基于可靠性理论的变电主设备维修决策方法.pdf

Telecom Power Technology 232 2023 年 10 月 10 日第 40 卷第 19 期Oct.10,2023,Vol.40 No.19运营维护技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.19.076基于可靠性理论的变电主设备维修决策方法韩 笑，欧 悦（国网汉中供电公司，陕西 汉中 723000）摘要：变电站是我国电力系统的核心，对我国社会的平稳运行发展将起到强大的推动作用。其中，变电主设备如变压器、断路器等都是其中的关键设备，但受到长期运行消耗及其他方面影响，其可靠性、平稳性逐渐减低，因此维修工作至关重要。对于变电主设备维修决策工作来说，相关企业逐渐形成系统化、具体化体系，但如今在相关方面还存在不足。基于可靠性理论强化变电主设备的维修工作，将最终目的落实于降低电网风险，促进可靠性、平稳性发展。关键词：可靠性理论；变电主设备；维修决策Maintenance Decision Method of Substation Main Equipment Based on Reliability TheoryHAN Xiao,OU Yue(State Grid Hanzhong Power Supply Company,Hanzhong 723000,China)Abstract:Substations are the core of Chinas power system and will play a very powerful role in promoting the stable operation and development of our society.The main substation equipment,such as transformers,circuit breakers,etc.,are key equipment among them.However,due to long-term operational consumption and other factors,their reliability and smoothness will gradually decrease.Therefore,maintenance work has become important task.For the maintenance decision-making work of substation main equipment,relevant enterprises have gradually formed a systematic and concrete system,but now there are still some shortcomings in related aspects.Based on reliability theory,the maintenance work of substation main equipment can be strengthened,with the ultimate goal of reducing power grid risks and promoting the development of reliability and stability.Keywords:reliability theory;substation main equipment;maintenance decision0 引 言随着如今社会及经济的高速发展进步，现有变电设备逐渐朝向高性能化、高质量化发展，因此发电企业逐渐重视变电主设备的维修，以保障供电设备平稳、正常工作。可靠性理论是如今企业、工业普遍流行的设备维修策略，以严谨、精确分析方式保障设备工作。对变电主设备维修来说，充分应用可靠性理论能够在产品质量、安全性能、生产成本等多方面起到积极作用。相关工作人员应该及时革新自身观念，加强变电主设备维修意识和方式方法。1 基于可靠性理论的设备维修产生和发展基于可靠性理论开展相关设备维修工作时，如今国际普遍使用的工程方法能够在确定设备预防性维修需求、优化维修制度等方面起到重要作用。首先，对系统设备故障情况加以分析，并明确知晓此故障可能造成的一系列后果。其次，科学性、精确性、针对性判定故障解决措施和预防性策略。