電力系統設備檢修計劃的安排策略

楊寶起 陳志英

（新疆石河子天富熱電股份有限公司電力調度中心，新疆 石河子 832000）

1 目前廣泛使用的設備檢修計劃安排原則

1.1 定期檢修

多用于繼電保護、自動裝置和各類發電機組、變壓器、換流閥。主要是因為這類設備往往結構復雜，且目前缺乏有效的在線檢測手段，容易存在難以察覺的隱性缺陷。

大量運行實踐表明，對于正常運行的這類設備，停運后進行定期檢修，往往能發現存在很多影響設備安全運行的缺陷。因此對于此類設備，一般根據設備健康狀況和運行經驗，規定一個定期檢修周期，只要設備運行時間達到這個周期，不管是否發現缺陷，都安排其停運檢修。對于發電機組和主變稱之為計劃大修（A級檢修），對于繼電保護和自動裝置，則稱之為定檢。

這種檢修安排原則的優缺點同樣明顯：一方面可以發現正常運行時難以發現的隱性缺陷，避免設備缺陷在運行中惡化發展成設備故障；另一方面，有可能給完全正常無病的設備安排了計劃大修，造成設備利用小時數的無謂降低。

1.2 事后型檢修

這類檢修方式是指發現設備確實存在缺陷后，再擇期安排停運消缺。該原則適用于電力系統所有運行設備。特別適合于那些結構簡單、故障率低，而且一旦有缺陷易于發現的設備，例如母線、架空線路、隔離開關等。

這樣做的好處是可以避免設備在無故障的情況下停運檢修，壞處則是當設備缺陷被發現時往往已經對設備造成了損害，甚至有可能直接造成設備故障跳閘，嚴重威脅電力系統安全穩定運行。

可見，以上兩種檢修安排原則各有優缺點，實際中往往結合使用，例如對于發電機組，計劃大修（A級檢修）就屬于前者，而小修(C、D級檢修)和事故搶修就屬于后者。

2 設備健康狀況在線檢測的一些新技術、新裝備

2.1 介質損耗在線監測

介質損耗是指絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。也叫介質損失，簡稱介損。

測量介損對判斷電氣設備的絕緣狀況是一種傳統的、十分有效的方法。絕緣能力的下降直接反映為介損增大。進一步就可以分析絕緣下降的原因，如絕緣受潮、絕緣油受污染、老化變質等。但目前電力系統實際運行當中，介質損耗的測量大多還只能在停電狀態下進行。

目前國內介質損耗在線監測技術已經比較成熟，而且也有能投入運行的產品問世。

2.2 紅外測溫技術

紅外測溫技術目前已非常成熟，但應用主要限于手持式的紅外測溫儀，拍下設備的紅外照片后再由后臺軟件根據圖1所示給出測溫數據，生成測溫報告，如圖1所示靠右處，亮點處即表明設備線夾發熱嚴重，軟件即可根據圖1靠左處所示的色標給出刀閘線夾處發熱的具體溫度。但這種方式時效性不高，難以實現在線檢測。

