1、第33卷 第13期 2009年7月 電 網 技 術 Power System Technology V ol. 33 No. 13Jul. 2009文章編號：1000-3673（2009）13-0070-04 中圖分類號：TM732 文獻標志碼：A 學科代碼：470·4054輸變電設備狀態檢修技術體系研究與實施張懷宇，朱松林，張揚，樓其民，張亮（浙江省電力公司，浙江省 杭州市 310014）Research and Implementation of Condition-Based Maintenance Technology System forPower Transmission

2、 and Distribution EquipmentsZHANG Huai-yu，ZHU Song-lin，ZHANG Yang，LOU Qi-min，ZHANG Liang（Zhejiang Provincial Electric Power Company，Hangzhou 310014，Zhejiang Province，China ）ABSTRACT: Four development stages implementing condition-based maintenance of power transmission and distribution equipments by

3、 Zhejiang provincial power company are retrospected, and its general thought and technological system are presented. First, the idea that the kernel of condition-based maintenance is quantized evaluation of equipment state, and the basic data of state evaluation is mainly from various real-time reco

4、rds of operation, patrol, live tests and preventive tests; then the relations among condition-based maintenance, regular overhauling, equipment operation and maintenance management as well as the relation between on-line monitoring and condtion-based maintenance are hackled; finally the function fra

5、mework of state evaluation of power transmission and distribution equipments and auxiliary maintenance strategy decision-making system, the relation among this system and other management information systems and its preliminary application results are presented.KEY WORDS: condition-based maintenance

6、；state evaluation ；technical support system摘要：回顧了浙江省電力公司實施輸變電設備狀態檢修的4個發展階段，介紹了其總體思路及技術體系。首先明確了狀態檢修的核心是設備量化的狀態評價，狀態評價的基礎數據主要來自各種實時運行、巡視、帶電測試、預試等資料記錄；然后梳理了狀態檢修、定期檢修與設備運行及維修管理工作之間的關系，以及在線監測與狀態檢修工作之間的關系；最后介紹了輸變電設備狀態評價和檢修策略輔助決策系統的功能框架、與其它管理信息系統之間的關系以及初步應用效果。 關鍵詞：狀態檢修；狀態評價；技術支持系統0 引言隨著電網的迅速發展，電網設備數量成倍增加，在

7、傳統的定期計劃檢修模式下，電網設備數量與檢修所需的資源有限之間的矛盾日益突出，已難以按規程規定的檢修周期和項目進行檢修，總體檢修質量也難以提高。同時由于定期檢修模式的目標是在設備發生故障前通過計劃檢修防止設備事故的發生，這種方式沒有根據各設備的狀態安排設備的檢修周期，結果導致狀態較好的設備過度檢修，狀態較差的設備則處于檢修不足的狀態。通過對電網設備運行維護采用精細化、規范化和更為科學的維修策略，在確保電網連續、安全、穩定、可靠運行的前提下實現電網設備運行維護資源消耗的最小化，已成為電網企業設備管理的發展必然趨勢1-4。為此，浙江省電力公司確定了“通過科技創新，優化檢修策略，提高設備的健康水平、

8、可靠性和可用率，提高設備檢修的及時性、針對性和有效性，提高檢修工作的規范性、效率和效益”的電網設備運行維護指導方針。浙江省電力公司自1995年起步開展電力設備的狀態檢修以來，經過了缺乏總體思路、標準和管理體系不健全、技術支撐手段不完善的探索認識階段；也經歷了消化吸收國內外電力和非電力行業狀態檢修成功實踐的學習取經階段；2006年進入了結合浙江電網的特點，梳理狀態檢修的總體思路、體系架構，研究輸變電一次設備狀態評價標準，開發技術支撐平臺的自主創新階段；2008年6月27日公司和紹興電力局率先通過國家電網公司組織的驗收。目前，在按照“安全第一、體系先行、循序漸進、持續完善”基本原則和詳細制定省狀態

