發(fā)電廠電網(wǎng)電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修技術(shù)研究

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【摘  要】發(fā)電廠裝機容量和輸配電網(wǎng)規(guī)模不斷增大。由于自然、設(shè)備和人為等因素，電力系統(tǒng)不可避免會發(fā)生故障，故障如果不能迅速恢復(fù)供電則會造成企業(yè)巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。作為核心組成部分的電氣設(shè)備的可靠性水平是關(guān)系正規(guī)企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)安全可靠長周期運行的關(guān)鍵問題。系統(tǒng)地研究發(fā)電廠電氣設(shè)備的可靠性檢修及防范維修技術(shù)，保證企業(yè)的安全穩(wěn)定長周期生產(chǎn)是一個非常重要的研究課題。 

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；電氣設(shè)備；供電電網(wǎng)  前 言  近年來，我國電力系統(tǒng)發(fā)展很快，交流750kv系統(tǒng)已于2005年10月在西北電網(wǎng)投入運行，±800kv系統(tǒng)也在規(guī)劃建設(shè)當中。技術(shù)進步不僅能夠推動行業(yè)的發(fā)展，而且能夠促進技術(shù)自身的發(fā)展。電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，同時又促進了電力設(shè)備制造、系統(tǒng)運行與維護、監(jiān)測監(jiān)控與綜合自動化等技術(shù)的不斷進步。其中，電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)就是一個典型的例子。故障診斷是根據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)信息查找故障源，并確定相應(yīng)決策的一門綜合性的新興科學(xué)。它能實現(xiàn)設(shè)備在帶負載、不停機的情況下，通過使用先進的技術(shù)手段，對設(shè)備狀態(tài)參數(shù)進行監(jiān)測和分析，判斷設(shè)備是否存在異?；蚬收?、故障的部位和原因以及故障的劣化趨勢等，以確定合理的檢修時間和方案，進而達到減少事故停機損失、提高設(shè)備運行的可靠性和經(jīng)濟效益、降低設(shè)備維修費用等目的。對于規(guī)模和容量越來越大、電壓等級不斷提高的龐大的電力系統(tǒng)來說，狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，顯然具有非常顯著的社會、經(jīng)濟等多方面的意義和價值。  隨著電力設(shè)備電壓等級的提高、容量的增大，多年來形成的、一直發(fā)揮著重要作用的電力設(shè)備預(yù)防性試驗制度，正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。電力系統(tǒng)中越來越多的管理者和工程技術(shù)人員已經(jīng)強烈地意識到，電力設(shè)備的維修制度由傳統(tǒng)的預(yù)防維修發(fā)展為狀態(tài)維修已勢在必行。這說明，電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)在應(yīng)用和推廣過程中，還有許多問題未解決。令人可喜和欣慰的是，這一領(lǐng)域的廣大專家、學(xué)者和供電部門的現(xiàn)場技術(shù)人員等，一直朝著狀態(tài)監(jiān)測的方向做著各種努力，并不斷取得新的進展和成果。  1. 發(fā)電廠電氣設(shè)備維護技術(shù)的發(fā)展  發(fā)電廠的電氣設(shè)備檢修經(jīng)歷過三個階段，分別是：事故檢修→定期檢修→狀態(tài)檢修。  在五十年代以前，主要以事故檢修為主要采取的方式，就是一旦設(shè)備出現(xiàn)故障或事故后才進行檢修。這是基于那時沒有形成象現(xiàn)在這樣龐大的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，因此設(shè)備發(fā)生故障時的影響面小，同時大部分設(shè)備都比較簡單，設(shè)備的設(shè)計裕量大而且修復(fù)容易，設(shè)備停運對企業(yè)的經(jīng)營活動影響不大，人們的依賴性也沒有現(xiàn)在這樣強烈，所以當時只進行簡單的日常維護和檢修，沒有開展系統(tǒng)的檢修。  等到六十年代至七十年代，電廠的設(shè)備生產(chǎn)效率逐漸增高，設(shè)備的突發(fā)故障造成的經(jīng)濟損失越來越大，怎樣減免和減少經(jīng)濟損失越來越被提到當前議程，因而對設(shè)備的定期預(yù)防檢修逐漸成為一必要體系作為研究對象。當時，前蘇聯(lián)為了提前預(yù)防設(shè)備出現(xiàn)故障，逐漸發(fā)展了定期檢修操作內(nèi)容，這類檢修方式為在我國和東歐各國推廣應(yīng)用并延續(xù)到現(xiàn)在。  設(shè)備的定期檢修是一種按時間順序形成的一種檢修方案，設(shè)備的定期檢修理論依據(jù)是：設(shè)備經(jīng)過定期檢修，周而復(fù)始地恢復(fù)到接近新設(shè)備的運行情況。因此，設(shè)備檢修工作的內(nèi)容與周期都是預(yù)先通過計劃安排設(shè)定的，不管設(shè)備的狀態(tài)如何，到時間就要修，目的是為了延遲或防止故障的發(fā)生，以期望達到最大限度地保證設(shè)備運行的可靠性。