四川大学电气信息学院 肖屏
电力设备是电力网络的重要组成部分,设备的状态直接关系到电网的稳定运行,因此对电力设备进行预判性的监测、观察及修理是保证设备安全,电网稳定运行的重要手段。随着电网规模的不断扩大,设备数量的不断增多,传统的管理与检修技术已经不能满足需求,如何有效把握设备状态、降低检修成本、提高设备使用寿命、增加技术人员的检修效率和质量是目前所面临的问题。以下就目前电力设备检修所存在的问题及未来改进的方向进行探讨。
对我国电力设备的现状进行分析和研究是发现和解决问题的基础,目前我国电力设备检修的现状主要有以下两个方面的特点。
当前国内发电厂主要是依据国家电力主管部门制定的《发电厂检修规程》实施发电厂机组的。具体内容有:① 锅炉每2~3年(12000~18000运行小时)进行一次大修;汽轮发电机组每2~4年(14000~24000运行小时)进行一次大修;水轮发电机组每3~5年(18000~30000运行小时)进行一次大修。② 锅炉4~8个月(2500~5000运行小时)进行一次小修;汽轮发电机组6~8个月(2500~5500运行小时)进行一次小修;水轮发电机组每年二次(汛前汛后)进行一次小修。③ 规程里规定的电力设备不考虑其具体状态一律按计划进行全面检修。因此,目前的电力设备检修主要是依赖规程的计划检修制度。
除了按计划对设备进行定期定点的进行全面检修以外,为了确保电网的动态稳定,还建立了设备的抢修机制,当电力设备发生突发性事故时,进行应急维修,应急维修是随机性的,是在事件发生时保证机组正常稳定运行的检修方式,是对计划检修的补充措施,以保证电力设备的稳定运行。
从对我国发电厂电力设备检修方案的研究中,不难发现其中存在的问题。归纳起来主要存在以下几个方面的问题:
1)电力设备的检修过于依赖规程必然导致缺乏灵活,不利于发挥工作人员的主观能动性和技术上的创新精神。以预防为主的计划检修制度,到期必修,按部就班,在很大程度上导致了技术人员不思进取,技术管理水平提高不大,每次按计划进行设备大检修的时候也往往是例行公事。
2)计划检修制度可能造成设备过度维修,增加设备磨损,减少设备的使用寿命。在计划检修制度下,往往会导致几点问题:一是检修项目抓不住重点,分不清主次,不是检修过剩就是检修不足;二是由于过多的检修拆装,加速了设备的拆装磨损,使设备越修越糟糕,人为的缩短了设备的使用寿命,给企业带来了无形的损失。
3)计划检修制度容易造成资源的浪费。计划检修制度不考虑设备本身的状态,到时间就进行全面检修,而修理的对象很可能是才投入生产不久,状态良好的设备,浪费了大量的资源,而且在计划检修制度下,每次大修必然停电,也影响了供电的可靠性。
4)计划检修制度成为电力企业进一步发展的瓶颈。计划检修制度由于其对人力,物力和时间上的浪费,必然影响企业的生产效率,更给企业的长久发展带来了长期的损害。
5)电力设备检修自动化程度不高,严重缺乏相应的专业人才。电力设备检修是一项很繁杂并且技术门槛比较高的工作。而由于我国教育培训机构在这方面的教育滞后导致电力检修方面的专门人才严重匮乏。进入新世纪,计算机和互联网技术获得了爆发式的增长,已经深入到了社会建设的方方面面,但是在电力检修领域还停留在保存数据和处理文件上,电力设备的监测和实验仪器也比较匮乏。这也是电力设备检修需要关注的一项重要内容。
电力设备状态检修Condition Based Maintenance(CBM)不是单纯意义上的“修理”,准确说它包括运行设备维护、在线监测、带电检测、预防性试验、故障记录、设备管理、设备检修、设备检修后的验收等一系列的工作,也可以说它是一项系统工程,它们之间是互相联系的。下面主要从三个方面来论述状态检修制度。
