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(jī)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(huì)發(fā)生故障，故障如果不能迅速恢復(fù)供電則會(huì)造成企業(yè)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)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(zhǎng)周期運(yùn)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(zhǎng)周期生產(chǎn)是一個(gè)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(guó)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(yùn)行，±800kv系統(tǒng)也在規(guī)劃建設(shè)當(dāng)中。技術(shù)進(jìn)步不僅能夠推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展，而且能夠促進(jìn)技術(shù)自身的發(fā)展。電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，同時(shí)又促進(jìn)了電力設(shè)備制造、系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控與綜合自動(dòng)化等技術(shù)的不斷進(jìn)步。其中，電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)就是一個(gè)典型的例子。故障診斷是根據(jù)設(shè)備運(yùn)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(shí)現(xiàn)設(shè)備在帶負(fù)載、不停機(jī)的情況下，通過使用先進(jìn)的技術(shù)手段，對(duì)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，判斷設(shè)備是否存在異常或故障、故障的部位和原因以及故障的劣化趨勢(shì)等，以確定合理的檢修時(shí)間和方案，進(jìn)而達(dá)到減少事故停機(jī)損失、提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)效益、降低設(shè)備維修費(fèi)用等目的。對(duì)于規(guī)模和容量越來越大、電壓等級(jí)不斷提高的龐大的電力系統(tǒng)來說，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，顯然具有非常顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多方面的意義和價(jià)值。  隨著電力設(shè)備電壓等級(jí)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(yàn)制度，正面臨著嚴(yán)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(qiáng)烈地意識(shí)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(shì)在必行。這說明，電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(chǎng)技術(shù)人員等，一直朝著狀態(tài)監(jiān)測(cè)的方向做著各種努力，并不斷取得新的進(jìn)展和成果。  1. 發(fā)電廠電氣設(shè)備維護(hù)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(gè)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(jìn)行檢修。這是基于那時(shí)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(shí)的影響面小，同時(shí)大部分設(shè)備都比較簡(jiǎn)單，設(shè)備的設(shè)計(jì)裕量大而且修復(fù)容易，設(shè)備停運(yùn)對(duì)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)影響不大，人們的依賴性也沒有現(xiàn)在這樣強(qiáng)烈，所以當(dāng)時(shí)只進(jìn)行簡(jiǎn)單的日常維護(hù)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(jì)損失越來越大，怎樣減免和減少經(jīng)濟(jì)損失越來越被提到當(dāng)前議程，因而對(duì)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(duì)象。當(dāng)時(shí)，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(guó)和東歐各國(guó)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(shí)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(yùn)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(jì)劃安排設(shè)定的，不管設(shè)備的狀態(tài)如何，到時(shí)間就要修，目的是為了延遲或防止故障的發(fā)生，以期望達(dá)到最大限度地保證設(shè)備運(yùn)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(jì)利益為代價(jià)的，在設(shè)備尚未發(fā)生缺陷且可正常運(yùn)行的情況下就進(jìn)行停運(yùn)檢修甚至更換設(shè)備，從而造成了不必要的人、財(cái)、物的浪費(fèi)。  狀態(tài)檢修是通過對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，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(duì)采集的在線實(shí)時(shí)、在線非實(shí)時(shí)和離線數(shù)據(jù), 經(jīng)過數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)對(duì)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(cè)引擎和故障診斷推理引擎，各自進(jìn)入狀態(tài)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和故障診斷子系統(tǒng)流程工作。進(jìn)入狀態(tài)監(jiān)測(cè)流程的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)監(jiān)視/曲線監(jiān)視/報(bào)警監(jiān)視等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況的在線監(jiān)測(cè)，尤其是對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組熱故障的協(xié)同分析和診斷；同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)的靜穩(wěn)儲(chǔ)備變化情況的實(shí)時(shí)監(jiān)視。進(jìn)入故障診斷子系統(tǒng)流程的數(shù)據(jù)，分別在運(yùn)行/檢修時(shí)，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(jī)。在人機(jī)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(duì)發(fā)電機(jī)故障進(jìn)行診斷，在診斷出發(fā)電機(jī)故障預(yù)警的同時(shí)，并以專家建議的形式給出先兆描述、診斷意見、運(yùn)行、檢修和試驗(yàn)的應(yīng)對(duì)措施和預(yù)防措施。應(yīng)用“定子繞組溫度指紋計(jì)算技術(shù)”和“動(dòng)態(tài)門檻值技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)對(duì)定子繞組熱狀態(tài)的實(shí)時(shí)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(jī)變參數(shù)數(shù)學(xué)模型”計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路及嚴(yán)重程度診斷。  針對(duì)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(jì)劃，實(shí)施設(shè)備檢修。在運(yùn)行過程中利用狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(jìn)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(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行情況、試驗(yàn)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(jìn)行哪些項(xiàng)目，具有很強(qiáng)的針對(duì)性，可以取得較好的檢修效果；(2)對(duì)于狀態(tài)好的設(shè)備可以延長(zhǎng)檢修周期，從而節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)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(guó)家的政策要求。  3.狀態(tài)檢修的組織管理  實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，只有建立健全組織機(jī)構(gòu)，制定相應(yīng)的規(guī)章制度，明確各部門的職責(zé)，協(xié)調(diào)一致，才能取得良好的效果。組織機(jī)構(gòu)可分3個(gè)層次，即決策層、專業(yè)層和操作層。  (1)決策層主要負(fù)責(zé)對(duì)狀態(tài)檢修工作的領(lǐng)導(dǎo)，以及審核與審批評(píng)估小組提交的優(yōu)化了的檢修策略。決策層應(yīng)由廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門負(fù)責(zé)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(píng)估手段，確定適合本廠的檢修策略。包括確定各個(gè)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(cè)設(shè)備及軟件等。專業(yè)層需要由能深刻理解評(píng)估方法及非常熟悉設(shè)備的專家組成；(3)操作層是具體負(fù)責(zé)設(shè)備管理和設(shè)備狀態(tài)信息采集人員，其主要職責(zé)是按規(guī)定完成對(duì)所轄設(shè)備的檢查、測(cè)試和數(shù)據(jù)采集、進(jìn)行設(shè)備異常分析、趨勢(shì)分析和設(shè)備性能評(píng)估并提交設(shè)備狀態(tài)報(bào)告和初步的檢修建議。  4. 結(jié)束語  電廠實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修，使大量的檢修工作變?yōu)楸O(jiān)測(cè)工作，使檢修周期符合設(shè)備本身的特點(diǎn)及持續(xù)運(yùn)行的要求，使得很多原來必須大修的項(xiàng)目在中小修期間、正常停機(jī)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(fèi)用，保持機(jī)組的安全可靠性，提高機(jī)組可用率，從而在新的電力形勢(shì)下最大程度地提高發(fā)電廠的競(jìng)爭(zhēng)力。