电气设备状态检修技术与现状课件

电气设备运检智能化电气设备运检智能化-电气设备状态检修技术电气设备状态检修技术及及现状现状陈伟根内容提要问题的提出电气设备状态检修现状电气设备状态检修的必要性电气设备状态检修方法电气设备状态检修技术的基本策略急待解决的技术问题在线监测技术与状态检修的融合关系结束语 2020世世世世纪纪60607070年代，自美国投入巨年代，自美国投入巨年代，自美国投入巨年代，自美国投入巨资资开开开开发发以在以在以在以在线监测为线监测为前提的状前提的状前提的状前提的状态维态维修技修技修技修技术术以来，以来，以来，以来，许许多工多工多工多工业领业领域相域相域相域相继继开展了开展了开展了开展了设备设备状状状状态态在在在在线监测线监测与故障与故障与故障与故障诊诊断技断技断技断技术术的研究和开的研究和开的研究和开的研究和开发应发应用。用。用。用。从从从从2020世世世世纪纪8080年代开始，国内外主要是年代开始，国内外主要是年代开始，国内外主要是年代开始，国内外主要是对发电对发电厂厂厂厂锅锅炉、汽炉、汽炉、汽炉、汽轮轮机、机、机、机、发电发电机三大机三大机三大机三大设备设备开展状开展状开展状开展状态维态维修。修。修。修。积累了大量经验和数据，开始重视技术标准及导则的制定；全球出现了一批从事状态维修技术研究及开发应用的研究机构或技术公司；1、问题的提出的提出至20世纪90年代末，美国美国已有1/3的发电厂采用了设备状态维修技术，例如：v根据美国电力研究院（EPRI）和工业设备维修公司（CSI）的统计，发电设备实施状态监测及诊断和状态维修后，设备利用率提高25，节约维修费用2530，延长设备寿命1015；v例如早在1996年美国就对艾迪斯通电厂采用40多种在线监测装置进行定期监测及故障诊断，以此对电厂设备进行评估和论证，使汽轮机的运行能力提高了1030，电站设备的运行可靠性大大提高；从20世纪90年代初开始，国内国内开展以在线监测与诊断技术为基础的设备状态维修也是发电厂领先，并制定了国电（2001）705号文电力发电厂实施设备状态检修的指导意见。1、问题的提出的提出为为了了了了降低运行成本、提高降低运行成本、提高降低运行成本、提高降低运行成本、提高设备设备的的的的利用率、确保利用率、确保利用率、确保利用率、确保设备设备运行运行运行运行的可靠性，的可靠性，的可靠性，的可靠性，迫切需要由迫切需要由迫切需要由迫切需要由原来原来原来原来的的的的计计划划划划检检修向状修向状修向状修向状态检态检修修修修发发展，展，展，展，电电气气气气设备实设备实行行行行状状状状态检态检修修修修势势在必行在必行在必行在必行。1、问题的提出的提出内容提要问题的提出电气设备状态检修现状电气设备状态检修的必要性电气设备状态检修方法电气设备状态检修技术的基本策略急待解决的技术问题在线监测技术与状态检修的融合关系结束语 2.1电气气设备检修技修技术的三个的三个发展展阶段段 事故事故检修修定期定期检修修状状态检修修50年代以前，设备发生了故障或事故以后进行检修设备比较简单设计裕量大修复容易设备停运影响不大6070年代，定期预防检修设备的生产效率越来越高突发故障造成的损失越来越大通过定期检修，设备能恢复到接近新设备的状态以牺牲企业的自身经济利益为代价，造成了不必要的人、财、物的浪费在前苏联、东欧各国和我国推广应用并延续到现在根据设备状态确定检修策略起源于60年代美国航空工业飞行器的设备检修方式1978年开始应用于美国海军舰艇设备检修80年代在核工业中推广应用，并很快发展到电气设备检修针对性强，经济合理2、电气气设备状状态检修修现状状故障故障检修（事后修（事后检修）修），即，即RTF（Run Till Failure）,CM（Corrective Maintenance）预防性防性检修修，即，即PM（Preventive Maintenance）定期定期计划划检修修，即，即TBM（Time Based Maintenance）状状态检修（修（预知性知性检修）修），即，即CBM(Condition Based Maintenance),PDM(Predictive Maintenance)主主动检修修，即，即PAM（Proactive Maintenance）以可靠性以可靠性为中心的中心的检修修，即，即RCM（Reliability Centered Maintenance）在故障已出在故障已出现后，后，为把把设备恢复到能完成要求恢复到能完成要求功能的状功能的状态而而进行的行的检修，修，简言之，故障言之，故障发生生后才后才进行行检修。修。对设备状状态进行行监测，按，按设备的健康状的健康状态来安排来安排检修方式，解决了修方式，解决了预防性防性检修中存在修中存在检修修过剩或剩或检修不足的修不足的问题，可，可节约大量的大量的检修修费用和用和资源，源，提高提高设备运行的可靠性运行的可靠性理理论依据：依据：设备能通能通过定期定期检修，周期性地恢复修，周期性地恢复至接近新至接近新设备的状的状态。检修工作的内容与周期都修工作的内容与周期都是是预先先设定的，到定的，到时间就修，目的是防止或延就修，目的是防止或延迟故障的故障的发生。生。