電廠電氣設備狀態檢修的探討

徐啟貴

（山東陽煤恒通化工熱電廠,山東 郯城276100）

近年來，隨著傳感技術、微電子、計算機軟硬件和數字信號處理技術、人工神經網絡、專家系統等綜合智能系統在電力設備監測和故障診斷中大量應用，電氣設備的檢修也相應地發生了變化，狀態檢修技術應運而生。其是在設備狀態評價的基礎上，根據先進的狀態監測和診斷技術提供的設備狀態信息，判斷設備的異常，預知設備的故障，在故障發生前進行檢修的方式， 即根據設備的健康狀態來安排檢修時間和項目,稱為狀態檢修[1]。 定期檢修是以時間為基準的預防性檢修, 而狀態檢修是以狀態為基準的響應性檢修,以實際運行狀態取代固定的檢修周期。

傳統的周期性計劃檢修既不科學，也不人性化，忽視了設備健康水平的差異， 給檢修工作人員帶來一定的盲目性， 且周期性計劃檢修必導致運行良好的設備周期性停運, 使整個電廠承受巨大的檢修壓力。 有的設備不能按期檢修， 使用壽命必然受到影響，設備事故的概率也相應增加，直接影響電廠的安全、可靠運行。 電氣設備的在線狀態檢修模式，改變了傳統的靜態周期計劃檢修模式中存在的檢修不足或檢修過度的不利情況， 狀態檢修實際上是在檢修技術、檢修策略、檢修理念等方面進行全新的轉變，并結合先進的檢修維護技術手段和管理制度， 制定完善的在線狀態檢修維護策略， 有效提高了整個電廠供電系統運行的經濟性和安全性。

1 電氣設備狀態檢修相比傳統檢修所具有的優越性

隨著自動化設備的快速發展， 傳統的周期性設備檢修模式已不適應電廠的發展要求， 實施狀態檢修不但對提高設備健康水平和保證電廠安全有著重要意義，還可以節省大量的人力、物力、帶來直接的經濟效益，更會大大減少停運時間，提高發電、供電可靠性,以此帶來更大的社會與經濟效益[2]。

1.1 檢修維護工作量大大減少

采取在線狀態檢修策略， 可以根據在線監測數據信息對電廠電氣設備的運行狀態進行動態監測和控制，便于制定高效合理的檢修，維護計劃，從而降低檢修人員檢修維護工作量， 同時采取針對性的檢修策略，避免了對正常設備的過度檢修損壞，延長了電氣設備的使用壽命。

1.2 提高了電氣設備運行的可靠性

實現在線狀態檢修策略后， 可以準確有效地掌握電氣設備的運行狀態，根據運行數據，制定動態的檢修維護計劃，避免不必要定期計劃檢修事件的發生，有效提高設備運行可靠性。 采取有針對性的檢修計劃， 不僅可以大大降低電氣設備計劃停運次數，有效提高檢修維護效率，還可以降低電氣設備停機時間。

1.3 維修費用大大減少

定期檢修的時間間隔、工期、檢修項目等基本是建立在經驗和行業標準的基礎上, 對設備的實際狀況考慮相對較少，具有一定的盲目性和被動性，有的設備運行狀況完好，按計劃也停下檢修，導致在設備維修方面耗資巨大。實行狀態檢修后，采取在線運行狀態數據，結合計算機高速運算和智能策略參考，進行必要的檢修，這樣，必然降低維護成本，實現節能降耗和可靠經濟運行維護的目標。

2 電氣設備實行狀態檢修的原則

必須以科學的原則做理論指導， 才能在實際運作過程中主次分明、掌握重點,快速、準確地找到狀態檢修的方法。

2.1 實行狀態檢修需轉變觀念

傳統的計劃檢修忽略了設備性能的不斷完善、環境的不斷改變及使用壽命不斷提高等因素， 只是根據硬性的規定，定期進行周期檢修，不切實際的整體淘汰、整體拆換。這不僅不能使設備達到最大的利用值,還會造成不必要的經濟浪費。 因此，必須改變傳統的周期檢測的觀念， 采取狀態檢修與預防性檢修、故障檢修相結合的混合式檢修。

