【文章內(nèi)容簡介】 狀態(tài)檢修 可以根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、運行情況、試驗結(jié)果等， 14 經(jīng)綜合分析確定是否需要檢修，在檢修中需要進行哪些項目，有很強的針對性，可以取得較好的檢修效果。 ? 狀態(tài)檢修 克服定期檢修的盲目性，及時發(fā)現(xiàn)運行中電氣設(shè)備的絕緣缺陷，充分保證設(shè)備的安全性，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性。 ? 狀態(tài)檢修堅持 “該修則修，修必修好” 的原則， 對于狀態(tài)好的設(shè)備可以延長檢修周期，從而節(jié)省大量的人力、物力和財力 ，減少生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。 工藝、技術(shù)的進步和信息系統(tǒng)的發(fā)達為狀態(tài)檢修的應(yīng)用提供了有利的客觀條件。 對國 際上先進的狀態(tài)評估的經(jīng)驗進行借鑒，基于多方面的理論研究和科學分析，狀態(tài)評估的研究應(yīng)用項目具備客觀的必要性和充分的可行性。 三、 項目內(nèi)容 （一） 狀態(tài)評估的 總體思路 與原則 1) 開展狀態(tài)評估的總體思路 推行狀態(tài)檢修應(yīng)當以對設(shè)備的評價為基礎(chǔ)，通過全面評價，掌握設(shè)備真實健康水平。實施設(shè)備狀態(tài)檢修是要根據(jù)不同設(shè)備的重要性、可控性和可維修性，科學合理地選擇不同的檢修方式，從而形成一套集故障檢修、定期檢修、狀態(tài)檢修和主動檢修為一體的、優(yōu)化性的綜合檢修方式，以提高設(shè)備可靠性降低維修成本 。開展狀態(tài)評估的總體思路是“ 數(shù)據(jù)收集、綜合分析、評估分 析、檢修決策 ”?；玖鞒倘? 15 圖 7 所示： 系 統(tǒng) 優(yōu) 化 管 理故 障 管 理狀 態(tài) 評 估狀 態(tài) 監(jiān) 測檢 修 決 策主 要 故 障 模 式 及相 關(guān) 判 據(jù)是 否 故 障 圖 7 狀態(tài)檢修的基本流程 建立在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括變壓器絕緣在線系統(tǒng)、變壓器油色譜在線分析系統(tǒng)、變壓器運行中的溫度監(jiān)視、負荷監(jiān)視、聲音監(jiān)視等； 離線采集設(shè)備信息，主要包括預防性試驗數(shù)據(jù)：變壓器的線圈絕緣電阻、吸收比、介質(zhì)損耗、繞組變形測試結(jié)果等； 根據(jù)不同設(shè)備的運行要求及國家、行業(yè)、部門法律、法規(guī)、規(guī)程要求，進行設(shè)備評估，制定狀態(tài)分級標準，通過計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對收集到的各類信息綜合分析，人工加智能分析得出設(shè) 備的檢修決策。 對于需要檢修的設(shè)備，擬訂檢修方案，經(jīng)公司主管部門及分管領(lǐng)導批準，實施檢修作業(yè)，進入評估分析；對于不需檢修的設(shè)備直接進行評估分析。對實施檢修作業(yè)的設(shè)備和未實施檢修作業(yè)的設(shè)備都進行分析評估，主要是評價檢修策略的有效性和合理性 根據(jù)設(shè)備評估分析的結(jié)果，改進狀態(tài)分級的依據(jù)、調(diào)整搜集 16 的運行信息、改變檢修策略，不斷總結(jié)檢修經(jīng)驗及管理模式，保證輸變電設(shè)備始終處于健康運行狀態(tài)。 2) 開展狀態(tài)評估的 原則 安全性 、可靠性 原則： 狀態(tài)檢修應(yīng)當始終堅持“安全第一”的原則 ，這是設(shè)備狀態(tài)評估和狀態(tài)檢修的 基本原則 。 對設(shè)備開展狀態(tài)評估和狀態(tài)檢修， 必須 以提高設(shè)備的可靠性和管理水平為目的，通過對設(shè)備狀態(tài)的掌握和跟蹤，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，合理安排檢修計劃和項目，提高檢修效率和運行可靠性。 制度保障 原則： 許多事故的發(fā)生具有偶然性和突發(fā)性，開展狀態(tài)檢修是一種管理體制和技術(shù)的創(chuàng)新，同樣具有一定的風險性，通過管理規(guī)范和技術(shù)規(guī)范的支撐， 鼓勵 創(chuàng)新 。原則上優(yōu)先選用比較成熟的狀態(tài)檢修技術(shù)，對尚未成熟的技術(shù)則進行科技立項研究和局部應(yīng)用。 可操作性 原則： 狀態(tài)評估 可進一步地在現(xiàn)實工作中付諸實踐，對實踐 發(fā)揮 具體指導作用，而不是僅停留于理論研究或觀 念探討。 開放性兼容性 原則： 開展狀態(tài)檢修的策略、選取的裝備或技術(shù)，應(yīng)具有對其它技術(shù)及裝備的兼容性，以免形成難以發(fā)展的孤島。 