主主动监测参数的异常参数的异常,寻找故障的根本原因，修改找故障的根本原因，修改设计或或对设备进行改造，消除故障再次行改造，消除故障再次发生的可能，生的可能，这是一种非常主是一种非常主动的、的、积极的方式。极的方式。通通过选择要分析的系要分析的系统，明确系，明确系统的的边界、功能，界、功能，进行故障模式和后果分析，行故障模式和后果分析，逻辑树分析，最后分析，最后选择合适的合适的检修方式。修方式。2.2电气气设备状状态检修的主要修的主要检修方式修方式2、电气气设备状状态检修修现状状在在预定的停运定的停运时间、或按照、或按照规定定实行的，旨在降行的，旨在降低故障可能性或功能劣化的低故障可能性或功能劣化的检修。即在故障修。即在故障发生生之前、功能明之前、功能明显劣化之前劣化之前进行行检修，以修，以预防故障防故障的的发生生状状态检修修可以简单定义为：在设备状态监测的基础上，根据监测和分析诊断的结果科学安排检修时间和项目的检修方式。三层含义：设备状态监测；设备诊断；检修决策。状态监测是状态检修的基础；设备诊断是以状态监测为依据，综合设备历史信息，利用神经网络、专家系统等技术来判断设备健康状况。2、电气气设备状状态检修修现状状2.3电气气设备状状态检修修就电气设备而言，其状态检修内容不仅包括在线监测与诊断还包括设备运行维护、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诸多工作，最后要综合设备信息、运行信息、电力市场等方面信息作出检修决策。2、电气气设备状状态检修修现状状2.3电气气设备状状态检修修状态检修就是根据电气设备的运行工况、电流、电压、负荷功率、温度等信号量来判断设备的健康状况，根据健康状况决定是否需要检修、怎样检修，来提高设备的可靠性和利用率。当然，在制定检修决策时还要考虑电力系统的运行状态，如用电的峰段与谷段，发电的丰水期与枯水期；要考虑设备所在单元系统其他设备的运行状态，按系统为单元进行检修比只检修单台设备更合理；另外，还应当考虑电力市场的需要，并进行决策风险分析。2、电气气设备状状态检修修现状状2.4电气气设备状状态检修修2.5 5国内研究国内研究现状状我国的电气设备状态检修技术起步较晚，20世纪80年代之前全部沿用严格遵循规程的计划检修模式。状态检修工作从90年代初在电力系统进行试点。2001年12月3日，国家电力公司印发了火力发电厂实施设备状态检修的指导意见，进一步推动火电厂实施设备状态检修工作，提高火力发电企业的市场竞争力。2003年4月9日一11日，中电联状态检修指导意见框架研讨会在陕西宝鸡召开，为深入开展变电设备状态检修工作提供了理论依据论和实践，研讨了变电设备状态检修指导意见。2、电气气设备状状态检修修现状状2010年起，国家电网公司陆续推出了电气设备状态监测技术导则及相应标准，为状态监测技术在电网中的应用提供了有力保障。近年来，一些研究院所、高校、企业陆续推出了针对电气设备状态监测的系统和装置并取得了一定成功应用。（如：国网科学研究院、上海思源、宁波理工、河南中分、国电南自等企业）。但是，截至2013年12月，据国网运维部统计：在线监测应用总体情况不够理想，绝大多数电气设备的状态检修仍面临运行数据监测等诸多亟待解决的关键问题。2、电气气设备状状态检修修现状状2.5 5国内研究国内研究现状状在线监测应用现状截至2013年12月，国网28家省电力公司（含国网运行公司）共装用各类变电设备在线监测装置30422套。包括油中溶解气体、避雷器绝缘在线监测、超高频GIS局放监测、红外测温等在线监测装置共15类。目前，各类装置共发现设备缺陷2626次，缺陷发现率为0.061次/（台年），装置故障率为0.124次/（台年），装置有效报警率为7.7%。在线监测应用现状运行中反映出如下问题：运行中反映出如下问题：1.部分装置误报率高。例如GIS超声波局部放电在线监测2008年装用以来误报警共计503次，误报率在90%以上。2.部分装置故障率高，寿命短，维护工作量大。监测设备在投运1年2年内，即发生故障，占总故障率的70%以上。装置故障率最高达到0.237次/台年。3.部分装置实时性差。例如目前大多数油色谱在线监测装置，由于其测试过程复杂，测试时间较长，导致对于突发故障无法进行有效预测。在线监测应用现状4.软硬件质量问题突出。传感器、装置配件、通讯、后台故障问题是监测设备发生故障的主要原因。占总故障数的50%以上，产品软件控制和软件稳定性水平不高。5.技术标准不完善。部分在线监测装置没有技术规范、检验规范和现场交接验收规范，未能有效对在线监测装置安装的规范性和数据的有效性履行验收程序，导致在线监测装置投运后运行不稳定。6.对在线监测数据的利用和分析不够。数据大量上传后，缺乏对数据的分析处理手段，对于缺陷分析和故障预测依然靠经验，没有有效及时的自动分析功能，实用效果不佳。内容提要问题的提出电气设备状态检修现状电气设备状态检修的必要性电气设备状态检修方法电气设备状态检修技术的基本策略急待解决的技术问题在线监测技术与状态检修的融合关系结束语 电气设备状态检修主要包括：电网评估与系统、设备分级电气设备状态监测专家诊断和维修管理3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.1电气气设备状状态检修的基本内容修的基本内容电网评估与系统、设备分级评估与系统、设备分级是实施状态检修的首要步骤。