最后，以专家检测、模型构建等手段统计并分析现场故障数据，以系统可靠性损失最小为目标，完善、优化相应设备维修 决策1。随着工业化程度和规模不断扩大，以往事后维修策略早已经无法适用如今的大型生产企业，因此企业相关人员都在积极转变设备维修理念和意识。为减少设备故障问题带来的不良影响，企业人员开始进行计划性设备维修。机械设备在活动过程中无法避免出现磨损和消耗情况，长期运行便会导致设备老化，从而出现各种故障现象2。因此，设备磨损程度影响设备安全性，可以针对磨损情况开展设备计划性维修 工作。此种传统做法经常面临2个方面的问题。一方面，有些大型设备维修过程过于烦琐复杂，成本高，相关企业无法承受。另一方面，一些设备或工程无论维修范围多大、维修工作如何频繁，依旧出现设备故障问题。以可靠性大纲、针对性维修作为基本操作流程，逐渐形成一套具体维修体系，应用于各行业的设备维修工作，即基于可靠性理论为指导的维修决策3。收稿日期：2023-08-10作者简介：韩 笑（1995），女，安徽亳州人，本科，主要研究方向为开关类设备（断路器以及隔离开关）；欧 悦（1995），女，陕西汉中人，本科，主要研究方向为开关类设备（断路器以及隔离开关）。2023 年 10 月 10 日第 40 卷第 19 期 233 Telecom Power TechnologyOct.10,2023,Vol.40 No.19 韩 笑，等：基于可靠性理论的 变电主设备维修决策方法2 变电主设备维修决策方法的探究意义2.1 有助于主设备故障问题及时发现并排除通过变电主设备的运维和维修管控，能够使供电单位的相关工作人员及时了解并掌握变电主设备的运行状态，根据运行数据和异常情况发现其中可能存在或已经存在的问题，同时及时展开相应的维修工作。维修工作开展过程中，相关人员应该将实际需求作为出发点和落脚点，在减少故障对变电设备自身带来不良影响的基础上开展维修工作，促进变电设备能够平稳且持续地开展工作。除此之外，变电主设备能够反馈相应输电设备，给维修人员提供准确的着手点，有助于将故障影响控制在最小范围。总而言之，基于可靠性理论下的变电主设备维修决策将保证电力故障问题被及时发现并解决，还能够规避反复维修问题。2.2 有效提升人力资源利用率可靠性理论下的变电主设备维修工作能够最大限度地利用各项资源，同时以基础检测和设备维修作为工作需求，由相关人员进行科学性、合理性分配，在保障相关人员优势互补的同时，有效提升人力资源利用率。在维护人员、维修人员的相互配合与操作中，还能够有效为其提供交流学习、优势互补的平台及空间，集成处理变电主设备巡视、检测、维修等一系列工作流程，确保主设备始终处于高质量的工作运行状态。它能促进工作人员自身的观念和意识，为满足工作需求而不断开展知识、技能学习，不断增强自身专业能力与实际操作能力，最终高效提升自身核心素质4。2.3 减少供电企业投入成本基于可靠性理论能够实现变电主设备检测、巡查等工作的有机结合，为维修工作提供更多的便捷，同时降低供电企业变电主设备出现故障的概率。此外，变电设备的准确化管控将帮助供电企业减少在设备方面投入的成本，有效降低经济损失，充分保障变电主设备运行期间的安全性、稳定性，为供电企业的经济效益提供更多有利条件5。3 变电主设备的常见故障及维修决策3.1 变压器故障3.1.1 变压器过热变压器绝缘损坏的情况中，过热问题是主要原因之一。变压器温度升高将造成绝缘材料的强度和耐压程度都出现问题，进而造成变压器出现故障。当变压器温度达到甚至超过 140 时，会在变压器油中产生气泡，降低绝缘或引发闪络，从而造成变压器故障，严重影响其使用寿命6。油温异常升高是变压器过热的主要表现，可能由以下几方面造成：一是变压器工作强度超过自身所能负荷的程度；二是变压器冷却装置出现故障；三是变压器内部设备出现故障；四是变压器温度指示表的指示数据错误。（1）当变压器指示表的显示已经超过负荷程度时，应该检查变压器组各温度计的数据指示，若基本一致且冷却装置运行正常，则油温升高是由负荷问题所引起的。此时需要对变压器各项数据实施监视，向上级部门汇报，用负荷转移措施降低负荷倍数、缩短负荷时间7。（2）若变压器油温过高是由冷却装置故障引起的，则需要维修人员立马查找故障引起原因并解决故障。如果无法立马解决故障，则应该密切监视变压器的负荷情况和温度。（3）如果变压器现场指示温度不高，但是温度检测装置显示温度过高，变压器没有出现故障，则很有可能是温度检测系统出现故障，导致报警错误，由此情况出现的温度过高预警可适当予以排除8。