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試論電氣設(shè)備狀態(tài)維修論文
論文關(guān)鍵詞:定期維修 狀態(tài) 可靠性
論文摘要:電力系統(tǒng)的設(shè)備維修,長(zhǎng)期以來(lái)一直是以時(shí)間周期為基礎(chǔ)的定期維修制度,然而近期這種單純的以時(shí)間為基礎(chǔ)的定期維修制度已被人們所質(zhì)疑,人們不斷采用新技術(shù)探索改革維修制度,逐漸向以狀態(tài)為基礎(chǔ)的維修方式過(guò)渡,并取得了一定的成效。
1 引言
電氣設(shè)備運(yùn)行可靠性與電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定緊密相關(guān)。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)電力行業(yè)一直根據(jù)電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定,對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行定期的停電試驗(yàn)、檢修和維護(hù),對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起了非常重要的作用。隨著狀態(tài)維修技術(shù)的的廣泛認(rèn)同,狀態(tài)維修技術(shù)取代定期維修己成為發(fā)展的必然。
2 實(shí)施狀態(tài)維修的必要性分析
隨著電力體制的改革和經(jīng)營(yíng)機(jī)制發(fā)生的變化,以及減人增效和供電可靠性要求進(jìn)一步提高,計(jì)劃性維修制度已逐步不能完全適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的要求。因此,迫切希望能實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備維修管理由“到修必修,修必修好”的方針向“應(yīng)修必修,修必修好”的觀念轉(zhuǎn)變,并對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)備維修制度進(jìn)行改革。實(shí)際上,電氣設(shè)備的狀態(tài)維修是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)國(guó)家普遍推行的一種科學(xué)的設(shè)備維修管理策略。
電力企業(yè)由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都是其重要的追求目標(biāo),而提高供電可靠性和降低生產(chǎn)成本是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)最重要的途徑和提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。由于狀態(tài)維修是提高供電可靠性和降低設(shè)備維修費(fèi)用的重要措施,而設(shè)備維修費(fèi)用在整個(gè)生產(chǎn)成本中占有相當(dāng)大的比重,因此從提高經(jīng)濟(jì)效益的角度來(lái)看,定期維修已不能滿足形勢(shì)發(fā)展的要求。由于停電維修合格的設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)事故的可能性依然存在,所以定期預(yù)防性維修不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的絕緣隱患。定期維修是不管設(shè)備狀態(tài)如何“到期必修”,有失設(shè)備維修的科學(xué)性和合理性,用它來(lái)指導(dǎo)維修實(shí)踐,可能會(huì)發(fā)生維修不足或維修過(guò)剩的情況,從而造成人、財(cái)、物的浪費(fèi)某些不必要的頻繁檢修還可能會(huì)增加誤操作、人員傷亡和事故發(fā)生的幾率此外定期維修造成的計(jì)劃停電很可能影響供電可靠性和售電量。
3 實(shí)施狀態(tài)維修的基本過(guò)程與主要技術(shù)
3.1 電氣設(shè)備狀態(tài)維修的基本過(guò)程分析
電氣設(shè)備的狀態(tài)維修過(guò)程是根據(jù)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如色譜分析數(shù)據(jù)、局部放電數(shù)據(jù)、紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)等、設(shè)備定期預(yù)試數(shù)據(jù)以及運(yùn)行工況記錄、缺陷記錄、維修記錄、出廠數(shù)據(jù)等,診斷電氣設(shè)備可能出現(xiàn)的潛伏性故障,并作出故障的趨勢(shì)預(yù)報(bào),由此對(duì)電氣設(shè)備的實(shí)際健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估根據(jù)電氣設(shè)備故障性質(zhì)及預(yù)報(bào)、電氣設(shè)備健康狀態(tài)、維修規(guī)則,擬訂出初步的維修方案,確定影響維修的主要指標(biāo)屬性或目標(biāo),采用某種決策方法進(jìn)行分析,選擇出最優(yōu)或次優(yōu)滿意的維修方案。
3.1.1 狀態(tài)評(píng)估