主要有系统、设备分级；运行技术参数数据的采集评估；设备故障的典型模式；影响程度的分析(FMEA)；制订故障预防措施等。系统、设备分级主要是制定生产工艺全过程中各系统、设备的可行性排序，设备故障频次排序，维修需求优先级别指数计算等。运行数据的采集评估主要包括确定评估的技术参数，参照的量化基准和优劣标准，明确实行状态检修的目标值。FMEA主要对获取的重要系统、设备以及关键部件的运行参数数据加以分析，对实行状态检修的安全性、可靠性进行评估，判断发生故障的可能性，以及对关联系统的影响程度，综合确定合理有效的预防性维修和主动性维修计划。3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.1电气气设备状状态检修的基本内容修的基本内容状态监测技术是实行状态检修的基础。状态监测主要是通过在线或循检的方式监测各系统、设备各项主要运行参数，通过分析判断其运行状态，检测内部缺陷，监测缺陷的发展趋向。随着传感技术的发展，振动、温度、气敏、速度、音响、光等传感器已经广泛应用于电气设备在线监测系统，实现了真正意义上的在线监测，所获取的运行参数为决策者确定检修方案提供了可靠的信息保障。3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.1电气气设备状状态检修的基本内容修的基本内容电气设备状态监测专家诊断和维修管理维修管理系统是实现状态检修的管理平台，它全面收集了设备的所有历史资料、运行检修信息、试验数据和在线监测数据等，为状态检修诊断与决策提供必要的信息和数据。实施状态检修，建立基于维修管理系统及专业人员实际经验的专家诊断系统是非常必要的，它能够在短时间内综合智能化诊断分析出被监测设备的异常情况，而且可以做出倾向诊断。当其测定值超出设定的基础值时，将作为设备的异常情况发出报警，根据需要，它还可以做出日报表，月报表等。我国开发的专家诊断系统软件总体水平处于局部的自动化诊断装置阶段，如控制保护装置的自动监视判断系统等。在各个环节的主设备上实施在线振动分析、油液分析、红外热分析、超声分析及光电分析等。3.1电气气设备状状态检修的基本内容修的基本内容3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性定期预防性检修的技术手段不合理定期预防性检修不能及时发现设备内部的绝缘隐患定期预防性检修造成人、财、物的大量浪费定期预防性检修影响供电可靠性从电气设备故障的形成规律分析状态检修的必要性传统的检修观点与现代设备的故障特征有差异3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.2电气气设备状状态检修的必要性修的必要性不不能能有有效效暴暴露露某某些些绝缘缺缺陷陷，真真实反反映映设备状状态设备运行运行电压为110kV、220kV、330kV、500kV或更高或更高预防性防性试验电压一般最高一般最高10kV对运行运行电压下才能暴露的下才能暴露的绝缘缺陷，定期缺陷，定期预防性防性试验手段手段不合理不合理在在线监测在在运运行行电压下下对设备状状态进行行监测，能能较准准确确地地反反映映设备的的客客观状状态有效的在有效的在线监测技技术是状是状态检修的重要技修的重要技术手段手段 3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.2电气气设备状状态检修的必要性修的必要性定期定期预防性防性检修的技修的技术手段不合理手段不合理定期预防性检修体系存在的最大问题不能及时发现设备内部的绝缘隐患停电检修合格的设备运行中仍然可能出现事故一旦出现事故，直接或间接损失十分巨大3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.2电气气设备状状态检修的必要性修的必要性定期定期预防性防性检修不能及修不能及时发现设备内部的内部的绝缘隐患患 3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.2电气气设备状状态检修的必要性修的必要性定期定期预防性防性检修造成人、修造成人、财、物的大量浪、物的大量浪费 定期定期检修不管修不管设备状状态“到期必修到期必修”，有失科学性和合理性有失科学性和合理性。定定期期检修修可可能能会会造造成成检修修不不足足或或过剩剩的的情情况况，造造成成人人、财、物物的的浪浪费。如如，某某些些不不必必要要的的频繁繁检修修可可能能会会增增加加误操操作作、人人员伤亡亡和事故和事故发生的机率。生的机率。发电量减少量减少计划停划停电赔偿停停电造成用造成用户的的损失失定期定期检修修社会社会对供供电可可靠性的要求越靠性的要求越来越高来越高安排定期安排定期检修所修所需停需停电时间越来越来越越难 定期定期预防性防性检修影响修影响发电效率，不能效率，不能满足提高供足提高供电可靠性的要求。