平臺化、模塊化 原則： 應(yīng)通過平臺化的建設(shè)方法來保障整個狀態(tài)檢修框架的可擴展，通 17 過一些關(guān)鍵平臺的建設(shè)來搭建狀態(tài)檢修的整體框架，整體框架之中的各個組成部分應(yīng)具有模塊化的特性，自成體系、可獨立發(fā)揮作用，又能與其它模塊在統(tǒng)一的框架下協(xié)同發(fā)揮作用 。 （二） 狀態(tài)評估的體系 平臺和 結(jié)構(gòu) 圖 8 狀態(tài)評估的體系平臺 18 1) 采集平臺 首先應(yīng)對生產(chǎn)中應(yīng)關(guān)注的狀態(tài)量進行規(guī)范和整理，形成狀態(tài)檢修的狀態(tài)量標準規(guī)范，從 而為建立狀態(tài)量的監(jiān)控體系確立標準。然后逐步地建立狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集體系，對狀態(tài)數(shù)據(jù)的來源進行規(guī)劃，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理標準。 狀態(tài)量必須是那些能夠充分表現(xiàn)設(shè)備工作狀態(tài)的信號參數(shù)，同時應(yīng)當滿足狀態(tài)評估的信息需求 。 狀態(tài)量的采集狀態(tài)分為： 停電檢測和帶電監(jiān)測。 其采集手段 包括 ：在線監(jiān)測和離線采集。 在線監(jiān)測：采用在電力設(shè)備現(xiàn)場安裝在線監(jiān)測裝置、直接產(chǎn)生狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法進行采集； 離線采集：在生產(chǎn)過程中獲得的各類反映設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)，主要通過數(shù)據(jù)人工錄入或者網(wǎng)絡(luò)匯總來獲得，其來源包括生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、 SCADA 系統(tǒng)等。 在線檢 測的優(yōu)點是可以更準確的反映設(shè)備的狀態(tài)。有兩種方法可以提高數(shù)據(jù)的有效性，其一是選擇相對比較成熟，并有著良好應(yīng)用的在線監(jiān)測設(shè)備 。其二是將離線數(shù)據(jù)和在線數(shù)據(jù)進行對比，分析出兩者之間的關(guān)系，來提高在線數(shù)據(jù)的有效性 。 2) 數(shù)據(jù)平臺 數(shù)據(jù)平臺的作用是對狀態(tài)數(shù)據(jù)的接入、存儲、共享。 將離線數(shù)據(jù)存到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，通過建立一個統(tǒng)一的訪問模型，對一些分類和數(shù)據(jù)建立統(tǒng)一的編碼體系 。 數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計原則堅持：實用性、安全性、靈活性、標準化、模塊化。 19 數(shù)據(jù)平臺存儲的元數(shù)據(jù)包括：設(shè)備編碼、裝置編碼、采集時間、檢測項目、 設(shè)備試驗、設(shè)備缺陷、 巡檢記錄、維修記錄、在線數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)等，通過數(shù)據(jù)平臺總線實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的共享。 如圖 9 所示： 圖 9 狀態(tài)評估的數(shù)據(jù)平臺 3) 評估平臺 評估平臺是設(shè)備狀態(tài)評估體系的核心。通過建立量化的設(shè)備狀態(tài)評價指標體系，進行評分、分析計算 ，并通過“ 評估→檢修→再評估 ”的過程進行不斷修正。 評估的方法有 模糊數(shù)學模型 、 專家系統(tǒng)模型 、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 、 免疫算法模型 、 色譜分析模型 、 援例分析模型 、 時間序列預測模型 等。 模糊數(shù)學分析 模糊數(shù)學分析是建立狀態(tài)評估算法的基礎(chǔ)，通過引入模糊 數(shù)學的概念，將設(shè)備狀態(tài)進行量化處理，從需立即退出運行到設(shè)備最優(yōu)狀態(tài)細分成多個狀態(tài)；并引入模糊數(shù)學的隸屬度和模糊運算等概念，建立起狀態(tài)評估算法的運算基礎(chǔ) 。 專家系統(tǒng) 20 即人工智能專家系統(tǒng)技術(shù)，其核心是一整套基于規(guī)則的知識庫。在系統(tǒng)分析中，知識表述規(guī)則化是技術(shù)難點，為此采用了專門針對變電設(shè)備開發(fā)的專家系統(tǒng)工具，充分利用經(jīng)過廣泛積累和驗證的知識，使專家系統(tǒng)在狀態(tài)檢修方面的成功應(yīng)用成為可能。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 分析 具備以下這些 特點：高度的并行性 、 高度的非線形 、良好的容錯性與聯(lián)想記憶功能 、強大 的自適應(yīng)、自學 習能力 。 