9、檢修目標、規劃及工作計劃的基礎上，公司系統的10個地市局已經全部通過了狀態檢修驗收，標志著浙江省輸變電設備狀態檢修進入了全面實施階段。第33卷 第13期 電 網 技 術 711 實施狀態檢修的總體思路和框架1.1 概述實施狀態檢修的總體思路是“明確三層關系，研究關鍵技術，制定一套標準，開發一個平臺”。首先明確預防性檢修(preventive maintenance，PM 、狀態檢修(condition based maintenance，CBM 、定期檢修(time based maintenance，TBM 3者之間的關系，確定實施狀態維修的外延和內涵，明確實施狀態檢修需要研究的內容及其關鍵

10、技術路線。其次，結合電網企業的特點，進一步研究和明確狀態檢修、定期檢修與設備運行及檢修工作管理間的關系，通過工作流、工作任務分解(work breakdown structure ，WBS 等方法和技術進一步明確實施狀態檢修需要解決的管理問題和技術關鍵。第三，針對輸變電設備的特點，研究在線監測與開展狀態檢修工作之間的關系。第四，研究實施狀態檢修的核心和關鍵技術，即量化的輸變電設備狀態評價體系及其評價導則，并研究設備風險評估模型，研究和制定實施狀態檢修的管理標準。第五，在上述研究的基礎上，采用最新的信息系統建模、分析、設計開發方法和工具，研究開發提高效率、能與電網企業其它信息系統有機集成的技術支

11、持系統。 1.2 明確狀態檢修的核心狀態維修是企業以安全、環境、效益等為基礎，通過設備的狀態監測和評價、故障診斷、風險分析、檢修決策等手段開展設備檢修工作，達到設備運行安全可靠、檢修成本合理的一種維修策略。浙江省電力公司充分認識到狀態檢修是根據設備性能/參數的監測結果及其處理措施進行的預防性檢修，設備的性能/參數是由被監測的機器狀態參數的變化反映出來的6-7。狀態檢修要求對設備進行各種參數測量，隨時反映設備實際狀態，測量的參數可以在足夠的提前期間發出警報，以便采取適當的檢修措施。設備從潛在故障發展到功能故障存在一個P-F 間隔期(見圖1 ，這個P-F 間隔期越短，意味著設備從潛在故障發展到功能

12、故障越急促，越需要采 5-7用比較先進的手段進行狀態監測，以便及時采取措施，防止設備故障的發生。實施狀態檢修的關鍵是通過評價反映設備性能的狀態及時發現設備性能存在的潛在故障，并預測從潛在故障發展到功能故障的趨勢，以便有針對性地及時安排檢修。因此定義設備的狀態類別，明確與其相關的狀態參數(特征量 及各種測量參數與狀態參數(特征量 間的邏輯關系是開展設備狀態評價的基礎，也是開展狀態檢修必不可少的重要環節。 1.3 梳理狀態檢修、定期檢修與設備運行及維修工作管理間的關系在明確了狀態檢修的核心，梳理了PM 、CBM 、TBM 3者之間的關系后，浙江省電力公司結合電網企業的特點，進一步梳理了狀態檢修、定

13、期檢修與設備運行及檢修工作管理間的關系8，見圖2，有利于在繼承原有工作的基礎上更好地開展狀態檢修工作。圖中CMMS 指計算機化的維修管理系統。 1.4 梳理在線監測與狀態檢修工作之間的關系有關資料將狀態維修分為3個等級：1）I 級。最簡單、費用最低的一種，配備簡易手提式狀態檢測儀器，由檢測人員對設備進行巡回定期檢查。 2）II 級。最高級、費用最多的一種，設備上配備永久性的監測系統，這些系統一般可以通過計算機進行自動故障檢測功能，有相應的報警裝置甚至故障診斷專家系統。這種檢測系統一般配備在關鍵(瓶頸 生產線或設備部位上，即那些一旦出現故障會造成重大損失的設備上。3）III 級。其效能、費用與級

14、別介于上述2個等級之間。與火電廠和機械設備狀態監視相比，反映電網企業高壓、大電流電氣設備性能狀態的參量極大多數是電氣量，目前，部分電氣量可通過在線監測裝置實現實時在線監測，但設備的多數性能狀態可通過分析各種實時、運行、巡視、帶電測試、預試等數據之間的相互關系來評價，同時目前在線監測裝置的性能、可靠性、經濟性有待進一步完善和提高，同時對所有開展狀態檢修的設備都安裝在線監測裝置是不經濟的。鑒于上述情況，浙江省電力公司認為：目前在線監測并不是電網企業開展狀態檢修必不可少的條件，狀態檢修的核心是設備量化的狀態評價，狀態評價的基礎數據主要應來源于基礎資料和各種實時、運行、巡視、帶電測試、預試等記錄，因此