可靠性的要求。3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.2电气气设备状状态检修的必要性修的必要性定期定期预防性防性检修影响供修影响供电可靠性可靠性（1）电气气设备故障和缺陷的浴盆曲故障和缺陷的浴盆曲线 常规运行时间变化的设备故障率曲线多次定期检修可能形成的设备故障率曲线 经常性的定期常性的定期检修使常修使常规的的设备运行浴盆曲运行浴盆曲线规律律发生了生了变化，每化，每检修一修一次，出次，出现一次新的磨合期，使一次新的磨合期，使检修后的故障率增高。修后的故障率增高。3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.2电气气设备状状态检修的必要性修的必要性从从电气气设备故障的形成故障的形成规律分析状律分析状态检修的必要性修的必要性（2）电气气设备功能退化的功能退化的规律（律（P-F曲曲线）电气气设备大大多多故故障障一一般般不不会会在在瞬瞬间发生生，并并且且在在功功能能退退化化到到潜潜在在故故障障P点点以以后后才才逐逐步步发展成能展成能够探探测到的故障到的故障P点点之之后后将将会会加加速速退退化化，直直到到达达到到功功能能故故障障的的F点点而而发生事故生事故P-F间隔隔从从潜潜在在故故障障发展展到到功功能能故故障障之之间的的时间间隔隔如如果果想想在在功功能能故故障障前前检测到到故故障障，必必须在在P-F之之间的的时间间隔内完成隔内完成不不同同设备、不不同同故故障障形形式式对应的的P-F间隔隔的的时间不不是是定定值，定定期期检修修一一般般情情况况下下不不能能都都满足足P-F间隔隔的的时间要要求求，导致致设备功功能能故故障的障的发生生在在线监测可可能能捕捕捉捉到到P-F间隔隔的的整整个个发展展过程程，并并在在到到达达功功能能故故障障F点点之之前前的的合合理理时机机采取措施采取措施进行行检修修处理理 电气设备功能退化的P-F曲线3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.2电气气设备状状态检修的必要性修的必要性从从电气气设备故障的形成故障的形成规律分析状律分析状态检修的必要性修的必要性 传统观点点认为：电气气设备运运行行时间与与发生生故故障障的的可可能能性性有有直直接接关关系系，这意意味味着着大大多多数数设备可可以以可可靠靠地地工工作作一一个个周周期期，然然后后逐逐步步发生生故故障障或或缺缺陷陷；从从设备故故障障的的历史史数数据据可可以以确确定定设备可靠工作的周期，并在可靠工作的周期，并在设备即将出即将出现故障之前采取故障之前采取检修修预防措施。防措施。现代代先先进的的电气气设备比比过去去的的老老设备要要复复杂得得多多，技技术上上、结构构上上、工工艺上上都都有有了了质的的变化；故障模式化；故障模式发生了很大的生了很大的变化。化。认为设备的的可可靠靠性性与与运运行行时间之之总是是存存在在某某种种固固定定关关系系，定定期期检修修越越频繁繁设备发生故障或缺陷越少的生故障或缺陷越少的观点是点是错误的。的。3、电气气设备状状态检修的必要性修的必要性3.2电气气设备状状态检修的必要性修的必要性传统的的检修修观点与点与现代代设备的故障特征有差异的故障特征有差异内容提要问题的提出电气设备状态检修现状电气设备状态检修的必要性电气设备状态检修方法电气设备状态检修技术的基本策略急待解决的技术问题在线监测技术与状态检修的融合关系结束语实施设备状态检修是一项系统工程，只有建立健全组织机构，制定相应的规章制度，明确各部门的职责，协调一致，才能取得良好的效果。组织机构可分3个层次，决策层、专业层和操作层。决策层主要负责对状态检修工作的领导，以及审核与审批评估小组提交的优化了的检修策略。决策层应由单位领导及有关部门负责人组成；专业层是研究设备检修策略的专门工作小组，主要是采用一定的评估手段，确定适合本单位的检修策略。包括确定各个设备采用的检修方式、制订或修订相关管理制度和工作流程、选择配备必要的监测设备及软件等。专业层需要由能深刻理解评估方法及非常熟悉设备的专家组成；操作层是具体负责设备管理和设备状态信息采集人员，其主要职责是按规定完成对所辖设备的检查、测试和数据采集、进行设备异常分析、趋势分析和设备性能评估并提交设备状态报告和初步的检修建议。4、电气气设备状状态检修方法修方法4.1电气气设备状状态检修的修的组织管理管理状态检修是根据先进的状态监测和分析诊断技术提供的设备状态信息，来判断设备异常，预测设备故障，根据设备的健康状态来适时安排检修计划，实施设备不定期检修及确定检修项目。状态检修能有效地克服定期检修造成设备过修或失修的问题，提高设备的安全性和可用性。状态检修是一个系统的工程，其核心部分电气设备的状态检测、故障诊断以及状态预测。4、电气气设备状状态检修方法修方法4.2电气气设备状状态检修系修系统的工作流程的工作流程图4、电气气设备状状态检修方法修方法4.3电气气设备状状态监测基本框架基本框架 电气设备状态在线监测及诊断原理框图信息信息信息信息检测检测及及及及传输传输 按照不同的检测对象和诊断目的，选择相应的传感器检测出反映设备运行状态的特征量信信息；对于集中在控制室监测或需具有远程诊断功能的在线监测系统，需要将采集信息通过电缆或光纤等信息传输单元传送到数据处理单元。