输变电设备风险评估运行检修策略王瀚斌

输变电设备风险评估运行检修策略王瀚斌

王瀚斌魏定谨黄田炜陈祺文陈桂全

（国网福建省电力有限公司柘荣县供电公司福建宁德355300）

摘要：现阶段，随着我国电网的快速发展，变电站的分布也在广泛的增加，为了更加科学、有效地制定设备检修计划，提出了输变电主设备状态评价及风险评估结果制定运行检修策略，并对具体检修方案进行了系统深入的研究。

关键词：输变电设备；风险评估；运行检修

引言

进行输变电主设备的风险评估所需要的一个重要可靠性指标是设备的故障概率，而设备的故障概率又与设备的状态值密切相关，因此，搞清楚输变电主设备状态评价结果与设备的故障概率之间的函数关系是对其进行风险评估前亟待解决的问题。风险评估中主要是进行失效模式研究和后果分析（FailureModesandEffectsAnalysis，FMEA），对于每一台输变电主设备可能的故障失效模式，都要进行详细分析并推断它自身设备的损失以及对整个电网系统的影响、可能引发的后果与损失及如何避免或减少损失。FMEA所涉及的主要问题包括：失效、失效模式、失效机理和失效后果。因此，建立输变电主设备风险评估模型实际上是对主设备故障后可能产生的后果进行预测的模型，这是制定基于风险的状态检修策略（RiskBasedMaintenance，RBM）的关键步骤。状态检修策略是供电部门开展状态检修工作的指导性方案，如何根据电网的实际需要寻求最优方案是实施状态检修工作的最终目标。状态检修方案的制定不仅涉及对设备实际状态的判断，而且还与电网实际运行情况以及设备管理情况有关，应考虑到各方面的影响因素，基于设备的风险评估对决策指标或决策目标进行综合评价，寻求运行检修策略的最优化。

1输变电设备状态检修的意义

状态检修主要是指企业在效益、安全以及环境的基础上对输变电设备进行风险评估、风险分析，并在相应的决策下开展设备检修工作，从而保障电网的安全运行。作为一种新型的检修方式，状态检修不仅能够预防设备事故，还能延长设备使用寿命，减少费用成本，增强设备的使用效率和水平。基于现代化的信息社会，电力系统中输变电设备的状态检修是在相关数据分析的基础上进行的，与信息化技术也有着非常密切的联系。所以，要想实现输变电设备的状态检修，以信息化技术为依据，将其应用在设备状态检修中，可以有效避免设备维修风险、延长设备使用寿命，优化产品质量。

2输变电设备状态检修现状

我国输变电设备状态检修工作是在近几年才逐渐崛起的，状态检修技术较为滞后，检修效率也比较低。在计算机网络技术不断发展的背景下，各个地区开始在电网建设中投入更多的精力，在输变电设备状态检修及管理中也取得了相应的成就，其检修系统和检修软件已经被广泛应用在设备状态检修过程中。基于《国家电网输变电设备风险评价标准》及《国家电网输变电设备状态检修试验章程》，在输变电设备状态评估结果及设备经济风险、安全风险的基础上，对输变电设备的运行风险进行了科学评价。输变电设备的状态检修方式主要是在设备状态评价结果的基础上，充分考虑技术更新、电网发展等需求，对设备的状态检修内容及计划予以确定，从而分析设备状态检修工作的有效性及合理性，确保输变电设备状态检修工作的顺利进行。

