电力系统设备检修计划的安排策略

杨宝起 陈志英

（新疆石河子天富热电股份有限公司电力调度中心，新疆 石河子 832000）

1 目前广泛使用的设备检修计划安排原则

1.1 定期检修

多用于继电保护、自动装置和各类发电机组、变压器、换流阀。主要是因为这类设备往往结构复杂，且目前缺乏有效的在线检测手段，容易存在难以察觉的隐性缺陷。

大量运行实践表明，对于正常运行的这类设备，停运后进行定期检修，往往能发现存在很多影响设备安全运行的缺陷。因此对于此类设备，一般根据设备健康状况和运行经验，规定一个定期检修周期，只要设备运行时间达到这个周期，不管是否发现缺陷，都安排其停运检修。对于发电机组和主变称之为计划大修（A级检修），对于继电保护和自动装置，则称之为定检。

这种检修安排原则的优缺点同样明显：一方面可以发现正常运行时难以发现的隐性缺陷，避免设备缺陷在运行中恶化发展成设备故障；另一方面，有可能给完全正常无病的设备安排了计划大修，造成设备利用小时数的无谓降低。

1.2 事后型检修

这类检修方式是指发现设备确实存在缺陷后，再择期安排停运消缺。该原则适用于电力系统所有运行设备。特别适合于那些结构简单、故障率低，而且一旦有缺陷易于发现的设备，例如母线、架空线路、隔离开关等。

这样做的好处是可以避免设备在无故障的情况下停运检修，坏处则是当设备缺陷被发现时往往已经对设备造成了损害，甚至有可能直接造成设备故障跳闸，严重威胁电力系统安全稳定运行。

可见，以上两种检修安排原则各有优缺点，实际中往往结合使用，例如对于发电机组，计划大修（A级检修）就属于前者，而小修(C、D级检修)和事故抢修就属于后者。

2 设备健康状况在线检测的一些新技术、新装备

2.1 介质损耗在线监测

介质损耗是指绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。

测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等。但目前电力系统实际运行当中，介质损耗的测量大多还只能在停电状态下进行。

目前国内介质损耗在线监测技术已经比较成熟，而且也有能投入运行的产品问世。

2.2 红外测温技术

红外测温技术目前已非常成熟，但应用主要限于手持式的红外测温仪，拍下设备的红外照片后再由后台软件根据图1所示给出测温数据，生成测温报告，如图1所示靠右处，亮点处即表明设备线夹发热严重，软件即可根据图1靠左处所示的色标给出刀闸线夹处发热的具体温度。但这种方式时效性不高，难以实现在线检测。

图1

采用红外成像技术可开展以下电力设备状态检测与故障诊断工作。

1）高压电气设备运行状态检测与内、外中心故障诊断。

2）各类导电接头、线夹、接线桩头氧化腐蚀以及连接不良缺陷。

3）各类高压开关内中心触头接触不良缺陷。

4）隔离刀闸刀口与触片以及转动帽与球头结合不良缺陷。

5）各类 CT一次内中心及外中心连接不良缺陷、本体及油绝缘不良缺陷以及内中心铁心、线圈异常不良过热陷。

6）各类 PT绝缘不良缺陷、缺油以及内中心铁心、线圈异常不良过热缺陷。

7）各类电容器过热、耦合电容器油绝缘不良和缺油（低油位）缺陷。

8）各类避雷器内中心受潮缺陷、内中心元件老化或非线性特性异变缺陷。

9）各类绝缘瓷瓶表面污秽缺陷，零值绝缘子检测，劣化瓷瓶检测。

10）发电机运行状态检测、电刷与集电环接触状态检测、内中心过热检测。

11）电力变压器箱体异常过热，涡流过热，高、低压套管上、下两端连接不良以及充油套管缺油（低油位）缺陷。

12）各类电动机轴瓦接触不良以及本体内、外中心异常过热。

2.3 紫外探伤技术

对于多数高压电力设备而言，要求金属元件上无电晕以及外部绝缘无表面局部放电，这也是设备保持正常运行状态的有力证明。许多种高压设备的技术条件里列入了绝缘上无可见电晕和无表面局部放电的要求。对于在大气条件下工作之设备的外部绝缘，往往不可能完全排除电晕和表面局部放电的产生。随着绝缘性能的降低、结构缺陷的出现或者表面污秽和湿度的增加，放电过程的强度也将增大，这样便可利用电晕或表面局部放电的产生与增强现象间接评估现有运行设备的绝缘状况以及及时发现设备本身缺陷。

其工作原理：被检测绝缘表面局部放电和电晕放电图像经由入口主物镜形成在紫外电子光学转换器的光电阴极上，将紫外图像转换为可见光图像，可通过目镜在放大器屏幕上观察亮度被放大的紫外光学信号或者利用专门的照相机将其记录下来。

如图2所示，悬瓶靠带电端的四片绝缘子以及设备线夹处有明显放电异常，说明绝缘子可能存在局部破损或绝缘降低。而这种放电异常，用肉眼是难以发现的。

图2

2.4 充油设备非电气量在线监测

该项技术目前应用已比较广泛，通过该系统，可以对运行充油设备中油的运行参数如总烃、微水等进行在线测量，并将测量数据实时传递给后台机。使运行人员可以掌握实时油品的运行状态。

3 事前型计划检修安排策略

在实际运行工作中，对于运行设备的运行情况，运行人员通过各种方法实时监控，将设备的温度、声响、转速、压力等各项指标记录在册并通过与正常值的比对及早发现设备不“健康”状况。或在其他设备故障引发事故后通过事后分析将未发生故障的设备存在的缺陷暴漏出来采用“关口前移”的思想尽可能安排运行方式将设备缺陷处理。避免出线设备故障引发事故的现象。在此基础上提出“事前型计划检修”所谓事前型，简而言之就是在大力推广上述设备缺陷在线检测手段的基础上，力争在设备健康状况出现恶化先兆，尚未发展成缺陷时，预先安排计划检修。

1）对于继电保护、自动装置、各类发电机组，由于其内部结构复杂，软件庞杂，难以有效监控，还是只能采取定检和发现缺陷后的临检相结合的方式安排检修。

2）对于变电站、换流站的主变、母线、断路器、隔离开关、电容电抗、阀等结构相对简单的设备而言，可以做如下考虑。

（1）在全站所有高压设备上广泛布设介损在线检测装置，实时测量各带电部位介质损耗的变化，测量数据实时传送后台机。

（2）对于可能发热的隔离开关合口、设备线夹等处装设专用的红外探头，实时测温数据同样汇接至后台机。

（3）充油设备安装非电气量在线监测装置。

（4）定期对设备进行紫外探伤检查，及时发现电晕放电异常点。

这样，就可以将这些检测手段整合为一个有机整体，运行人员在主控室就可以实时了解全站设备的基本健康状况，从而给合理安排设备检修提供必要的第一手资料。这样做的好处有以下两点。

①对于运行操作当中状态良好，而且所有在线检测设备都没有发现任何问题的设备，可以适当延长其计划大修周期，甚至不安排计划大修。避免了不必要的设备停运。

②对于检测设备发现问题的设备，可以立即安排停运消缺，避免设备异常发展成真正的缺陷损坏设备，甚至引起故障跳闸。

4 结论

作为电力系统设备检修计划的安排策略，理论和技术上还有许多值得进一步研究的地方。我们有理由相信：随着科学技术的不断进步和电力设备状态检修的实施，将极大地提高电力系统的安全、经济、稳定运行水平，并对电力企业的社会效益和经济效益产生深远的影响。