数据数据数据数据处处理理理理包括前台机预处理和后台机综合处理及分析，如电磁场干扰抑制、维数压缩等；最终提取出能真实反映设备故障的特征量。4、电气气设备状状态检修方法修方法4.3电气气设备状状态监测基本框架基本框架 状状状状态识别态识别（即（即（即（即诊诊断）断）断）断）对经数据处理单元的有效数据与规程（导则）、历史数据、运行经验及专家知识等进行分析比较；对设备故障分类、故障部位定位、严重程度判定等。预报预报决策（或在决策（或在决策（或在决策（或在线评线评估及估及估及估及预测预测）对状态识别单元诊断出的故障，由决策支持系统根据预置的阈值进行报警或由预测分析软件对故障的发展趋势和设备绝缘安全运行时间（或称剩余寿命）等进行在线评估推测；为状态维修决策提供依据。4、电气气设备状状态检修方法修方法4.3电气气设备状状态监测基本框架基本框架 变压变压器器器器 主要有充油的电力变压器，其次是SF6气体绝缘和环氧树脂浇注绝缘的变压器；主要的监测特征量有：油中溶解气体（单一或多种）分析，局部放电，绕组变形，铁芯接地电流，高压套管的介损、油中微水含量等。电电容型容型容型容型设备设备 包括电流互感器、电容式电压互感器、电容器、电缆等；主要的监测特征量有：介损，泄漏电流、等值电容（也可监测局部放电）等。氧化氧化氧化氧化锌锌避雷器避雷器避雷器避雷器主要监测阻性电流，也有的监测总泄漏电流。4、电气气设备状状态检修方法修方法4.4可以可以实现在在线监测的的电气气设备及其特征量及其特征量 高高高高压压断路器断路器断路器断路器 包括油断路器、SF6断路器(含GIS内的断路器)、真空断路器；目前可监测的特征量有：合、分闸线卷电流，操作机构的行程、速度和机械振动，动态回路电阻等。其它其它其它其它还可通过变压器的电容式高压套管（配置专门的测量小套管）或母线（分压的专门传感器）监测电网的内外过电压、谐波、线路及支柱绝缘子的泄漏电流等。各种电气设备的状态在线监测与诊断可以是集中控制式系统，也可以是便携式装置（即可以单独监测运行部门认为是重要的某一特征量或某一种设备的多种特征量）。4、电气气设备状状态检修方法修方法4.4可以可以实现在在线监测的的电气气设备及其特征量及其特征量 检测检测信号的信号的信号的信号的处处理与理与理与理与诊诊断断断断 对传感器采集到的信号进行处理的目的：抑制干扰和提取信号特征；方法可分为：时域分析、频域分析和时频分析等；诊断技术的发展趋势：传感器的精密化与多维化，诊断理论与诊断模型的多元化，诊断技术的智能化；数学诊断方法有：模糊诊断、灰色系统诊断、故障树诊断、小波分析、混沌分析与分形特征提取等；智能诊断方法有：模糊逻辑、神经网络、进化计算和专家系统等；特征量性质的诊断方法有：阈值诊断，时域波形诊断，频域特征诊断和指纹诊断等。4、电气气设备状状态检修方法修方法4.5诊断技断技术与系与系统 集成式集成式集成式集成式专专家系家系家系家系统统 目前的专家系统是知识基或规划基产生式系统；单独采用专家系统诊断的结果往往也存在明显的不足：尽管专家系统可以采纳设备研制、应用、运行、维护等方面专家的知识和应用计算机的推理功能，但诊断技术复杂，对经验知识依赖性强。将专家系统与上述数学或智能化诊断方法有机的融合为一体，建立一个专家系统与数学及智能化诊断结合的集成式专家系统。4、电气气设备状状态检修方法修方法4.5诊断技断技术与系与系统 内容提要问题的提出电气设备状态检修现状电气设备状态检修的必要性电气设备状态检修方法电气设备状态检修技术的基本策略急待解决的技术问题在线监测技术与状态检修的融合关系结束语 5、电气气设备状状态检修技修技术的基本策略的基本策略状态检修的技术基础q设备监测技术的发展和广泛应用q对故障模式及其影响的深入分析5.1现阶段我国实施状态检修的基本规则5.2状态信息的构成5.3状态分析和检修策略1 将各将各类设备的的检修修统筹考筹考虑 电气设备的维护一般要求退出运行，不论是全面的预防性试验，或是拆装性检修。考虑到各种电气设备的维护是相互关联和相互影响的，为了尽可有保证设备的可用性和减少停电时间，必须统筹安排电气设备的检修工作。如果我们把检修的周期及项目上升为一种管理策略，就必须将各类设备统筹考虑。2 采用量化的采用量化的设备状状态评价体系（百分制）价体系（百分制）目前，我国还没有建立严格的设备状态评价体制，例如，现行电气设备预防性试验规程，设备要么合格、要么超标（不合格），显然仅仅把设备分为合格与不合格两种状态时，状态分析便无从谈起，所以应该建立量化的设备状态评价指标体系，设备状态评分，从需立即退出运行到设备最优状态分成0到100分。设备的评分基于与设备状态相关的信息，包括各个试验项目、家族缺陷事故纪录、不良运行工况记录等。对设备状态信息也引入评分制，如依据接近阈值的程度以及劣化的速度等对试验项目进行评分。5、电气气设备状状态检修技修技术的基本策略的基本策略5.1 1现阶段我国段我国实施状施状态检修的基本修的基本规则 3 采用采用综合的合的设备状状态信息信息获取方法取方法 反映设备的状态信息应来自于，在线监测获取信息，各项试验获取信息（含现行预防性试验），设备家族缺陷事故记录信息，不良运行工况记录信息。