3基于风险评估的检修策略

根据设备的风险评估结果，定义设备的4种运行状态对应的风险等级分别为高风险、中风险、低风险和可接受风险，在此基础上，结合地区电网的实际情况，在确保电网可靠性水平的基础上，制定相应的运行检修策略，对于正常运行和加强监视策略，采取状态检测以及状态巡视方案；对于立即检修和适时检修策略，则需要研究最优检修方案。状态监测工作包含停电预试、在线监测以及带电测试，其中在线监测和带电测试可在不影响设备运行的条件下，对设备状况进行连续或定时监测。状态监测技术是一项技术含量高的综合测试技术，尤其以带电测试和在线监测的技术难度大。带电测试和在线监测技术的推广应用既需要克服传感器灵敏度、抗干扰能力等硬件技术，同时也需要积累丰富的数据诊断经验。通过开展输变电主设备的状态监测工作，优化目前以停电试验为主的试验模式，能够更全面、准确、及时地掌握输变电主设备的健康状况，为推进状态检修工作的开展提供科学的依据。状态巡视是以日常巡视为主，兼顾特殊巡视的巡视模式。在日常巡视工作中，按照设定的巡视周期对所有变电站设备进行全面正常巡视，同时根据设备健康状态、设备运行工况、气候情况以及设备状态评价及风险评估结果开展特殊巡视，特殊巡视周期一般是动态的、不固定。通过状态巡视，真正做到有侧重的对某一或者某部分设备缩短巡视时间（即特殊巡视），对其运行状态进行单独监视，力求改变原来设备巡视检查偏重普巡而对设备健康状态、设备运行工况关注不够的巡视模式，最终实现巡视有周期、有重点的全方位动态巡视组合，确保巡视科学性、巡视到位率和高质量。输变电主设备的状态巡视工作是运行人员的一项重要日常工作，巡视质量直接影响安全生产，同时也反映了现场的生产管理水平。实施状态巡视工作的运行人员平时要做到巡视设备到位，倒闸操作正确无误，掌握运行中设备存在的缺陷以及按类别进行处理，消除事故隐患以保证主设备的安全可靠运行，确保电力企业的安全生产。

4试运行变电站的运行风险评估

4.1风险评估

通过将近5年杭州地区70余座35kV及以上新建变电站试运行阶段约3万余条调控运行记录和1万余条缺陷和运维工作记录进行聚类和关联分析，不考虑检修工作的影响，试运行阶段变电站的监控信息风险加权系数α0服从期望为0，方差为σ20的正态分布利用公式，可以计算某试运行阶段变电站的风险信息数的加权总和ΣR0，其中变电站投运时取设备运行时间t0=0，则试运行阶段设备运行时间0<t0<12。理想状态下，假设变电站试运行结束状态，即设备寿命为12月时，无任何运行风险，并若取概率置信区间为0.9974，则风险评估中该正态分布的方差σo值取4（12/3）。

4.2最小年费用的最优检修方案

最优检修方案的原则：技术上先进，经济上合理。根据工程经济学原理，一台设备是否需要更换可以看其是否达到经济寿命，所谓设备的经济寿命指：一台设备从开始使用起，至其继续使用在经济上已不合理为止的全部时间，根据设备使用成本最低的原则来确定，即为年总费用AC最小，若设备已经达到其经济寿命，则可以做出更换的决策；若尚未达到经济寿命，则通过比较年费用的最小值来选择最优检修方案。最优检修方案的判断依据如下：设AC为设备的平均年费用，ACmin旧为大修后旧设备的年费用最小值，ACmin新为新设备的年费用最小值，则：1）已达到设备的经济寿命，更换；2）未达到设备的经济寿命，若ACmin旧≥ACmin新，更换；否则，大修。采用最小年费用法的前提条件如下：1）决策只有两种选择——大修或者新型更新。2）大修或者更新的时间花费为零。3）大修后设备的故障函数保持不变。4）新设备的性能不低于旧设备，即其年费用最小值不高于旧设备的年费用最小值。5）资金的时间价值不计。

结语

本文介绍了输变电设备状态检修的意义，风险评估的检修策略：加强监视策略应采用状态监测和状态巡视方案；采用基于最小年费用的最优检修方案。状态检修策略及其具体方案是输变电主设备状态检修的最终目标，对电力企业开展状态检修工作具有理论指导意义。

参考文献：

[1]徐辉，于虹，刘冠辰，等．输变电设备状态智能评价管理系统[J]．云南电力技术，2015，43（5）：84-86．

[2]李明华，严璋，刘春文，等．我国供电系统状态检修开展状况统计[J]．中国电力，2005，38（12）：33-36．

[3]黄绪勇，孙鹏．输变电设备可靠性评估有效性分析[J]．云南电力技术，2010，39（5）：11-14．

[4]于洋，杨瑞金，高卫恒．多级模糊评估的输变电设备状态评价体系研究[J]．云南电力技术，2017，45（1）：62-66．

[5]陈三运，谭洪恩，江志刚．输变电设备的状态检修[M]，北京：中国电力出版社，2004.6．