但這種定期檢修的管理制度往往是以犧牲企業(yè)的自身經(jīng)濟利益為代價的，在設(shè)備尚未發(fā)生缺陷且可正常運行的情況下就進行停運檢修甚至更換設(shè)備，從而造成了不必要的人、財、物的浪費。  狀態(tài)檢修是通過對設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測，然后按設(shè)備的健康狀態(tài)來安排檢修的一種策略。主要內(nèi)容是對采集的在線實時、在線非實時和離線數(shù)據(jù), 經(jīng)過數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)對原始數(shù)據(jù)的分析、加工和處理；將處理后的數(shù)據(jù)按照其數(shù)據(jù)特征分別觸發(fā)狀態(tài)監(jiān)測引擎和故障診斷推理引擎，各自進入狀態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)和故障診斷子系統(tǒng)流程工作。進入狀態(tài)監(jiān)測流程的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)監(jiān)視/曲線監(jiān)視/報警監(jiān)視等功能，實現(xiàn)對發(fā)電機運行工況的在線監(jiān)測，尤其是對發(fā)電機定子繞組熱故障的協(xié)同分析和診斷；同時也實現(xiàn)了對發(fā)電機進相運行時的靜穩(wěn)儲備變化情況的實時監(jiān)視。進入故障診斷子系統(tǒng)流程的數(shù)據(jù)，分別在運行/檢修時，經(jīng)過在線數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和離線數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的處理，生成故障的先兆，觸發(fā)推理機。在人機交互子系統(tǒng)的支持下，以在線診斷、離線診斷和在離線相結(jié)合等多種方式相互繼承、相互啟發(fā)的綜合診斷方法，對發(fā)電機故障進行診斷，在診斷出發(fā)電機故障預(yù)警的同時，并以專家建議的形式給出先兆描述、診斷意見、運行、檢修和試驗的應(yīng)對措施和預(yù)防措施。應(yīng)用“定子繞組溫度指紋計算技術(shù)”和“動態(tài)門檻值技術(shù)”，實現(xiàn)對定子繞組熱狀態(tài)的實時監(jiān)視和定子繞組熱故障的診斷和預(yù)警；應(yīng)用”發(fā)電機變參數(shù)數(shù)學(xué)模型”計算技術(shù)，實現(xiàn)對發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間短路及嚴重程度診斷。  針對具體設(shè)備而言，狀態(tài)檢修即根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)來安排檢修計劃，實施設(shè)備檢修。在運行過程中利用狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)，了解設(shè)備的狀態(tài)信息，在故障發(fā)生前進行檢修。  2. 狀態(tài)檢修的作用及其必要性  (1)狀態(tài)檢修是通過對設(shè)備結(jié)構(gòu)特點、運行情況、試驗結(jié)果等情況綜合分析，確定設(shè)備是否需要檢修，檢修中需要進行哪些項目，具有很強的針對性，可以取得較好的檢修效果；(2)對于狀態(tài)好的設(shè)備可以延長檢修周期，從而節(jié)省大量的人力、物力和財力；（3)克服了定期檢修的盲目性，充分保證設(shè)備的安全性和供電可靠率；(4)符合電力生產(chǎn)“安全為基礎(chǔ)，效益為中心”的原則和國家的政策要求。  3.狀態(tài)檢修的組織管理  實施設(shè)備狀態(tài)檢修是一項系統(tǒng)工程，只有建立健全組織機構(gòu)，制定相應(yīng)的規(guī)章制度，明確各部門的職責，協(xié)調(diào)一致，才能取得良好的效果。組織機構(gòu)可分3個層次，即決策層、專業(yè)層和操作層。  (1)決策層主要負責對狀態(tài)檢修工作的領(lǐng)導(dǎo)，以及審核與審批評估小組提交的優(yōu)化了的檢修策略。決策層應(yīng)由廠級領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門負責人組成；(2)專業(yè)層是研究設(shè)備檢修策略的專門工作小組，主要是采用一定的評估手段，確定適合本廠的檢修策略。包括確定各個設(shè)備采用的檢修方式、制訂或修訂相關(guān)管理制度和工作流程、選擇配備必要的監(jiān)測設(shè)備及軟件等。專業(yè)層需要由能深刻理解評估方法及非常熟悉設(shè)備的專家組成；(3)操作層是具體負責設(shè)備管理和設(shè)備狀態(tài)信息采集人員，其主要職責是按規(guī)定完成對所轄設(shè)備的檢查、測試和數(shù)據(jù)采集、進行設(shè)備異常分析、趨勢分析和設(shè)備性能評估并提交設(shè)備狀態(tài)報告和初步的檢修建議。  4. 結(jié)束語  電廠實施設(shè)備狀態(tài)檢修，使大量的檢修工作變?yōu)楸O(jiān)測工作，使檢修周期符合設(shè)備本身的特點及持續(xù)運行的要求，使得很多原來必須大修的項目在中小修期間、正常停機期間、甚至備件切換期間完成，可以用少量的檢修工作，花最少的檢修費用，保持機組的安全可靠性，提高機組可用率，從而在新的電力形勢下最大程度地提高發(fā)電廠的競爭力。