这是一个综合的信息来源，各项信息依其对设备状态的准确反映以权重反映，信息也应考虑折旧，越新的设备折旧越小。4 建立数字化管理体系建立数字化管理体系 状态检修主要包括设备信息获取、综合诊断、检修管理。建立数字化管理体系才能引入智能综合诊断和检修管理系统，才能适于未来发展的需要，前述的量化的设备状态评价体系就是为建立数字化管理体系奠定基础，实际上，建立数字化管理体系就是建立数字化综合诊断，数字化检修管理系统。5、电气气设备状状态检修技修技术的基本策略的基本策略5.1 1现阶段我国段我国实施状施状态检修的基本修的基本规则 5、电气气设备状状态检修技修技术的基本策略的基本策略5.2 2状状态信息的构成信息的构成 状状态信息信息状状态检修修状状态分析分析预防性防性试验在在线监测信息信息不良运不良运行工况行工况记录缺陷缺陷记录检修修记录家族家族质量量记录以预防性试验规程为主，综合考虑近年来发展的新试验技术设备不同而异从出厂试验、交接试验和运行过程中发现的各种异常和缺陷同一型号、特别是同一制造商的设备，往往有共同的质量弱点，家庭质量记录对其它设备有警示作用5、电气气设备状状态检修技修技术的基本策略的基本策略5.3 3状状态分析和分析和检修策略修策略状态分析的目的在于准确诊断设备究竟存在何种缺陷，但在目前或许是不现实的。这里状态分析的目的是基于设备的状态信息，对设备状态做出一个初步的评价，作为安排检修的一个依据。基于这样一种认识，设备状态不列出具体缺陷，而是对设备状态进行评分，分值从0到100，这里0分表示需要立即检修的严重缺陷状态，如变压器轻重瓦斯或红外检测套管头严重过热等；100则表示所有状态信息均远离超标值，且既没有经历不良运行工况，又没有家族质量缺陷纪录；其他状态介于0-100分之间。设备状状态评分立足于分立足于设备状状态信息，状信息，状态信息分以下三个方面：信息分以下三个方面：状状态试验数据数据r1（如在（如在线监测、预防性防性试验、交接、交接试验等）等）不良运行工况不良运行工况记录k1 家庭家庭质量缺陷量缺陷记录k2 5、电气气设备状状态检修技修技术的基本策略的基本策略（1）综合合试验评分分值r1进行若干个试验，若对每一个试验进行评分，并按项目的重要性进行加权处理，参见式(1)，可以得到一个设备的综合试验分值：(1)式(1)中n1i，w1i分别表示试验项目评分及权重。推荐的试验项目评分值如表所示。试验项目评分n1i推荐表（示意性）评分0-3031-5556-7576-8586-100状态超过注意值，或劣化趋势非常明显，已基本判定设备有问题超过注意值，但劣化趋势一般，不足以判定设备有问题接近注意值，且预报下一次维护时将超过注意值远未达到注意值，没有明显的劣化趋势接近出厂值或交接试验值，或连续数次试验数据稳定 在项目评分的具体操作中，要考虑以下几个方面的因素：(1)注意值；(2)劣化评价；(3)状态量预报。5.3 3状状态分析和分析和检修策略修策略（2）家族）家族质量缺陷因子量缺陷因子k1：家庭质量缺陷记录是影响设备维护策略的重要方面。但缺陷的性质、家族的亲疏关系等不同，影响的程度也不同，类似地，这一影响可以表达为：（2）式(2)中n2j，w2j分别表示家族质量缺陷记录评分及权重，m2表示家族缺陷总台次数，若设备无缺陷，缺陷评分为100。参见下表。家族质量缺陷记录评分n2j评分评分100-80100-8079-5579-5554-3054-3029-029-0缺陷缺陷描述描述没有或基本不影没有或基本不影响设备的安全运响设备的安全运行行 对设备安全运行对设备安全运行有潜在威胁，需有潜在威胁，需安排处理安排处理 对设备安全运行对设备安全运行有现实威胁，应有现实威胁，应尽快安排处理尽快安排处理 对设备安全运行对设备安全运行有严重现实威胁，有严重现实威胁，应马上处理应马上处理 家族的亲疏关系家族的亲疏关系 同制造商同型号批次同制造商同型号批次 同制造商同型同制造商同型 同制造厂同电压等级同制造厂同电压等级 权重权重3 3n n 2 2n n 1.51.5n n n n为重复性缺陷重台数（不包括同一台的重复）为重复性缺陷重台数（不包括同一台的重复）家族质量缺陷权重w2j5.3 3状状态分析和分析和检修策略修策略5、电气气设备状状态检修技修技术的基本策略的基本策略（3）不良运行工况影响因子）不良运行工况影响因子k2 不良运行工况会对设备状态造成威胁，在考虑设备维护策略时，必须考虑设备是否有不良运行工况记录。不良运行工况的影响可按式（3）给出一个综合影响因子k2。（3）式(3)中，n3k表示不良工况记录评分，根据不良工况对设备状态潜在影响的大小(性质和程度)，n3k取值从0到1；m3表示不良运行工况发生次数。考虑不良运行工况记录时，暂不考虑是否实际对设备造成损害，只要发生这样的情况而且在程度上已有可能对设备状态造成损害，便记录并参与式(3)的评分。若无法得到不良运行工况记录，忽略此项(k2=1)。或取统计平均值。