15、要善于利用和利用好這些數據，要通過尋找這些數據與狀態參數(特征量 間的邏輯關系開展好設備狀態評價8。要根據Fig. 1 Sketch map for potential fault72張懷宇等：輸變電設備狀態檢修技術體系研究與實施 V ol. 33 No. 13 圖2 TBM、CBM 與檢修工作管理的關系Fig. 2 Relationship among TBM, CBM and maintenance management設備的實際情況和在線監測技術的成熟程度，通過技術經濟和裝置可靠性比較，有針對性地選擇在線監測裝置。關于如何選擇變電站在線狀態監視，加拿大電力協會(CEA、美國電科院(EPR

16、I、美國電子電氣工程師協會(IEEE等進行過專題研究，IEEE 已制定了開關監視選擇指南，油浸式變壓器及其部件監視應用指南也正在制定中，這些對浙江省電力公司選擇在線監測技術都有很好的參考價值。狀態到設備整體狀態的量化的評價體系，見圖3。在此框架體系下著手起草油浸變壓器(電抗器 狀態評價導則，又經過多次研究后形成了草稿，并經過對7臺500 kV 、20多臺220 kV 、20多臺110 kV 實際變壓器應用狀態評價導則(草稿 進行人工試評價的基礎上不斷完善評價規則，直至按導則進行的試評價結論與專家經驗相一致后才形成發布稿。然后再以油浸變壓器(電抗器 狀態評價導則為藍本，以同樣的工作程序部署其它輸

17、變電設備評價導則的編寫，最終形成一套體系結構完整、層次清晰、量化的輸變電一次設備狀態評價導則。在上述體系下，還進一步研究了狀態量的選擇原則、狀態量的扣分規則、部件和設備整體狀態評價規則。9-112 輸變電設備狀態評價總體框架量化的設備狀態評價體系及設備故障診斷、狀態預測、風險評估等是開展輸變電設備狀態檢修的關鍵技術。浙江省電力公司建立了從測量、狀態量、部件圖3 狀態評價體系Fig. 3 System of condition assessment3 狀態檢修技術支持系統總體框架建立在量化的設備評價標準基礎上的輸變電設備狀態評價和檢修策略輔助決策系統應區別于任何管理信息系統，屬于決策支持系統范疇

18、，該系統所需原始數據應來源于外部系統，系統應有一定的靈活性，以便適應于不斷變化的評價標準和日新月異第33卷 第13期 電 網 技 術 73的診斷算法，同時應能與安全生產管理信息系統、企業資源計劃系統(ERP、SCADA 和在線監測等實時/歷史數據管理系統有效集成，以達到數據共享。 參考ISO13374、OSA-CBM 和MIMOSA 標準，結合IEC 61970、IEC61968等標準，以及先進的實時/歷史數據共享平臺，根據國家電網公司科技發展規劃和SG186信息化戰略，作為SG186安全生產管理應用系統中的一個高級應用模塊，建立了集成數據獲取、數據處理、監測預警、狀態評價、狀態診斷、預測評估

19、、風險評估、決策建議等功能的設備狀態評價維修策略輔助決策系統框架參考文獻1 程志華，章劍光狀態檢修技術及其輔助分析系統的應用J電網技術，2003，27(7：16-18Cheng ZhihuaZhang Jianguang Application of condition based maintenance technology and its computer aided analysis system JPower System Technology，2003，27(7：16-18(in Chinese 2 許婧，王晶，高峰，等電力設備狀態檢修技術研究綜述J電網技術，2000，24(8：48

20、-52Xu Jing，Wang Jing，Gao Feng，et alA survey of condition based maintenance technology for electric power equipmentsJPower System Technology，2000，24(8：48-52(in Chinese3 劉永梅，盛萬興基于網絡拓撲和遺傳算法的配電設備檢修計劃優化模型J電網技術，2007，31(21：11-15Liu Yongmei，Sheng WanxingOptimization model for distribution equipment maintena

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