)測，進(jìn)而了解相關(guān)電氣設(shè)備的具體情況，有利于評估設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，再結(jié)合電氣設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)試驗(yàn)對避免電氣一次設(shè)備出現(xiàn)故障有重要價(jià)值。

1 電廠開展電氣一次設(shè)備狀態(tài)檢修的重要性及具體思路

針對電廠電氣一次設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修，實(shí)現(xiàn)對整個電能生產(chǎn)流程的全面檢測，通過分析與評估進(jìn)一步獲取到電氣一次設(shè)備的所有數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)中找到設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，預(yù)測可能出現(xiàn)的生產(chǎn)問題等，注重并積極開展電廠電氣一次設(shè)備的狀態(tài)檢修，對于保證電氣一次設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，有著十分明顯的作用。

保證正常生產(chǎn)，延長設(shè)備使用期限。通過對電氣一次設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修，從而了解與記錄并幫助相關(guān)工作人員分析電氣一次設(shè)備的具體狀態(tài)，在相關(guān)數(shù)據(jù)支持的基礎(chǔ)上，預(yù)估電氣一次設(shè)備的使用期限，制定出更加科學(xué)合理的設(shè)備使用計(jì)劃，有利于減少電氣一次設(shè)備故障發(fā)生率及降低故障對設(shè)備帶來的不良影響，這對于延長設(shè)備的使用壽命也有重要意義。

防止安全事故的發(fā)生。在制定詳細(xì)的電氣一次設(shè)備檢修計(jì)劃表的基礎(chǔ)上，定期、有效的對電氣一次設(shè)備開展檢修，可實(shí)現(xiàn)對故障的早期發(fā)現(xiàn)并有效將故障遏制在較早階段。此舉對避免故障對設(shè)備帶來的不良影響有重要作用，同時還能有效保證整個電廠生產(chǎn)作業(yè)正常運(yùn)行。

減少維修成本支出。絕大部分電廠仍沿用以往定期維修的方法，加上部分電廠并沒有建立起統(tǒng)一的電氣一次設(shè)備檢修標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致需投入大量的人力、物力與時間在電氣一次設(shè)備的檢修方面。而通過開展對電氣一次設(shè)備的狀態(tài)檢修，其建立在設(shè)備狀態(tài)的基礎(chǔ)上開展的檢修工作，能更加早期更加及時地發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，并進(jìn)一步找出問題發(fā)生的原因及解決問題，這對于減輕相關(guān)工作人員的基礎(chǔ)工作量及降低維修成本均有明顯作用。

故障模式的確定及設(shè)備的影響。電廠電氣一次設(shè)備出現(xiàn)故障，可將其分為功能故障和非功能故障兩種[1]。不同的故障類型需采取更加針對性的方法，其中最常見的故障就在于電氣設(shè)備的功能失效，這種情況發(fā)生將存在較大的危險(xiǎn)性和破壞性，因此需最大限度避免設(shè)備出現(xiàn)功能性的故障，這也要求在進(jìn)行檢修前一定要先明確設(shè)備故障的類型及影響范圍的大小，在找到故障出現(xiàn)原因的基礎(chǔ)上采取針對性的措施。

電氣設(shè)備檢修的主要方法。電氣一次設(shè)備檢修主要分為狀態(tài)檢修、事后檢修、定期檢修、隱患排查4種。其中狀態(tài)檢修是最常見也最主要的一種，利用狀態(tài)檢修明確電氣一次設(shè)備在運(yùn)行過程中可能存在的故障問題，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行狀況制定針對性的檢修計(jì)劃與檢修內(nèi)容。另外加強(qiáng)對電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)庫的管理也非常重要，是保證電氣一次設(shè)備檢修的憑證。目前主要采用的方法以專家評價(jià)、故障樹分析、模糊綜合評判三種為主[2]。另外借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，也可幫助實(shí)現(xiàn)更短時間內(nèi)更加準(zhǔn)確判斷故障類型及故障范圍大小，其中再利用帶電測試、預(yù)防性試驗(yàn)、停電檢查等各種手段。

2 電氣一次設(shè)備的故障診斷方法及檢修的具體開展

2.1 基于信號變換的診斷方法

采用基于信號變換的診斷方法進(jìn)行故障診斷，實(shí)際上就是利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)交換的方式對出現(xiàn)的故障信號進(jìn)行解調(diào)和分離，其中最常用的一種方法就是采用小波變換[3]。舉例分析，在進(jìn)行電氣一次設(shè)備故障診斷時，借助小波變換可檢測信號的突出點(diǎn)，然后再提取電機(jī)定子繞組的故障信息，通過監(jiān)測電子電流的變化情況，從而分析是由外部負(fù)載變化或負(fù)載不對稱引起的異常變化，利用小波變換可用于電機(jī)故障的分析和診斷。

2.2 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）的診斷方法

這種診斷方法對復(fù)雜故障有著十分重要的作用，還可用于評估故障的嚴(yán)重程度。BP 網(wǎng)絡(luò)方法是最廣泛的應(yīng)用方法之一[4]，將其應(yīng)用于電氣一次設(shè)備故障的診斷，借助相應(yīng)的傳感器從而獲得電氣設(shè)備故障的信號特征，例如包括電壓、電流、噪聲，然后再將獲取的故障特征信號進(jìn)行Fu Liye 變換，對特征信號的頻譜峰值作為BP 網(wǎng)絡(luò)的輸入樣本，實(shí)際上就是借助BP 網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的自學(xué)習(xí)能力和聯(lián)想記憶能力實(shí)現(xiàn)更短時間內(nèi)的故障診斷。