5.3 3状状态分析和分析和检修策略修策略5、电气气设备状状态检修技修技术的基本策略的基本策略（4）设备维护策略因子策略因子r的确定的确定 r1、k1、k2决定设备的维护策略。由于r1、k1、k2是独立的，且均为决定维护策略的重要因素，故此，总的设备维护策略因子r可以表达为：（4）上式中，we表示设备岗位权重，按岗位的重要性依次分为0.82、0.91、1.0。对于不同类型的设备上列各式可以有不同的形式，但为了对设备统一处理，r的取值约定在0-100之间，并大致符合下表的要求。评分评分r r0-300-3031-5531-5556-7556-7576-8576-8586-10086-100状态状态立即安排检修立即安排检修尽快（尽快（3 3个月内）检修个月内）检修计划优先计划优先计划计划/延期延期延期延期5.3 3状状态分析和分析和检修策略修策略5、电气气设备状状态检修技修技术的基本策略的基本策略内容提要问题的提出电气设备状态检修现状电气设备状态检修的必要性电气设备状态检修方法电气设备状态检修技术的基本策略急待解决的技术问题在线监测技术与状态检修的融合关系结束语元器件的老化元器件的老化元器件的老化元器件的老化 在线监测装置所用的元器件种类多，特别是电子元器件在现场恶劣环境下运行和电力系统过电压、短路故障等冲击作用下易于损坏；前台机(含传感器及辅助电路元器件)直接安装在设备上或附近，不仅环境因素复杂，而且连续高温和大范围的温度变化对元器件的寿命和稳定性影响很大；后台工控机质量不高，冲击负荷对主板电路和控制器件的危害很强，死机现象时有发生；作为制造商，首先是在线监测装置的所有元器件要经过相应的老化试验才能选用；其次是整机系统的各个单元通过必要的老化试验找出薄弱环节；同时整机系统也要进行出厂老化试验。到底要进行哪些老化试验项目，目前虽无标准可循，但可借用相应的其它行业标准。6、急待解决的技、急待解决的技术问题 6.1 在在线监测装置的装置的稳定性定性 电电磁兼容性磁兼容性磁兼容性磁兼容性采用硬件与软件结合、以软为主的主导思想对解决从强电磁场干扰中提取微弱特征信号已有诸多的措施，在实验室已经可以做到非常高的精度；对不同变电站的干扰源及其传播路径需要作出对应的分析和采取相应的措施；需要在总结运行经验的基础上，制定相应的出厂和安装完后交接时的电磁兼容性试验标准。6、急待解决的技、急待解决的技术问题 6.1 在在线监测装置的装置的稳定性定性 现场维护现场维护在线监测的传感器及前置处理等辅助器件需要定期重新设置标定、检修或更新；在线监测装置厂商需要给出可靠的免维护时间或更换周期，厂商与用户可以通过虚拟医院及时了解和掌握运行状况，商定维修方案；厂商在目前需要建立自己产品分布的信息管理网站和高水平的快速反映维护队伍；用户也要有从事在线监测装置维修与技术管理的专职工程师。6、急待解决的技、急待解决的技术问题 6.1 在在线监测装置的装置的稳定性定性 监测监测装置装置装置装置 建立标准化的数据库标准和完善的信息管理系统，使各个厂商之间的产品都具有开发性、可扩展性和互换性。诊诊断系断系断系断系统统 在运行条件下获得在线监测数据与离线试验数据之间有一定差异，不能把在离线试验诊断标准中的数据作为在线监测数据的诊断标准；由于运行条件、环境状态和电磁干扰的影响，在线监测数据的诊断标准尚有一个长时间的经验积累；通常采用横比(同类设备相比)、纵比(同一设备的趋势分析)和综合分析(综合在线与离线历次数据和运行经验)相结合的诊断思路。6、急待解决的技、急待解决的技术问题 6.2在在线监测装置与装置与诊断系断系统的的标准化准化 报报警警警警阈值阈值：新设备投运前安装在线监测装置同时投运或采用自警式电气设备(在电气设备制造过程中将在线监测装置与设备融为一体)，可以把投运时的数据作为指纹特征，然后参考相关设备设计规范的最大允许值作为阈值；在已运行设备上再安装在线监测装置，其阈值只能按已有的运行经验和参考同类设备安装在线监测设备后连续监测的数据变化规律或已发生事故的数据来确定。6、急待解决的技、急待解决的技术问题 6.2在在线监测装置与装置与诊断系断系统的的标准化准化 电气设备健康状态在线评估与剩余寿命在线预测示意图6、急待解决的技、急待解决的技术问题 6.3健康状健康状态在在线评估与剩余寿命在估与剩余寿命在线预测技技术 从上从上从上从上图图可知，可知，可知，可知，电电气气气气设备设备在整个服役期内的故障通常分在整个服役期内的故障通常分在整个服役期内的故障通常分在整个服役期内的故障通常分为为四个四个四个四个阶阶段段段段设备投运初期(1年左右)，在制造、安装、调试过程中遗漏的缺陷会暴露出来，运行人员对新设备的操作或维护不当也可导致意外故障，因此在线监测装置最好进行连续实时监测，以便及时发现并排除故障；在稳定期(运行510年)，为了延长在线监测装置的使用寿命，可以实行定时循检；在劣化阶段（运行1020年）要根据稳定期的监测情况，缩短定时循检时间（最好一天循检多次）。并根据监测特征量的变化规律定期对运行状态和剩余寿命不断作出评估及预测；在危险阶段（运行20年以上）要调整为连续实时监测，在报警的同时要给出健康状况在线评估及剩余寿命在线预测的结果和状态维修策略。