變電設備差異化運維策略的研究與應用

葉杰宏，蘆 興

(廣東電網有限責任公司管理科學研究院，廣州 510080)

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變電設備差異化運維策略的研究與應用

葉杰宏，蘆 興

(廣東電網有限責任公司管理科學研究院，廣州 510080)

為解決運維人員數量與設備運維工作量之間的矛盾,提升設備精益化管理水平，分析了變電站傳統設備運維策略存在的不足，提出了一種基于設備管控級別、關注設備健康和重要性的差異化運維策略，并分析研究了此差異化運維策略的制定原則、方法和執行。通過討論此策略在廣東電網公司的應用和效果，驗證了差異化運維策略適合當前電網發展和變電站設備運行要求的，具有較高的可行性、較強的可操作性。

變電設備；差異化運維；運維策略；研究；應用

設備巡視維護是變電運行專業的核心任務之一，充分有效的巡視維護工作能夠提高設備性能，對變電設備的安全穩定運行有重要的保障作用。近年來，隨著經濟的發展，電網也迅速發展，變電設備的數量也大幅增加，但由于人員定額沒變，運維員工的數量沒有相應的增長，導致出現運維工作量增加、巡視質量降低的現象，從而危及電網的安全穩定運行。顯然，原有的運維策略已經不能適應目前設備大規模增長的現狀。因此，需要引入并應用差異化的運維策略，提升變電設備的運維質量及效率。

1 差異化運維策略的提出

這里所說的“運維”，是指巡視和維護，指在設備不停電狀態下由變電運行人員開展的設備巡視和維護工作[1]。在電力設備投入運行后，運維是及時發現并消除設備存在的問題，使其在可控狀態下保持安全穩定運行的一種重要的方式。

長期以來，變電站內設備的運維管理一直采用按變電站的類別定期運維的策略，在南方電網系統內主要執行《110 kV及以上變電站運行管理標準》(Q/CSG 2 1002—2008)。其對日常巡視和維護的要求如下：

(1)有人值班變電站、集控中心、巡維中心必須制定“設備巡視工作規范”。明確設備巡視時間、巡視方式及巡視要求。

(2)有人值班變電站日常巡視每日1次，夜間巡視宜每周1次。

(3)無人值班變電站日常巡視每月1～2次，夜間巡視宜每月1次。

(4)電氣設備測溫宜結合設備巡視進行，每月至少1次[2]。

由此可見，上述運維策略是一種經驗型、粗放式、簡單周期化的策略，對同一類型變電站的所有設備都同等對待，執行同樣的運維策略，其存在的不足是忽視了不同設備不同的運行工況，出現部分運行工況優良的設備過運維，部分運行工況差的設備欠運維的問題。特別在目前電網快速發展的情況下，運維人員數量與設備運維工作量之間的矛盾越來越大，導致部分運維人員為完成工作量而降低運維質量(如：未及時發現設備缺陷)的現象時有發生，這就極大地增加了因設備缺陷造成設備事故或者電網事故的風險。

因此，在目前南方電網系統內設備大規模增長的情況下，為有效解決運維人員數量與設備運維工作量之間的矛盾，有必要研究出一種基于設備運行工況的差異化運維策略并應用于實際，從而保證運維人員的運維工作到位，保障設備與電網的安全穩定運行。

2 差異化運維策略的介紹

差異化運維策略，是指基于設備管控級別確定的日常巡維、特別巡維(包括專業巡維、特殊巡視、停電維護和動態巡維)、工作周期、工作內容及工作要求。也就是對運行工況較差、重要度高的設備，適當加強運維力度，對運行工況較好、重要度低的設備，適當減少運維工作的投入，最終實現綜合運維效益最大化的目的。而設備管控級別是依據設備健康度和重要度兩個維度綜合判定。

2.1 設備健康度的確定

設備的健康度，直接引用設備狀態評價結果，分為“正常、注意、異常、嚴重”4個級別。而設備狀態評價的結果有4個級別, 即正常狀態、注意狀態、異常狀態及嚴重狀態[3]。當各狀態量穩定，且在標準限值內，設備可以正常運行的，視為正常狀態；狀態量朝接近標準限值方向發展，應加強設備運行監測的，視為注意狀態；當重要狀態量略超標準限值，應采取措施，適時停電檢修的，視為異常狀態；當重要狀態量嚴重超標準限值，應盡快安排設備停電檢修的，視為嚴重狀態[4，5]。

設備健康度的“正常、注意、異常、嚴重”4個級別，分別對應設備狀態評價的“正常狀態、注意狀態、異常狀態、嚴重狀態”4個級別。

2.2 設備重要度的確定

依據電力調度機構發布的年度運行方式，評估設備故障可能造成的事件后果，結合設備價值及對重要用戶供電情況確定設備的重要度，將其分為“關鍵、重要、關注、一般”4個級別[6]。