2.3 開展變壓器狀態(tài)檢修

在整個電氣一次設(shè)備甚至是整個電力企業(yè)中，變壓器在其中有著十分重要的作用。由于變壓器直接承擔(dān)輸電、變電、配電等重要工作，加強(qiáng)對變壓器的狀態(tài)檢修是整個電氣管理工作中的重點(diǎn)。按照《電力變壓器檢修導(dǎo)則》（DL/T573-2010）第7.1條要求運(yùn)行超過10年的變壓器進(jìn)行大修，但對大型油浸式變壓器來說，吊罩大修不僅費(fèi)用高、工期長，且現(xiàn)場各種施工難度大，有一定的風(fēng)險(xiǎn)。同時該導(dǎo)則也推薦采用計(jì)劃檢修和狀態(tài)檢修相結(jié)合的檢修策略，變壓器檢修項(xiàng)目可根據(jù)運(yùn)行情況和狀態(tài)評價(jià)結(jié)果進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。那只要這臺變壓器運(yùn)行中沒有發(fā)生過異常、出口沒有承受過短路、沒有設(shè)計(jì)缺陷，那么完全可通過技術(shù)手段對其進(jìn)行狀態(tài)評估，如評估結(jié)果正常就可不對變壓器進(jìn)行吊罩大修。

在進(jìn)行變壓器狀態(tài)檢修中主要是對絕緣狀況、引線狀況、運(yùn)行聲響三方面進(jìn)行檢查。其中在絕緣狀況開展檢查主要內(nèi)容是利用油簡化實(shí)驗(yàn)、老化實(shí)驗(yàn)判斷與評估老化、破損、受潮等方面[5]。針對引線檢查也是工作開展中的重點(diǎn)，部分變壓器出現(xiàn)故障都是引線故障導(dǎo)致，例如引導(dǎo)燒斷、觸摸不良等，影響到變壓器的正常運(yùn)行。運(yùn)行聲響檢查主要是評估與判斷設(shè)備在運(yùn)行過程中是否出現(xiàn)異常聲響。

2.4 斷路器狀態(tài)檢修

斷路器對于保障整個電力企業(yè)的安全運(yùn)行、維護(hù)電源線路有重要價(jià)值，其一旦發(fā)生短路故障會主動堵截電路?？紤]到斷路器故障將會帶來明顯的安全隱患，特別是因部分小細(xì)節(jié)錯誤導(dǎo)致的問題可能出現(xiàn)斷路器無法工作，對于一部分修理代價(jià)高昂、檢修非常不便的高壓斷路器可通過加裝斷路器觸頭壽命評估的軟件，通過對斷路器分閘次數(shù)和分閘電流進(jìn)行計(jì)算評估出斷路器觸頭壽命，同時紅外成像和紫外成像也是狀態(tài)檢修的重要補(bǔ)充手段。對于6kV 真空開關(guān)可通過紅外無線測溫或光纖測溫結(jié)合在線局放和弧光保護(hù)來評估斷路器的狀態(tài)。

2.5 避雷器狀態(tài)檢測

其中氧化鋅避雷器moa 是一種保護(hù)性能優(yōu)異的過電壓保護(hù)設(shè)備，其狀態(tài)監(jiān)測主要方法有在線監(jiān)測全電流和帶電測量阻性電阻兩個方面。目前主要是利用監(jiān)測及阻性電流進(jìn)而診斷及絕緣情況，在正常工作電壓下流過氧化鋅避雷器閥片的主要是柔性電流。通常是采用諧波分析法監(jiān)測其阻性電流。補(bǔ)償法和諧波法測量氧化鋅避雷器的帶電阻性電流?？紤]到避雷器在遭受雷擊時可能存在監(jiān)測設(shè)備的接地電位過高問題，因此一般是通過在電流取樣端和檢測處理端采用光電技術(shù)進(jìn)行處理。

2.6 控制室的綜合檢查

針對中控制室的綜合檢查是基礎(chǔ)性工作之一，通過以電廠的電機(jī)軸連接段1:2為主，進(jìn)而測定獲得漏電電阻實(shí)際功率，為檢查水管中是否有泄漏的情況。通過以軸承元件的連接方式為定向區(qū)間進(jìn)行電機(jī)的溫度測量即可了解[6-7]。電機(jī)中的控制系統(tǒng)會在磁共振作用下進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)，以繞線式的電子裝置為測量平臺，軸電流會以波點(diǎn)的形式將數(shù)據(jù)分布到不同的信道中，系統(tǒng)通過實(shí)際數(shù)值比對來確定最終檢查結(jié)果，并實(shí)現(xiàn)一次性設(shè)備的狀態(tài)分析。

2.7 對氣體絕緣變電站一次設(shè)備的狀態(tài)檢修

氣體絕緣變電站的狀態(tài)檢修要求相關(guān)工作人員須具備一定工作經(jīng)驗(yàn)，這是因?yàn)殡娏w系對氣體絕緣變電站的要求高，在進(jìn)行電氣一次設(shè)備的狀況檢修時，嚴(yán)格進(jìn)行泄露要素、濕度、氣壓等的檢查，整個運(yùn)行狀況的檢查也有較為嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)，其中重點(diǎn)檢查氣體絕緣變電站是否有出現(xiàn)發(fā)作火花反常或部分放電障礙的情況，從而進(jìn)一步了解整個變電站內(nèi)的運(yùn)行狀況。

綜上，對于火電廠而言，注重并以高水平、高要求、高目標(biāo)作為出發(fā)點(diǎn)開展電氣一次設(shè)備的狀態(tài)檢修，對于保證整個火電廠的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義。高質(zhì)量的電氣一次設(shè)備狀態(tài)檢修工作也有利于延長相關(guān)設(shè)備的使用期限，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，幫助企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，有著重要意義。