1)状态检修比计划检修更有利于调动技术人员的工作积极性。状态检修需要收集大量的数据用作分析,工作人员不得不关注设备的工作状态,并定期进行记录;进行数据分析评判设备状态需要严谨的方法,这就要求工作人员必须具备一定的专业技能和必要的实践经验才能对数据进行正确的分析判断。由被动的计划维修变为主动的预判维修,这从根本上改变了技术人员的工作态度,提高工作的主动性和效率。
2)状态检修比计划检修更有针对性。传统的计划检修是按规程安排设备的检修工作,不考虑设备的状态,故而针对性不强。相对而言,状态检修是根据设备的状态安排设备的检修工作,更具有针对性,大大地缩小了检修范围,提高了电力企业的工作效率,能够把更多的资源投入到创收上去。
3)状态检修比计划检修更加科学,是未来电力设备管理的发展方向。状态检修应用计算机信息化技术,将电力设备的监测和观察数据存入数据库,技术人员可以很方便的进行数据的管理,如果将计算机连接进网络,还可以在网络上对数据进行管理。这大大提高了电力设备的信息管理水平。
状态检修按设备的故障划分可分为两类:一类电力设备常见故障,另一类是电力设备特殊故障。下面从几个方面来说明电力设备状态检修制度。
(1)电力设备信息收集
状态评价需要的信息主要从以下四个方面收集:
设备投运前信息,包括安装使用说明书、出厂合格证、出厂试验报告等出厂资料;订货技术协议、施工设计图纸、杆塔基础图、设备材料清册、杆位明细表、杆塔安装图、加工件图和其他图纸等设计资料;安装调试验收及整改记录、交接试验报告、工程竣工验收资料、设备异动联系单等施工资料;设备台帐、铭牌参数、设备图表信息等设备基础资料。
设备运行信息,包括设备巡视记录、缺陷记录、隐患记录、交叉跨越记录、故障跳闸及不良工况记录、设备动作及其操作记录、负荷测试记录、在线监测和各类运行统计分析数据等。
检修试验信息,包括设备例行试验报告、诊断性试验报告、设备检修报告、故障及缺陷消除记录、设备红外测温记录、接地电阻测试报告、在线监测和带电检测的各类数据信息。
家族缺陷信息,指经国家电网公司或省公司认定的同厂家、同型号、同批次设备(含主要元器件)由于设计、材质、工艺等共性因素导致缺陷的信息。
设备信息的收集应本着准确、及时、完整、规范的原则,方便记录和查看。
(2)电力设备运行状态评估和预测
将电力设备的各种数据进行收集以后,就可以对设备进行状态评估,准确判断设备的健康状态,并根据设备的健康状态安排检修计划,实施设备检修。实际应用中应该认识到这样庞大的系统工程不可能在短期内完成,为了配合电力设备状态检修工作的开展,应该充分利用现代高科技技术,对过去设备运行和维护经验、设备试验的历史数据、损坏或事故发生的规律、使用寿命,各种不同的设备结构以及特点等,进行认真总结、分析和研究,开发各种设备诊断专家系统,并不断完善,用于电力设备状态评价及管理。
(3)电力系统整体运营控制
通过电力设备数据的采集和分析,就可以把握设备的健康状态,根据情况安排检修计划,在维修成本和系统稳定性上保持平衡,而不像过去那样盲目的进行维修。这才是检修工作的根本目的。状态检修的出现使我们能够根据设备的健康状态安排维修计划,从而缩小了检修范围,减少了人力物力上的浪费。
本文通过对电力设备计划检修和状态检修两种检修制度的对比和分析,阐述了其在电力设备检修中的优劣。计划检修对保障设备的安全经济运行发挥着重大作用,但也存在几方面的缺点:检修不足或者过度检修;对不必要的设备进行检修造成人力物力的浪费和停电损失等。在市场经济条件下,经济有效、切合实际的检测与检修策略对电气设备运行的安全性和经济性非常重要。此外,计划检修技术手段也存在不合理的因素。而状态检修作为一个大的系统工程,也不可能快速地,一次性地解决所有问题,需要时间来进行积累。因此,把状态检修和计划检修有效的结合起来才是目前最符合我国电力工业发展的检修策略。
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