發電廠電氣設備維護方案的優化

尹學義

（天津濱海環保產業發展有限公司，天津300000）

1 前言

隨著科學技術的進步和管理水平的不斷提高，現代發電廠的電氣設備越來越科學化、先進化，其維護和管理也變得相對復雜。當前發電廠在電氣設備維護方面還存在以下幾個方面的問題：

1.1 臨時性檢修頻繁

根據制定的維護方案，有些設備還未運行到下一個維護周期就被迫停運進行提前檢修，浪費物力和人力，降低設備利用率。

1.2 維修不足

電氣設備已經出現比較明顯的問題，但是受限于既定的維修計劃，設備不得不繼續運行。

1.3 盲目性維修

維護方案設計制定的不合理性，或不根據既定方案，只依靠經驗對電氣設備進行維修，往往會造成不良后果。

電氣設備維護方案的制定就是要盡力避免以上三個問題的出現。目前先進的設備維護方案都是基于設備狀態的評價進行維護和檢修。這種制度的制定以先進的檢測技術為手段，以嚴謹、科學的維護計劃作為基礎，盡可能的保障在故障將要發生之前或繼續運行不經濟的時候，進行有目的適當和必要的維護。

2 發電廠主要電氣設備的維護方案的優化

2.1 檢修計劃的優化

檢修計劃是從電廠電氣設備的安全、經濟與健康狀況等要求出發，確定檢修的對象、時間和組織實施的一種方案。按狀態檢修的要求來編制發電廠電氣設備檢修計劃，應能做到以下幾點:

2.1.1 取消不可行的檢修計劃項目；

2.1.2 取消或改善效果不明顯的項目；

2.1.3 增加檢修項目以處理被忽略但是重要的故障模式；

2.1.4 修改檢修的頻度；

2.1.5 用效益好、耗費少的狀態檢修代替昂貴的大修工作；

2.1.6 更好地實現可靠性和費用最優要求。

2.2 基于設備狀態的監控和評估的維護方案

2.2.1 發電機組狀態評估與檢測

首先是狀態評估，對于發電機，主要是監測空氣間隙、結構變化、圓度情況、線棒進度等，由此確定其是否有磁極分離、短路、電氣不平衡等現象。其次是狀態監測，一般而言發電廠應根據其機組設備、配置方案，根據實際運行經驗，總結出一套比較固定的故障模式和后果表，如發電機匝間短路，可能是絕緣老化的原因，其直接結果就是發電機停機，無電能輸出；勵磁機無法提供勵磁電流，可能是碳刷磨損造成；定子線圈溫度過高，可能是負荷過大或者冷卻器故障造成。對各種情況進行分析總結后，可以制定出發電機組故障的邏輯分析及檢修方案。

2.2.2 變壓器狀態評估與檢測

可以根據目測、生產運行、檢修記錄及故障記錄，變壓器各個時期的狀態參數，結合一些技術手段判斷變壓器的運行狀態。狀態評估的內容主要如下：油溫、噪音、過負荷、短路情況，本體套管和附件的密封、油泵、冷卻器、瓦斯繼電器、壓力釋放閥、開關等附近的運行情況，必要時通過各種實驗，如直流電阻、絕緣電阻、耐壓試驗、本體介損、鐵芯絕緣、套管介損、繞組變形試驗和絕緣油的色譜、微水等油質試驗確定變壓器的狀態。

2.3 基于百分制的狀態檢修的維護方案

狀態檢修的基礎是狀態信息和狀態分析

2.3.1 狀態信息搜集，這包括不良運行記錄，如對變壓器而言可能有超負荷及出口短路等，對斷路器可能有開端短路，超負荷電流的幅值、時間，操作次數等；缺陷記錄包括在整個運行及實驗，檢修過程中如非絕緣性，漏油，漏氣等；檢修記錄，如因何原因而檢修，何種性質的檢修、檢修中發現的問題與檢修前評估的一致性、檢修的效果等；廠家記錄，即同一品牌同一型號的設備往往會存在相同的設計，質量缺陷，另外還有在線監測，對有些關鍵設備，其在線監測信息對于分析其運行狀態有著重要作用。

2.3.2 狀態分析和檢修策略。一般來說電氣設備都有一定的抗力，即某些參數不正常的情況下仍然可以運行，狀態分析的目的就在于估計參數不正常時的臨界值或者評估設備的整體運行狀態，它的目的不在于準確診斷設備究竟存在何種缺陷，而在于對設備狀態做出一個初步的評估。作為安排檢修的一個依據，為下一步進行設備的缺陷原因、性質奠定基礎，必要時也作為設備是否需要停機檢修的參考。

因此在進行狀態分析時，對設備狀態不列出具體缺陷，而是對設備狀態進行評分，分數越低，表示其處于立即檢修的嚴重缺陷狀態，分數越高，則運轉狀態良好，如果以百分計，則低于40分的設備需要立即檢修，40分-80分的設備一般需要立即制定維修計劃，盡快檢修，高于80分的設備則可以延期檢修。

2.4 基于高級設備維護管理的維護方案

高級設備維護管理追求科學、合理，以設備的故障形成規律為基礎進行檢修。因此，運用高級設備維護管理對設備進行管理維護，需要注意：

2.4.1 把握電氣設備出現故障的規律。一般設備出故障的規律有以下特點：在開始投運的一定時間內出現故障比較多，這多與設備的實用性及本身質量，安裝質量，設計和工藝缺陷造成的，但這些缺陷隨著在運行中的磨合，人為干預會逐漸趨于平緩，進而隨著設備老化，逐步暴露的缺陷開始增加，呈現出一條趨近于浴盆曲線的圖形。在這個曲線的不同階段，因為檢修后需要磨合，使得這個曲線被分割成多個細微的浴盆曲線。但是電氣設備一般不會發生突然故障，往往是在曲線的下方，即因為時間推移，設備老化造成的。因此必須在設備可能出現事故的潛在時間點之前檢測到問題，才能避免故障的突然發生。但是電氣設備很多，不同設備有不同的浴盆曲線，不管是短期還是長期，為此檢修計劃制定中必須以設備的這種規律為依據，并適當的提前進行安排，制定計劃。

2.4.2 建立設備可靠性管理系統，以使用、連續、及時的數據對設備和系統進行分析，為設備維護提供動態數據。首先需要建立歷史可靠性分析模型，其結構以歷史數據為基礎，通過對數據的分類、整理，運用指標系統和數學分析技術對事件進行分析，最終形成可靠性模型。歷史數據包括檢修時間、出事部件的技術參數、檢修工時好費用、初始狀態記錄、運行過程中的各種參數等。

3 結論

發電廠電氣設備的維修方式應隨著新技術及新設備的出現而不斷改進，而且，由于電氣設備很多，相互關聯度大，其維修方式應呈現靈活多樣性，其維修方式關系到設備的利用率、事故率、人力、物力、財力的消耗。本文提出的基于設備狀態的監控和評估以及基于百分制的狀態檢修方案都較為依賴前期狀態信息的搜集，因此，運用高級設備維護管理的維護方案，建立設備管理系統，注重電氣狀態數據分析，是有執行電氣設備維護方案的重要保證。從長遠意義來講，提高了發電廠的經濟效益和社會效益。

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