2.2 實行狀態檢修的前提條件

狀態檢修必須建立在設備狀態檢修和運行分析的基礎上， 必須充分利用現有先進的檢測手段和診斷技術，積極開發、利用和推廣新的檢測裝置和診斷技術，盡可能掌握設備實際運行狀況，做到“應修必修，修必修好”的原則，嚴禁應修不修，硬拼設備，使設備運行缺乏安全基礎，同時也要防止不加分析、不講實效，盲目大拆大換等現象發生。

2.3 全過程狀態檢修管理

狀態檢修成為趨勢， 是因為它自身具有不可超越的優勢。 一方面， 整個過程成本消耗低于正常水平，另一方面能夠進行層次選擇，針對非主要運行設備實施狀態檢修，對于主要設備，從經濟的角度及整個電廠電力系統的穩定性， 酌情以檢測為主進行處理。根據情況，在設備已經達到嚴重后果或即將造成重大經濟損失時，可以適時進行預防性檢修。總的來說， 要在經濟利益與整個電廠電力系統的穩定性運行中找到平衡點，及時發現并合理解決問題。

2.4 狀態檢修過程中保證設備安全運行

狀態檢修始終要堅持“安全第一”原則，以提高設備可靠性和管理水平為目的。 實施狀態檢修的過程中，必須要保證設備的正常運行，而不能影響整個電廠的運行狀態，合理地調整檢修時間段和檢修力度。

3 發電廠主要電氣設備狀態檢修中的問題及對策

狀態檢修從試運行到正式發布已有幾年， 但由于很多設備在線檢測技術和數據的準確度還存在一些問題，工作人員在信息整理、傳遞方面也存在諸多問題，再加上電廠電氣設備較多，整個電廠實現先進的、全面的、準確的狀態檢修模式，還需時日。 以下對電廠主要電氣設備狀態檢修中存在的問題進行探討。

3.1 發電機

發電機為電廠的核心設備， 其定子繞組絕緣在運行過程中長期處于熱電環境和機械應力的作用下，是事故的多發環節，易導致絕緣惡化、絕緣擊穿和短路、接地事故。 近年來，發電機局部放電實時在線檢測技術已成為在線監測發電機絕緣的一種重要方法，并逐步得到推廣應用，不僅不影響發電機的運行， 還可隨時監測發電機的絕緣， 分析絕緣惡化趨勢，及時發現絕緣隱患，提高機組運行的可靠性。 在線監測的關鍵技術包括傳感技術、 抗干擾技術和診斷技術，目前，開發了多種發電機局部放電在線監測系統，主要方法包括從發電機內部采集信號，從發電機中性點采集信號， 從發電機出口母線采集信號第3 大類，傳感器的安裝、抗干擾、采集數據的準確性和運行穩定性等問題已成為狀態檢修重要依據。 發電機局部放電在線檢測系統的有效性是判斷現場應用效果的重要因素，目前，利用離線試驗判斷在線監測系統的有效性是可行的粗略分析方法， 更為直接有效的判斷監測系統的方法還有待研究。

3.2 輸電線路

通過引入使用有效的在線檢修技術和裝備，可以準確有效地掌握輸電線路的運行狀態， 便于準確開展在線狀態檢修工作。 紅外熱像儀可以準確及時地測試輸電線路接頭部分的運行環境溫度， 及時發現設備中存在的異常發熱問題， 還可以用于檢查復合絕緣子的工作性能水平， 能夠提前發現絕緣子內部存在早期絕緣缺陷， 便于檢修維護工作人員帶電技術更換消除安全隱患，提高配電網運行可靠性。微氣象在線監測可以準確檢測設備運行環境風速、溫度、濕度等氣象數據信息。 桿塔傾斜在線監測系統，可以動態監測易塌陷區內桿塔的傾斜狀況， 當監測到有倒塔安全隱患時， 及時通過在線監測系統給配電網系統集控中心提供報警信息， 便于檢修維護人員制定完善的修復加固措施[3]。