圖 10 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 免疫算法 免疫算法模仿了人體的免疫系統(tǒng)，并從體細胞理論和網(wǎng)絡(luò)理論中得到啟發(fā)，實現(xiàn)了類似于免疫系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能和生成不同抗體的功能。應(yīng)用領(lǐng)域：油色譜分析樣本數(shù)據(jù)分析等。 色譜分析法 21 三比值法：就是利用五種特征氣體的三對比值，來判斷變壓器故障性質(zhì)的方法。其涉及到的五種特征氣體為氫氣、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷。 電研法 ：改良的三比值法。 TD 圖法：是利用三對比值的另一種判斷故障類型的方法，同樣通過代碼檢查表的方式來確定設(shè)備故障類型。 援例分析法 即案例推 理 (Case— Based Reasoning，簡稱為 CBR)，其原理是利用人們以往求解類似問題的經(jīng)驗知識進行推理，從而獲得當前問題求解結(jié)果的一種推理模式。 時間序列預測法 時間序列預測法 的 特色是在于采用參數(shù)模型（特別是 ARMA 模型），在于將這一參數(shù)模型同系統(tǒng)分析直接地緊密地結(jié)合，在于將這一參數(shù)模型同相應(yīng)地客觀事物背景相互聯(lián)系，從而使這一數(shù)據(jù)處理方法地作用大為擴展。 評估平臺的匯總結(jié)構(gòu) 如圖 11 所示 ： 22 離 線 數(shù) 據(jù)設(shè) 備 銘 牌 、 試 驗 數(shù) 據(jù) 、 缺陷 數(shù) 據(jù) 等在 線 數(shù) 據(jù)在 線 檢 測帶 電 測 試紅 外 、 油 色 譜專 家 系 統(tǒng) 推 理 機狀 態(tài) 量 知 識 庫算 法 （ 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 、 免 疫 算 法 、 援 例 算 法 、 時 間 序 列 算 法 等 ）設(shè) 備 狀 態(tài) 、 檢 修 時 間 、 檢 修 內(nèi) 容 等設(shè) 備 檢 修 計 劃自 動 評 估手 工 評 估 圖 11 評估平臺的匯總結(jié)構(gòu) 4） 管理平臺 管理平臺規(guī)范了對設(shè)備進行評估的流程，并定義了各個流程步驟的參與角色。明確各種數(shù)據(jù)應(yīng)該何時進入數(shù)據(jù)平臺，何時需確認該數(shù)據(jù)的準確性，以及這些數(shù)據(jù)的管理流程。 管理平臺一般基于工作流平臺，以適應(yīng)公司未來管理要求以及管理機制的靈活多變。管理平臺應(yīng)將狀態(tài)評估中涉及到的各種流程規(guī)范化、標準化，減少不必要的環(huán)節(jié)，提高工作效率 。 （三） 狀態(tài)評估的分析 方法 和舉例 1) 設(shè)備狀態(tài)量的評估方法 設(shè)備狀態(tài)的評價應(yīng)該基于巡檢及例行試驗、診斷性試驗、在線監(jiān)測、帶電檢測、家族缺陷、不良工況等狀態(tài)信息，包括其現(xiàn)象強度、量值大小以及發(fā)展 趨勢，結(jié)合與同類設(shè)備的比較，做出綜合判斷。 狀態(tài)評估采取量化的設(shè)備狀態(tài)評價體系， 生產(chǎn)設(shè)備有 四種狀態(tài) ： 23 正常狀態(tài) — 可以正常運行； 注意狀態(tài) — 可以繼續(xù)運行，應(yīng)加強運行中的監(jiān)視； 異常狀態(tài) — 監(jiān)視運行，并適時安排停電檢修； 嚴重狀態(tài) — 需要盡快安排停電檢修。 有注意值要求的狀態(tài)量，若當前試驗值超過注意值或接近注意值的趨勢明顯，對于正在運行的設(shè)備，應(yīng)加強跟蹤監(jiān)測；對于停電設(shè)備，如懷疑屬于嚴重缺陷，不宜投入運行。 有警示值要求的狀態(tài)量，若當前試驗值超過警示值或接近警示值的趨勢明顯，對于運行設(shè)備應(yīng)盡快安排 停電試驗；對于停電設(shè)備，消除此隱患之前，一般不應(yīng)投入運行。 設(shè)備的狀態(tài)是通過對設(shè)備的部件進行量化評價來計算的。具體方法 如下： 設(shè)備部件的狀態(tài)是由扣分值確定的，最佳值（初始值）都是 0 分。 不同的狀態(tài)量對應(yīng)著不同的權(quán)重，狀態(tài)量的不同劣化程度又對應(yīng)著不同的扣分值。視狀態(tài)量的劣化程度從輕到重分為四級，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級。其對應(yīng)的基本扣分值為 10 分。 公式：單項扣分 = 權(quán)重扣分值 根據(jù)單項扣分或總計扣分的多少確定設(shè)備狀態(tài)。 設(shè)備狀態(tài)是對所有部件進行評價，當所有部件為正常狀態(tài)時，整體評價為正常狀態(tài)； 當任一部件狀態(tài)為注意狀態(tài)、異常狀態(tài)或嚴重狀態(tài)時，整體評價應(yīng)為其中最嚴重的狀態(tài)。 狀態(tài)量 劣化基本扣分 扣分標準 權(quán)重系數(shù) 應(yīng)扣分值 24 程度 繞組直流電阻 Ⅳ 10 2％，無中性點引出線的繞組，線間偏差大于三相平均值