可靠性為中心的設備檢修策略

0航空控制系統檢修管理維修和運營是能源設備的一個重要方面。隨著電氣系統向超高壓、寬帶和自動化的發展，對設備維護的要求越來越復雜，成本也越來越高。我國變電設備傳統的檢修方式是定期檢修,近年來又興起了狀態檢修。但實踐表明,定期檢修只依據時間而不依據設備技術狀況來界定是否需要檢修,會導致過度檢修或檢修不及時,檢修成本高,浪費勞動力;狀態檢修則注重設備狀況,對人員及成本的制約作用考慮不夠。國際上發達國家的經驗和發展趨勢表明,以可靠性為中心的維修(RCM)已在航空設備及軍事裝備維修領域得到了應用,效果顯著,本文將其引入變電設備的檢修管理。這種檢修策略的決策方法充分考慮設備的狀態和設備在電網中的重要性,利于合理制定設備的檢修維護計劃。1求的過程或方法RCM是以最少的資源消耗保持設(裝)備固有可靠性和安全性的原則,應用邏輯決斷方法確定設(裝)備預防性維修要求的過程或方法。它強調以設備的可靠性、設備的故障后果作為制定維修策略的主要依據,其基本思路是:由設備功能與故障分析明確設備各故障后果,以規范化的邏輯決斷程序確定各故障后果的預防性對策,用現場故障數據統計、專家評估、定量化建模等手段在保證安全性和完好性的前提下,以最小維修停機損失和最小維修資源消耗為目標,優化設備的維修策略。2設備狀態分析RCM策略決策步驟為:建立設備狀態分析模型,分析設備狀態;對設備可用率和安全性兩個影響重要度評級,分析設備功能、故障模式、故障后果(FFMEA),確定設備在電網的重要性;通過邏輯判斷制定維修計劃。2.1分析設備狀態通過對設備的運行、維修歷史數據、缺陷情況的整理和分析,在設備預防性試驗規程、各類行業標準的基礎上評估設備狀態。2.2設備類型評價結果據可靠性分析定義①變電站結構,②間隔單元,③電壓等級,④設備類型,⑤設備的可靠率,⑥設備維修成本,⑦停電損失,⑧負荷類型共8個設備的重要性參數,通過評分綜合評價設備。有些參數工程以難以給出精確量化值,故本文將8個參數設為模糊集,建立重要性模糊評價模型,通過綜合模糊評判得到設備重要度。2.2.1不同等級的分值x含8個因素的因素集U=[u1,u2,…,ui],(i=1,2,…,8)分別對應8個重要性參數。評判集Vj(j=1,2,…,5)含5個等級分別對應于不重要、一般、較重要、重要、很重要。評分用10分制,不同等級的分值x和對應的隸屬度函數μ(x)見圖1。對于V1,有隸屬度μ1(x)={1,x≤2;2-0.5x,2<x≤4;μ1(x)={1,2?0.5x,x≤2;2<x≤4;表明隸屬“不重要”級的可能性。對V2則μ2(x)={0.5x-1,2<x≤4;3-0.5x,4<x≤6;μ2(x)={0.5x?1,3?0.5x,2<x≤4;4<x≤6;同理可得V3、V4、V5的隸屬度函數。2.2.2模糊評價矩陣的建立對每個單元因素ui先求取對應于評分值的5個隸屬度組成的評判向量ri=[ri1,ri2ri3,ri4,ri5],如此可得各重要性因素的模糊評價向量r1,r2,…,r8,再綜合構成模糊關系矩陣:R=[r11r12r13r14r15r21r22r23r24r25??r81r82r83r84r85]R=??????r11r12r13r14r15r21r22r23r24r25??r81r82r83r84r85??????。2.2.3不同歸一化條件綜合評價按各因素對危害度的貢獻大小進行。以權重向量A為單因素ui在總評價中影響程度大小的度量,A=[a1a2a3a4a5a6a7a8],滿足歸一化條件a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=1。權重可按一定算法確定,也可估計得到。模糊綜合評價向量B由A和R得到B=A×R=[b1b2b3b4b5]B=A×R=[b1b2b3b4b5]最后,按最大隸屬原則,選取最大的bj值所對應的等級Vj作為綜合評判結果。2.3設備檢修策略圖2為結合“設備狀態C”和“設備在電網中重要性I”兩個評價準則的模型。“兩準則”的參數值可用一C-I直角坐標系統表示,通過該坐標系統可得所有需檢設備的排列順序(見圖3)。I越大則設備在電網中的重要程度越高,C越小則設備狀態越好。圖3中黑點為變電設備;d為需維修/替換設備的次序;β為設備等級排序中設備重要性或設備狀態的權系數。狀態特征值Cw、Ce和重要性特征值IC、IT均來自設備主管和技術人員的經驗值即用戶特種數據。IC和IT分設備的重要性為3個區域:Ⅰ區為事后檢修策略,這種維護方式多用于安全性、可靠性要求一般,并允許隨時修理的設備;Ⅱ區為狀態檢修策略,多用于在電網中較重要且有手段能對其狀態連續在線監控的設備;Ⅲ區為定期檢修策略,多用于安全性要求較高,一旦故障后果嚴重,且無法及時把握狀態的設備。Cw、Ce為設備需常規檢修抑或更換的判據:C>Ce:必須更換;Cw<C<Ce:采用常規的檢修;C<Cw:不需檢修。設備到X軸的距離表示設備檢修的優先級順序,d值越大,設備檢修優先級越高。d=√C2+Ι2|sin(arctan(C/Ι)+β)|。3系統調度分析技術的應用實施以可靠性為中心的檢修是檢修發展的必然趨勢。美國電力研究院(EPRI)維修診斷中心(M&D)通過各種先進的測量技術和分析軟件廣泛在線監測和故障分析電站、電網的設備,了解其運行狀況和健康水平,據此制定設備的維護和檢修計劃,其經驗表明,RCM