(1)關鍵設備

符合以下條件之一者，為關鍵設備：1)在正常運行方式下，設備故障存在引發一般及以上電力安全事故可能的；2)輸變電設備價值在1 000萬及以上的；3)設備故障將直接引發特級重要用戶供電中斷的。

(2)重要設備

符合以下條件之一者，為重要設備：1)在正常運行方式下，設備故障存在引發一級電力安全事件可能的；2)輸變電設備價值800～1 000萬的；3)設備故障將直接引發一級重要用戶供電中斷的。

(3) 關注設備

符合以下條件之一者，為關注設備：1)在正常運行方式下，設備故障存在引發二、三級電力安全事件可能的；2)輸變電設備價值500～800萬的；3)設備故障將直接引發二級重要用戶供電中斷的。

(4) 一般設備

除上述設備外的設備。

2.3 設備管控級別的確定

設備管控級別是根據設備健康度和重要度評價結果，按照設備風險矩陣確定的，設備管控級別從高到低分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級(見圖1)。

圖1 設備風險矩陣

(1) Ⅰ級管控 狀態評價屬于異常、嚴重的關鍵設備，狀態評價屬于嚴重的重要設備，納入Ⅰ級管控。由省公司層面督導，電科院(電力研究院)及所屬供電單位負責，提高現行運維要求并制定設備管控措施落實卡，共同參與措施的執行，對各項措施進行閉環管理。

(2) Ⅱ級管控 狀態評價屬于正常、注意的關鍵設備，狀態評價屬于注意、異常的重要設備，狀態評價屬于異常、嚴重的關注設備及狀態評價屬于嚴重的一般設備，納入Ⅱ級管控。由所屬供電單位負責，提高現行運維要求并制定設備管控措施落實卡，負責措施的執行，對各項措施進行閉環管理。

(3) Ⅲ級管控 狀態評價屬于正常的重要設備，狀態評價屬于正常、注意的關注設備，狀態評價屬于注意、異常的一般設備，納入Ⅲ級管控。由所屬供電單位負責，依據現有運維要求完成措施的執行。

(4) Ⅳ級管控 狀態評價屬于正常的一般設備，納入Ⅳ級管控。由所屬供電單位負責，依據現有運維要求完成措施的執行。

3 差異化運維策略的應用

3.1 設備運維策略的編制原則

設備健康狀況包括設備電壓等級、設備類型、運行年限、缺陷及檢修情況、運行工況、家族缺陷、反措執行情況、負荷水平、環境、氣候等。通過研究，把相關巡視、反措及其它維護工作要求融入各種巡視、維護項目以及技術手段中，逐步形成專項運維策略庫。巡維策略包含周期性巡視及維護、日常巡視、特殊巡視(包括專業巡維、特殊巡視、停電維護和動態巡維)、大修、技改等技術手段，以及在線監測和視頻在線監控等輔助手段。

表2 變電站日常巡維策略表

3.2 運維策略的編制

根據文獻[6]的要求，廣東電網公司結合實際并開展研究，編制了變電站的差異化運維策略。變電站的運維策略包括季節性巡視策略、日常巡維策略和特別巡維策略(見表1～表3)。

經過統計分析，目前管控級別中的Ⅰ、Ⅱ級設備主要集中在500 kV、220 kV變電站，這些站均屬于有人值守或是巡維中心所在地，對于巡視工作的開展影響較少，因此巡維的周期相對短。Ⅲ、Ⅳ級設備主要集中在110 kV及以下的變電站，大部分工作內容的巡維周期則視情況適當延長，并且不同級別的設備，相應的巡維標準和項目是不同的。對于特別巡維中的停電維護和動態巡維，由于不同類型的設備，其維護項目、觸發條件均不同，因此需要針對不同電壓等級、不同類型的設備編制專門的停電維護和動態巡維策略表，策略表按照“電壓等級+設備類別+設備名稱”的規則進行命名和歸類。

表1 變電站季節性巡視策略表

表3 變電站特別巡維策略表

3.3 運維策略的執行

在絕大多數情況下，同一個變電站會存在多個管控級別的變電一次設備，而同一個變電站同一電壓等級的變電一次設備是具有物理的電氣連接的。因此，為將有效的人力資源投放到管控級別高的設備，提高運維質量和效力，廣東電網公司制定了如下運維策略的執行原則：

(1)“三”聯動 日常巡維、專業巡視(特殊巡視)工作與設備管控級別聯動，停電維護工作應與設備停電計劃聯動，動態巡維工作應與電網運行方式、保供電任務、設備運行狀態、外部因素(如氣象、環境因素)聯動。

(2)日常巡視按間隔 變電一次設備的日常巡視工作以間隔為基本單元，按間隔內最高管控級別設備的日常巡視工作周期，開展間隔內一次設備的日常巡視工作。

(3)專業巡視、監察性巡視及夜巡按站 變電一次設備的專業巡視、監察性巡視及夜巡工作以變電站為基本單元，按站內最高管控級別設備對應的工作周期，開展全站所有一次設備的巡視工作。