圖1

采用紅外成像技術可開展以下電力設備狀態檢測與故障診斷工作。

1）高壓電氣設備運行狀態檢測與內、外中心故障診斷。

2）各類導電接頭、線夾、接線樁頭氧化腐蝕以及連接不良缺陷。

3）各類高壓開關內中心觸頭接觸不良缺陷。

4）隔離刀閘刀口與觸片以及轉動帽與球頭結合不良缺陷。

5）各類 CT一次內中心及外中心連接不良缺陷、本體及油絕緣不良缺陷以及內中心鐵心、線圈異常不良過熱陷。

6）各類 PT絕緣不良缺陷、缺油以及內中心鐵心、線圈異常不良過熱缺陷。

7）各類電容器過熱、耦合電容器油絕緣不良和缺油（低油位）缺陷。

8）各類避雷器內中心受潮缺陷、內中心元件老化或非線性特性異變缺陷。

9）各類絕緣瓷瓶表面污穢缺陷，零值絕緣子檢測，劣化瓷瓶檢測。

10）發電機運行狀態檢測、電刷與集電環接觸狀態檢測、內中心過熱檢測。

11）電力變壓器箱體異常過熱，渦流過熱，高、低壓套管上、下兩端連接不良以及充油套管缺油（低油位）缺陷。

12）各類電動機軸瓦接觸不良以及本體內、外中心異常過熱。

2.3 紫外探傷技術

對于多數高壓電力設備而言，要求金屬元件上無電暈以及外部絕緣無表面局部放電，這也是設備保持正常運行狀態的有力證明。許多種高壓設備的技術條件里列入了絕緣上無可見電暈和無表面局部放電的要求。對于在大氣條件下工作之設備的外部絕緣，往往不可能完全排除電暈和表面局部放電的產生。隨著絕緣性能的降低、結構缺陷的出現或者表面污穢和濕度的增加，放電過程的強度也將增大，這樣便可利用電暈或表面局部放電的產生與增強現象間接評估現有運行設備的絕緣狀況以及及時發現設備本身缺陷。

其工作原理：被檢測絕緣表面局部放電和電暈放電圖像經由入口主物鏡形成在紫外電子光學轉換器的光電陰極上，將紫外圖像轉換為可見光圖像，可通過目鏡在放大器屏幕上觀察亮度被放大的紫外光學信號或者利用專門的照相機將其記錄下來。

如圖2所示，懸瓶靠帶電端的四片絕緣子以及設備線夾處有明顯放電異常，說明絕緣子可能存在局部破損或絕緣降低。而這種放電異常，用肉眼是難以發現的。

圖2

2.4 充油設備非電氣量在線監測

該項技術目前應用已比較廣泛，通過該系統，可以對運行充油設備中油的運行參數如總烴、微水等進行在線測量，并將測量數據實時傳遞給后臺機。使運行人員可以掌握實時油品的運行狀態。

3 事前型計劃檢修安排策略

在實際運行工作中，對于運行設備的運行情況，運行人員通過各種方法實時監控，將設備的溫度、聲響、轉速、壓力等各項指標記錄在冊并通過與正常值的比對及早發現設備不“健康”狀況。或在其他設備故障引發事故后通過事后分析將未發生故障的設備存在的缺陷暴漏出來采用“關口前移”的思想盡可能安排運行方式將設備缺陷處理。避免出線設備故障引發事故的現象。在此基礎上提出“事前型計劃檢修”所謂事前型，簡而言之就是在大力推廣上述設備缺陷在線檢測手段的基礎上，力爭在設備健康狀況出現惡化先兆，尚未發展成缺陷時，預先安排計劃檢修。

1）對于繼電保護、自動裝置、各類發電機組，由于其內部結構復雜，軟件龐雜，難以有效監控，還是只能采取定檢和發現缺陷后的臨檢相結合的方式安排檢修。

2）對于變電站、換流站的主變、母線、斷路器、隔離開關、電容電抗、閥等結構相對簡單的設備而言，可以做如下考慮。

（1）在全站所有高壓設備上廣泛布設介損在線檢測裝置，實時測量各帶電部位介質損耗的變化，測量數據實時傳送后臺機。

（2）對于可能發熱的隔離開關合口、設備線夾等處裝設專用的紅外探頭，實時測溫數據同樣匯接至后臺機。

（3）充油設備安裝非電氣量在線監測裝置。

（4）定期對設備進行紫外探傷檢查，及時發現電暈放電異常點。

這樣，就可以將這些檢測手段整合為一個有機整體，運行人員在主控室就可以實時了解全站設備的基本健康狀況，從而給合理安排設備檢修提供必要的第一手資料。這樣做的好處有以下兩點。

①對于運行操作當中狀態良好，而且所有在線檢測設備都沒有發現任何問題的設備，可以適當延長其計劃大修周期，甚至不安排計劃大修。避免了不必要的設備停運。

②對于檢測設備發現問題的設備，可以立即安排停運消缺，避免設備異常發展成真正的缺陷損壞設備，甚至引起故障跳閘。

4 結論

作為電力系統設備檢修計劃的安排策略，理論和技術上還有許多值得進一步研究的地方。我們有理由相信：隨著科學技術的不斷進步和電力設備狀態檢修的實施，將極大地提高電力系統的安全、經濟、穩定運行水平，并對電力企業的社會效益和經濟效益產生深遠的影響。