基于畫像的變壓器差異化運(yùn)維方法探討

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院 廣東 廣州 510080

1 變壓器差異化運(yùn)維現(xiàn)狀

變壓器作為電網(wǎng)最重要的設(shè)備之一,對電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行有著極大的影響,因此,通過分析變壓器實時狀態(tài)信息開展差異化運(yùn)維是電網(wǎng)運(yùn)維工作重點之一。借鑒電信、保險等行業(yè)的畫像技術(shù)應(yīng)用,國內(nèi)外學(xué)者為構(gòu)建全方位、立體的變壓器狀態(tài)信息提供了一種全新的思路與視角[1－2]。

傳統(tǒng)的變壓器運(yùn)維是依據(jù)經(jīng)驗和規(guī)程,定期開展零部件的運(yùn)行維護(hù),這種運(yùn)維方式會缺乏針對性導(dǎo)致人力物力的耗費(fèi)[3]。通過構(gòu)建變壓器的畫像,一方面可以充分利用電力企業(yè)多年積累的運(yùn)行數(shù)據(jù),挖掘數(shù)據(jù)規(guī)律；另一方面可通過繪制變壓器的狀態(tài)軌跡開展健康評價。通過信息化平臺的搭建、業(yè)務(wù)規(guī)則的梳理及模型的構(gòu)建,逐步形成變壓器標(biāo)簽體系,最后利用標(biāo)簽與運(yùn)維作業(yè)項目的映射,編制基于畫像的變壓器精細(xì)化管控策略[4]。具體步驟可包括作業(yè)項目確定、作業(yè)周期優(yōu)化和運(yùn)維策略編制三大步驟。

2 作業(yè)項目確定

基于電力行業(yè)的《電力設(shè)備檢修試驗規(guī)程》,可通過業(yè)務(wù)梳理、查找文獻(xiàn),完成基于標(biāo)簽的作業(yè)項目確定。

基于健康度、重要度、歷史跳閘頻次規(guī)律、歷史缺陷分布情況等特征和設(shè)備類別、運(yùn)行工況等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立決策模型。如：對于高負(fù)荷率、亞健康、設(shè)備級別高、近3個月跳閘頻次高的380V低壓母線設(shè)備,選擇備自投試驗運(yùn)維項目列入月度運(yùn)維計劃；而對于污區(qū)等級高,健康、設(shè)備級別中等、近3個月跳閘頻次低的380V低壓母線設(shè)備,選擇清掃保養(yǎng)運(yùn)維項目列入月度運(yùn)維計劃；根據(jù)年度的缺陷頻數(shù)分布表,選擇當(dāng)月高缺陷率設(shè)備列入該月度運(yùn)維計劃。

其次,基于設(shè)備部件故障占比、缺陷表象分布規(guī)律、家族型缺陷規(guī)律等特征也可建立決策模型。

3 作業(yè)周期優(yōu)化

3.1 基于業(yè)務(wù)經(jīng)驗標(biāo)簽組合的作業(yè)周期優(yōu)化 常見的變壓器預(yù)警級別見文獻(xiàn)[4]所示,可見變壓器的預(yù)警級別受到狀態(tài)風(fēng)險和設(shè)備重要度影響,但在實際業(yè)務(wù)經(jīng)驗分析中,變壓器自身業(yè)務(wù)流程風(fēng)險變化、外部運(yùn)行環(huán)境威脅、事故事件觸發(fā)也將會被動地影響變壓器的預(yù)警級別。

通過梳理出常見的因設(shè)備業(yè)務(wù)流程風(fēng)險變化觸發(fā)的預(yù)警級別調(diào)整情景,將觸發(fā)條件標(biāo)簽化后,可得：首次投運(yùn)設(shè)備、即將投運(yùn)設(shè)備、繞組更換后投運(yùn)15天內(nèi)設(shè)備、絕緣油更換后投運(yùn)15天內(nèi)設(shè)備、近期鐵芯檢修、近期套管檢修、近期冷卻裝置檢修和分接開關(guān)檢修后投運(yùn)15天內(nèi),將觸發(fā)黃色預(yù)警；近期A修、改造后投運(yùn)72h內(nèi)設(shè)備,預(yù)警級別上升一個級別。