(4)停電維護按”制度” 變電一次設備的停電維護要根據停電維護策略、預試規程和相關設備檢修維護手冊，開展周期性預試和檢修維護工作。

3.4 應用效果

廣東電網公司制定的差異化運維策略，通過試點、推廣、應用3個階段，現已在全省19個地市供電局應用超過1年，并取得了明顯的效果。

(1) 有效解決運維人員不足與變電設備增長過快的矛盾，提高人員巡視效能

差異化運維策略是圍繞設備狀態和電網風險進行分級，動態地開展差異化運維，改變了過去按單一的巡視周期進行巡維的傳統模式，創新提出了關注點巡視的概念，將運維資源更多的投入在重要設備和不健康的設備上。據統計，在實行變電設備差異化運維策略后，廣東電網公司平均每月運行人員巡視作業的承載率(巡視時間與值班時間的百分比)由31.78 %下降至10.97 %，巡視發現缺陷人時數環比由25.81人·h/次下降至8.89人·h/次，巡視發現缺陷數量占總缺陷百分比環比由43%提高至63%。這就有效解決了運維人員數量與設備運維工作量之間的矛盾，切實提高了運維人員的巡視效能。

(2) 建立操作性更強的運維模式

差異化運維策略，明確了“能縮能伸”的巡視周期，針對不同級別、不同情況制定了對設備運維要求的標準，能有效避免電網風險發布和其他保供電等種種因素所帶來對正常設備運維工作造成的影響，使運維計劃的編制和執行具有更強的可操作性。

(3) 提升設備精益化管理水平

差異化運維策略的應用，發揮了有限的運維資源的效能，管住了風險高的設備，穩住了風險低的設備，提高了設備健康水平和使用效率，保障設備的安全運行，實現風險、效能和成本的綜合最優，提升設備精益化管理水平。

4 結語

事實證明，越來越多的設備、越來越緊張的人力和成本將無法繼續沿用過去傳統的巡維模式來進行管理。純粹加大正常巡視和特殊巡視的密度，對于缺陷的發現并無太大的幫助，反而會在一定程度上降低巡視的質量和針對性。本文主要針對變電設備差異化運維策略進行了詳細的分析研究和探討，通過應用得知，變電設備差異化運維策略是以設備為中心，關注設備的風險，巡視周期可動態調整、維護標準實現差異化，具有較高的可行性、較強的可操作性。差異化運維策略的應用，有效解決運維人員數量與設備運維工作量之間的矛盾，實現風險、效能和成本的綜合最優，提升設備精益化管理水平。

[1]易 慧，詹鐘濤，鄭奕輝.變電站設備差異性運維策略的應用及評價[J]. 定力安全技術，2014,16(11)：38-41.

[2]中國南方電網有限責任公司.110 kV及以上變電站運行管理標準[M]. 廣州:中國南方電網有限責任公司,2008.

[3]中國南方電網有限責任公司.110 kV～500 kV SF6斷路器狀態評價導則[R]. 廣州: 中國南方電網有限責任公司, 2010.

[4]廣東電網公司.廣東電網公司設備狀態評價與風險評估導則[R].廣州: 廣東電網公司, 2010.

[5]喇 元，王紅斌，陳忠東. 基于狀態評價及風險評估的輸變電設備狀態檢修策略的研究[J].廣東電力，2010，23(10)：36-40.

LA Yuan, WANG Hong-bin, CHEN Zhong-dong Research on condition-based maintenance strategy of transmission and transformation equipments based on condition evaluation and risk assessment[J]. Guangdong Electric Power, 2010,23(10):36-40.

[6]中國南方電網有限責任公司,南方電網公司設備運維策略及管控機制建設指導意見(試行)[M].廣州:中國南方電網有限責任公司,2013.

(本文編輯：嚴 加)

Research and Application of Differential Operational Strategy for Substation Equipment

YE Jie-hong, LU Xing

(Management Science Research Institute, Guangdong Power Grid Co., Ltd., Guangzhou 510080, China)

To solve the contradiction between the operation staff number and the equipment operation workload, and improve the lean management of equipment, this paper analyzes the defects of traditional equipment operation strategy in substation, and puts forward a differential operation strategy on the basis of the equipment control level and with a focus on the equipment health and importance. Then the formulation principle, method and implementation of the differential operational strategy is discussed. The application in Guangdong Power Grid Corporation verifies that the differential operation strategy, high in feasibility and operability, is suitable for the current power grid development and the requirements of the substation equipment operation.

substation equipment; differential operation; operational strategy; research; application

10.11973/dlyny201506007

葉杰宏(1979)，男，碩士，工程師，從事電力系統生產技術管理、安全風險管理與研究。

TM63

B

2095-1256(2015)06-0775-04

2015-10-22