狀態(tài)維修的宗旨就是根據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)來(lái)確定采取的維修措施。因此,設(shè)備的狀態(tài)評(píng)估是狀態(tài)維修決策的重要一環(huán),只有正確地評(píng)估了設(shè)備的狀態(tài),才能做出正確的維修決策。我國(guó)現(xiàn)行的《電力變壓器檢修導(dǎo)則》以及《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中,只有檢修周期、檢修內(nèi)容、檢修工藝流程以及預(yù)試數(shù)據(jù)的注意值等,都沒(méi)有涉及對(duì)變壓器狀態(tài)評(píng)估的內(nèi)容,在實(shí)際工作中無(wú)法對(duì)電氣設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行判斷。因此,很有必要深入研究電氣設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估的方法。
3.1.2 決策分析
決策分析就是從若干可選方案中選擇和決定最佳方案的一種分析過(guò)程。對(duì)電氣設(shè)備實(shí)施狀態(tài)維修,不僅要考慮技術(shù)方面的因素,還要考慮生產(chǎn)計(jì)劃、經(jīng)濟(jì)成本等方面的因素。當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)某種非緊急故障的情況下,是否需要立即進(jìn)行檢修處理,不僅涉及對(duì)電氣設(shè)備實(shí)際狀態(tài)的判斷,而且還應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況以及實(shí)際生產(chǎn)情況和設(shè)備管理情況是否可以報(bào)廢等,提出維修計(jì)劃安排和維修方案,采用某種決策方法,通過(guò)對(duì)決策指標(biāo)或決策目標(biāo)的綜合評(píng)價(jià),選擇最優(yōu)或滿意的維修方案。決策分析的方法很多,應(yīng)研究多種方法應(yīng)用于電氣設(shè)備狀態(tài)維修決策的可行性和實(shí)用性。
3.2 電氣設(shè)備狀態(tài)維修的技術(shù)要求
3.2.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)
設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)是根據(jù)設(shè)備診斷的目的,針對(duì)設(shè)備故障模式,選用適當(dāng)方法和裝置來(lái)檢查測(cè)量設(shè)備的狀態(tài)信息,并對(duì)這些信息進(jìn)行處理,抑制各種干擾信息,提取能反映設(shè)備狀態(tài)特征的信息的一項(xiàng)信息檢測(cè)處理技術(shù)。
電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)可分為3個(gè)基本步驟:(1)數(shù)據(jù)采集;(2)數(shù)據(jù)分析及特征提取;(3)狀態(tài)評(píng)估或故障診斷及分類。對(duì)于不同的步驟,根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)對(duì)象,可采用不同的方法。
3.2.2 狀態(tài)預(yù)測(cè)
設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)測(cè)是從已知運(yùn)行狀態(tài)出發(fā),考慮運(yùn)行、氣候、歷史等相關(guān)因素,對(duì)未來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)作出預(yù)測(cè)。電氣設(shè)備的定期預(yù)防性試驗(yàn)作業(yè)程序十分復(fù)雜,且隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展,電氣設(shè)備的數(shù)量也會(huì)越來(lái)越多,如果逐一對(duì)每臺(tái)設(shè)備進(jìn)行離線試驗(yàn),勢(shì)必需要更長(zhǎng)的試驗(yàn)周期,這樣就會(huì)增加設(shè)備產(chǎn)生故障的危險(xiǎn)性。因此通過(guò)預(yù)測(cè)預(yù)防試驗(yàn)參數(shù)值,在預(yù)防性試驗(yàn)進(jìn)行之前,預(yù)知運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài),就可以更好地將設(shè)備事故防患于未然,提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性。預(yù)測(cè)中比較常用的主要有時(shí)間序列法、回歸分析法、模糊預(yù)測(cè)法、灰色預(yù)測(cè)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。