同時,我們也梳理出外部環(huán)境威脅和綜合狀態(tài)量風(fēng)險組合標(biāo)簽的預(yù)警級別調(diào)整情景,部分結(jié)果如下：運(yùn)行環(huán)境突發(fā)臺風(fēng)將觸發(fā)黃色預(yù)警；運(yùn)行環(huán)境突發(fā)陣雨和存在家族性缺陷、鐵芯接地有風(fēng)險、頂層油溫有風(fēng)險、繞組過熱有風(fēng)險、局部放電有風(fēng)險、套管絕緣有風(fēng)險、運(yùn)行負(fù)荷高、老化風(fēng)險高、運(yùn)行環(huán)境有施工作業(yè)風(fēng)險、運(yùn)行環(huán)境有植物生長作業(yè)等形成組合標(biāo)簽,會觸發(fā)黃色預(yù)警；運(yùn)行環(huán)境突發(fā)大風(fēng)和存在家族性缺陷、鐵芯接地有風(fēng)險、頂層油溫有風(fēng)險、繞組過熱有風(fēng)險、局部放電有風(fēng)險、套管絕緣有風(fēng)險、運(yùn)行負(fù)荷高、老化風(fēng)險高、運(yùn)行環(huán)境有植物生長作業(yè)等形成組合標(biāo)簽,會觸發(fā)黃色預(yù)警。

3.2 基于統(tǒng)計分析標(biāo)簽組合的作業(yè)周期優(yōu)化 通過研究某電網(wǎng)不同缺陷類別在不同月份、年齡的分布特征,構(gòu)建了主變主要缺陷類別的缺陷標(biāo)簽,如圖1所示。

圖1 缺陷類型隨時間的分布

由圖1可知：

(1)主變變壓器“滲漏”缺陷呈明顯的冬春季多發(fā),夏季少發(fā)的特點,與當(dāng)?shù)貧鉁卮笾鲁史幢取＝?jīng)進(jìn)一步研究,主要因為冬春季節(jié)溫度較低,密封膠圈較易干裂松動導(dǎo)致滲油。(2)“拒動/誤動”缺陷在夏季高發(fā)(尤其是7月份),其他季節(jié)相對不明顯。(3)隨著氣溫的升高(1月份到9月份),“紅外測試異常”缺陷逐漸增多,10月份之后明顯減少。

通過對日常業(yè)務(wù)梳理及數(shù)據(jù)分析,我們制定如下部分作業(yè)周期規(guī)則：

(1)對于觸發(fā)[滲漏高發(fā)季節(jié)]&[滲漏高發(fā)廠家]的變壓器,為紅色預(yù)警,日常巡視周期為1天；(2)對于觸發(fā)[滲漏高發(fā)廠家],沒有觸發(fā)[滲漏高發(fā)季節(jié)]的變壓器,預(yù)警升級,日常巡視周期為1周；(3)對于觸發(fā)[滲漏高發(fā)季節(jié)],沒有觸發(fā)[滲漏高發(fā)廠家]的變壓器,預(yù)警升級,日常巡視周期為1周；

4 變壓器運(yùn)維策略編制

根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)維實際的要求,廣東電網(wǎng)公司結(jié)合實際并開展研究。按分層分級分類分專業(yè)管控、動態(tài)管控、差異化巡維和預(yù)防性維護(hù)原則,形成部分映射關(guān)系如下,巡視具體項目參見廣東電網(wǎng)運(yùn)維策略導(dǎo)則。

(1)日常巡視紅、橙色預(yù)警1天1次,黃色預(yù)警2天一次,綠色預(yù)警1月1次；

(2)一次專業(yè)巡視紅色預(yù)警3月1次,橙、黃色預(yù)警6月1次,綠色預(yù)警1年1次。

5 結(jié)論

變壓器的畫像構(gòu)建技術(shù)及方法成熟,通過信息化平臺的搭建、業(yè)務(wù)規(guī)則的梳理及模型的構(gòu)建,逐步構(gòu)建變壓器畫像標(biāo)簽體系,利用標(biāo)簽與運(yùn)維作業(yè)項目的映射,可編制基于畫像的變壓器差異化管控策略。

基于畫像的變壓器差異化策略可以對運(yùn)維工作提供精準(zhǔn)有效的優(yōu)先級、工作量及資源需求預(yù)估,利用對變壓器狀態(tài)畫像的動態(tài)監(jiān)控,對標(biāo)簽及其映射的運(yùn)維策略的統(tǒng)計分析,可以對當(dāng)前變壓器的運(yùn)維工作進(jìn)行綜合的滾動評估,進(jìn)一步科學(xué)、合理的制定運(yùn)維工作計劃,提高運(yùn)維計劃的執(zhí)行率。