6、急待解决的技、急待解决的技术问题 6.3健康状健康状态在在线评估与剩余寿命在估与剩余寿命在线预测技技术 剩余寿命的在线预测概念图6、急待解决的技、急待解决的技术问题 6.3健康状健康状态在在线评估与剩余寿命在估与剩余寿命在线预测技技术 从剩余寿命在从剩余寿命在从剩余寿命在从剩余寿命在线预测线预测概念概念概念概念图图可知可知可知可知 不同的设备绝缘健康状态可选择2个最具有代表性的特征量x1和x2(比如变压器可选择油中气体和局部放电量)，根据大量在线监测结果总结出注意水平C(x1,x2)和危险水平D(x1,x2)；信息管理系统及运行人员要随时掌握特征量(x1,x2)的过去和现在值变化、进入注意和危险水平的时间(tc,td)，用相关的在线评估及剩余寿命在线预测方法可以估算出实施状态维修的时间。6、急待解决的技、急待解决的技术问题 6.3健康状健康状态在在线评估与剩余寿命在估与剩余寿命在线预测技技术 内容提要问题的提出电气设备状态检修现状电气设备状态检修的必要性电气设备状态检修方法电气设备状态检修技术的基本策略急待解决的技术问题在线监测技术与状态检修的融合关系结束语状状状状态维态维修（修（修（修（CBMCBM）也称）也称）也称）也称预预知知知知维维修（修（修（修（PMPM）以设备在线监测的特征量数据为基础，结合预防性试验（离线）的数据，设备的历史运行状况和检修情况以及现在的运行状态，应用系统工程的方法进行综合诊断；查明故障（隐患或缺陷）性质、位置和严重程度，预测故障的发展趋势和设备运行的剩余寿命，并提出防范措施和维修决策。7、在、在线监测技技术与状与状态检修的融合关系修的融合关系 7.1状状态维修决策的依据修决策的依据 状状状状态维态维修就修就修就修就应应以在以在以在以在线监测为线监测为基基基基础础 目前在线监测的特征量不充足、产品的稳定性不高、诊断标准未形成等情况下，综合诊断分析就十分重要；预防性维修虽然是以预防性试验为基础，但在作出维修决策时仍要考虑设备的历史运行状况和检修情况、现在的运行状态、以及同厂家产品质量性能和同类设备故障率等诸多因素；如果在线监测技术目前存在的上述问题一旦解决后，只要智能化诊断系统将数据库中已经存储的预防性维修决策考虑的诸多因素与在线监测特征量一起进行综合诊断，即可给出状态维修决策。7、在、在线监测技技术与状与状态检修的融合关系修的融合关系 7.1状状态维修决策的依据修决策的依据 重重重重视视特征量的基特征量的基特征量的基特征量的基础础研究研究研究研究 在线监测的特征量既包含了一些可以实现在线监测的离线试验项目，也在不断研究和引入了一些反映设备运行状态的新特征量，可以全面地反映出设备的运行状态；运行电压下测量的特征量参数比预防性试验所加电压下的离线试验同一特征参数正确度高，更能真实地反映设备运行的实时状态。在线监测特征量能实现连续监测设备运行状态的变化，但要判断被监测设备是否需停电维修或报警，这还需要积累大量的经验和数据;同时离线试验与在线监测的同一个特征量是否等价也还需要运行经验来检验。7、在、在线监测技技术与状与状态检修的融合关系修的融合关系 7.2在在线监测特征量的重要性特征量的重要性 重重重重视诊视诊断断断断标标准制定的基准制定的基准制定的基准制定的基础础研究研究研究研究:要进一步开展电气设备故障的工业模型和真实模型的指纹特征研究；各电力行业要组织一些专业技术人员来对管辖区域监测系统统一管理和对监测数据统一分析；要积极采用多种特征量的在线监测系统，以便积累各种特征量与故障间的关系及变化规律，而不要轻易放弃某些特征，否则会只局限于报警，而放弃健康状况在线评估的数据积累。7、在、在线监测技技术与状与状态检修的融合关系修的融合关系 7.2在在线监测特征量的重要性特征量的重要性 内容提要问题的提出电气设备状态检修现状电气设备状态检修的必要性电气设备状态检修方法电气设备状态检修技术的基本策略急待解决的技术问题在线监测技术与状态检修的融合关系结束语电气气设备状状态在在线监测与与诊断技断技术的研究及开的研究及开发国内要超出国外的水平；国内要超出国外的水平；目目前前在在线监测产品品应用用中中有有些些存存在在检测信信号号失失真真、结果果稳定定性性差差、产品品工工艺落落后后等等技技术问题和和系系统安安装装工工作作量量大大、维修修困困难等等客客观事事实，从从某某种种程程度度上上阻碍了阻碍了这种新技种新技术的大量推广的大量推广应用，并用，并给运行部运行部门带来了很多困惑。来了很多困惑。8、结束束语 通通过不不断断的的摸摸索索和和实践践，随随着着人人们对绝缘劣劣化化、健健康康状状况况评估估、寿寿命命预测等等不不断断深深入入的的研研究究和和运运行行经验的的总结，以以及及产品品制制造造工工艺的的不不断断提提高高，在在线监测与与诊断断技技术及及产品的整体技品的整体技术水平必将向高可靠性和高度智能化推水平必将向高可靠性和高度智能化推进；随随着着设备状状态检修修所所需需的的技技术的的不不断断完完善善和和人人员索索质的的不不断断提提高高，以以状状态检修修逐逐步步取取代定期代定期维修是修是电气气设备检修的必然修的必然趋势。电气气设备基基于于状状态在在线监测与与诊断断的的状状态检修修技技术必必将将成成为电气气设备运运检智智能能化化的的重重要支撑。要支撑。8、结束束语