3.3 高壓開關設備

高壓開關設備在線監測系統是針對高壓電氣設備的絕緣狀態實行帶電實時監測的一個系統， 在設備外分布安裝一系列全數字一體化智能檢測單元，實時監測高壓開關設備的絕緣等狀態參數； 利用工業現場總線或無線通訊實現與遠方管理系統的交互，管理系統可對設備的健康狀況進行評價和分析，并對有關數據進行融合分析； 建立高壓開關設備運行檢修管理數據中心； 實現對高壓設備的狀態遠程實時在線監測和診斷， 制定設備維護和狀態檢修策略。

3.4 電氣二次設備

電氣二次設備狀態檢修可以通過對二次設備的狀態監測和裝置自診斷， 結合二次設備運行維護和檢修試驗資料，對二次設備狀態做出正確評價，并根據狀態評價結果科學安排檢修時間和檢修項目。 首先，根據當前系統內二次設備的現狀，設備自動化的程度以及人員的情況， 結合實際挑選具有一定條件的二次設備開展試點， 積極有序地開展二次設備狀態檢修。 其次，二次設備的網絡化、運行管理的自動性， 以及通信網絡快捷化為二次設備的狀態檢修提升了更廣闊的前景。

3.5 繼電保護裝置

繼電保護系統包含大量的電子元件、 高集成電路，與一次設備相比，狀態監測相對較難實現。 微機保護具有一定的自檢功能， 可發現一些集成電路器件的特定故障及一些交流回路的短線故障， 但難以發現器件劣化及回路接觸不良等問題。 利用紅外監視可發現一些回路的接觸不良， 通過狀態監測技術的發展，能夠進行狀態評估的運行信息越來越多。當前， 保護系統的狀態檢修主要是根據設備的運行狀態來確定檢修時間及內容。

3.6 變壓器、電動機

隨著傳感器技術、計算機技術、絕緣診斷技術的發展，在線監測完全替代了預防試驗，推動設備由預防檢修向狀態檢修發展。對變壓器、電動機進行絕緣監測、電纜監測、溫度監測、軸承溫度和振動監測，根據數據、科學地合理地進行狀態檢修。

4 發電廠電氣設備狀態檢修的發展目標

在現階段實行以定期檢修為主， 定期檢修與狀態檢修相結合的模式管理，同時，應注意狀態檢修工作的推進。 電廠對電氣設備進行狀態檢修的目的并不是教條式地用電氣設備狀態檢修來代替電廠的大修制度，而是根據電廠的實際情況，通過運用科學的決策手段。 在對電氣設備進行科學的研究和評估和對現有的電氣設備檢修內容進行補充、 修訂以及優化之后， 對每一種電氣設備采用最為合適和正確的方法來檢修電氣設備。 制定狀態檢修“三步走”的發展目標，第一步，建立健全狀態檢修組和相關制度、工作標準，實行以計劃檢修為主、狀態檢修為輔的檢修管理模式， 重點放在狀態檢測數據的應用與分析上；第二步持續推進狀態檢修模式提高監測手段，合理調整試驗和檢修周期， 在充分利用現有的技術條件和裝備資源、 搞好常規測試和測試數據的綜合分析工作基礎上，不斷采用相對成熟的檢測新技術，提高狀態診斷的水平， 逐步改變到期必修的傳統檢修方式；第三步，逐步過渡到真正意義上的狀態檢修。

5 總結

定期檢修已不符合用電需求和經濟效益的發展要求， 對于電力系統實行狀態檢修是技術進步和時代發展的必然， 狀態檢修大大提高了電廠電力系統中運行推護管理水平， 明確了設備檢修計劃和策略制定的目的性和針對性，提高了設備檢修維護質量，實現了供電企業的集約化、 信息化， 在線自動化管理，提高了電廠安全穩定、節能降耗的高效運行維護水平。

［1］黃雅羅，黃樹紅．發電設備狀態檢修．北京：中國電力出版社，2000．

［2］國家電力公司．火力發電廠實施設備狀態檢修指導意見．北京：國家電力公司．1999．

［3］李常熔．工廠設備診斷技術概論．北京：水利工廠出版社，1996．