時(shí)間序列預(yù)測(cè)是最常使用且有效的傳統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)方法,目前許多新的方法是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的�；貧w預(yù)測(cè)是根據(jù)事物的歷史資料,建立可以進(jìn)行數(shù)學(xué)分析的數(shù)學(xué)模型,預(yù)測(cè)事物未來(lái)狀態(tài)。其特點(diǎn)是將影響預(yù)測(cè)目標(biāo)的因素作為自變量,而將預(yù)測(cè)目標(biāo)作為因變量。模糊預(yù)測(cè)是應(yīng)用模糊邏輯和預(yù)報(bào)人員的專業(yè)知識(shí)將數(shù)據(jù)和語(yǔ)言形成模糊規(guī)則庫(kù),然后選用一個(gè)線性逼近非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng),進(jìn)行預(yù)測(cè)。從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看,單純的模糊預(yù)測(cè)其精度往往不盡人意,這主要是因?yàn)槟：A(yù)測(cè)沒(méi)有學(xué)習(xí)能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是各種人工智能方法中的一種典型方法。它利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),選取歷史數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本,然后構(gòu)造適宜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),用某種訓(xùn)練算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,使其滿足精度要求之后,再進(jìn)行預(yù)測(cè)。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有良好的非線性品質(zhì)、極高的擬合精度、靈活而有效的學(xué)習(xí)方式、完全分布式的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及模型結(jié)構(gòu)的層次性,使其在預(yù)測(cè)領(lǐng)域受到了高度的重視。作為一種非常有效的非線性系統(tǒng)預(yù)測(cè)方法,它在電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)中已經(jīng)取得了成功的應(yīng)用。
4 狀態(tài)維修對(duì)設(shè)備可靠性的影響
4.1 在設(shè)備故障隨時(shí)間增加而減少時(shí)(即m1時(shí)),對(duì)設(shè)備的定期預(yù)防性維修工作將使設(shè)備的可靠性降低。而且,由于實(shí)際中的維修工作都是不完善維修,存在著因維修活動(dòng)的不完善、出現(xiàn)差錯(cuò)而導(dǎo)致設(shè)備故障的可能性。所以,定期預(yù)防性維修活動(dòng)往往會(huì)導(dǎo)致“過(guò)維修”現(xiàn)象,即可靠性高的設(shè)備經(jīng)不必要的定期維修后其可靠性反而降低,狀態(tài)正常的設(shè)備經(jīng)不必要的定期維修后反而導(dǎo)致故障或出現(xiàn)潛在故障。
4.2 由于定期預(yù)防性維修時(shí)間間隔是事先確定的,當(dāng)設(shè)備在兩次維修間隔(n T, (n +1)T)中出現(xiàn)異常導(dǎo)致可靠性快速下降時(shí),定期維修活動(dòng)不會(huì)因此啟動(dòng)。這導(dǎo)致了“欠維修”現(xiàn)象的出現(xiàn)。維修的基木目標(biāo)是“應(yīng)修必修,修必修好”,而定期預(yù)防性維修一定程度上存在著維修的盲目性。
可靠性理論認(rèn)為,可靠性是“設(shè)備在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力”。可以認(rèn)為,設(shè)備的完成規(guī)定功能的能力與設(shè)備狀態(tài)是直接相關(guān)的。即設(shè)備狀態(tài)與設(shè)備可靠性呈正相關(guān)關(guān)系,并可粗略視為線性正相關(guān)關(guān)系,亦即一般情況下?tīng)顟B(tài)好的設(shè)備可靠性高,狀態(tài)差的設(shè)備可靠性低。
狀態(tài)維修以設(shè)備的健康狀態(tài)為維修決策的基礎(chǔ),是以可靠性為中心的維修方法(RCM)中的一種。狀態(tài)維修活動(dòng)是被設(shè)備的健康狀態(tài)“觸發(fā)”的,事先需要確定的不是維修時(shí)間間隔,而是“觸發(fā)”不同維修活動(dòng)實(shí)施的不同健康狀態(tài)等級(jí)。當(dāng)設(shè)備狀態(tài)劣化到一定程度時(shí),相應(yīng)的維修活動(dòng)得以實(shí)施,如此便使得設(shè)備的健康狀態(tài)保持在較高的水平,進(jìn)而提高了設(shè)備的可靠性;設(shè)備健康狀態(tài)正常時(shí),繼續(xù)保持對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。狀態(tài)維修對(duì)設(shè)各可靠性的影響的分析方法與前節(jié)定期預(yù)防性維修對(duì)設(shè)各可靠性的影響的分析方法類似,所小同的是狀態(tài)維修的時(shí)間間隔是不確定的。
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