（4）当变压器组中某一组出现温度过高并明显高于过去同一负荷，同时冷却装置和温度计都处于正常状态，则很有可能是由于变压器内部出现故障。此时需要设备维修人员及时开展油样色谱分析，确定故障原因。若色谱分析显示变压器内部出现故障，或冷却装置、变压器负荷程度条件不变而油温还在持续上升，则应按照相关规定立马停止此变压器的运行9。3.1.2 冷却装置故障变压器冷却装置主要是采用强迫油循环强力风冷方式起到冷却作用，帮助变压器实现绕组和铁芯散热工作。变压器正常运行的一个重要条件是冷却装置能够正常平稳工作。当冷却装置出现故障时，变压器内部温度急速升高，同时对变压器绝缘造成破坏。维修过程中，维修人员应该密切关注变压器的负荷情况及温度状况。需要注意的是，油温温度升高时，绕组和铁芯温度远远高于油温。尤其是油泵出现故障时，绕组对油的温升远高于正常标准数值。因此，当冷却装置出现故障时，应该密切关注油温度、绕组温度，同时按照设备容许运行容量和时间注意变压器运行变化，综合判断运行情况，以免出现其他问题10。2023 年 10 月 10 日第 40 卷第 19 期Oct.10,2023,Vol.40 No.19Telecom Power Technology 234 冷却设备故障检查需要根据其停运范围，按照冷却设备控制回路检查故障出现的位置，以尽量缩短冷却装置停止运行的时间，避免变压器故障。3.2 断路器故障断路器是电气主设备中常见的一种安全保护设备，主要作用是避免因电路电流过载、地漏及短路电流使电路出现故障。当电流超过断路器的额定值时，电路自动断开，防止出现如设备损坏、着火等严重后果11。断路器的基本结构如图 1 所示，故障及处理措施如下。开断元件绝缘支撑元件传动元件4 操动元件基座图 1 断路器的基本结构3.2.1 过载故障过载是变电主设备常见的故障问题，当实际电流超过断路器额定电流时，将产生断路器跳闸现象，从而失去电力持续供给，无法使相关任务继续执行。此类故障出现的原因通常是主设备负载过度，处理措施是检查是否有异常大电量输送情况并及时停止继续输送，或者将电流减小到断路器额定电流范围。过载计算的公式为 100%=实际容量负载率额定容量（1）3.2.2 短路故障此类故障是指电路存在两根或多根电线短路使电流输送程度加大，逐渐超过断路器额定电流而造成设备停止供电。一旦出现此类问题，需要及时断开设备供电，以免发生危险。造成此故障的原因通常是设备电路元件老化、绝缘破损暴露等。处理方式是及时查找故障点，排除短路故障源，确保线路供电正常。3.2.3 转动过慢设备断路器跳闸并恢复后发现转动过慢，则有可能出现设备无法正常工作的现象，由断路器螺母污染、磨损等问题导致。处理方式是检查螺母情况，连接是否良好、是否受到污染，更换损坏的元件。3.2.4 闪跳故障断路器闪跳故障是指断路器重置后出现长时间闪烁的情况，有可能造成设备损坏，进而导致火灾等严重后果。通常情况下，此类故障是拆卸、维修等操作不当造成的，处理方式是将其拆卸重新组装，同时替换破损的部件。3.3 跳闸故障检测和排除3.3.1 主变低压测开关跳闸变电主设备中主变低压测开关跳闸主要有 3 种形式，分别是开关误触、母线故障、超级跳闸。具体判定跳闸的实际情况时，应该结合一次设备与二次设备的实际情况判断。当三卷变低压侧过流保护时，应该根据检查保护情况对站内具体设备进行初步检测和判断。通常情况下，应该首先检查主变低压侧开关误动情况和线路故障开关拒动情况，从而更好地断定保护拒动故障是由线路故障还是母线故障造成的。检查二次设备时，着重检查设备保护是否出现遗漏或破损情况；检查一次设备时，着重站内主变低压测过流保护区。主变低压侧从 CT 到母线时，应该及时将所有母校设备连接到线路出口位置12。3.3.2 主变三侧开关跳闸主变低压侧从 CT 到母线时，跳闸原因可能由多个方面造成，包括主变差动区故障，主变内部故障，主变低压侧母线故障侧主开关拒动以及低压侧过流保护拒动等引起的越级，主变低压侧母线连接线路故障造成的线路保护拒动或者保护动作开关拒动等。除此之外，主变低压侧过流保护拒动和主开关拒动将造成二级越级情况。例如，当瓦斯保护动作时，判断变压器设备中存在故障，从而将检查重点着重于是否出现着火，压力释放闸是否存在喷油问题，二次回路是否短路、接地状况是否良好等。4 结 论随着我国电网规模不断扩大，变电主设备故障造成的安全事故和经济损失不断增加。必须将变电主设备维修决策付出实际，强化其可靠性要求，从而有效保障变电设备能够高质量、高水平运行发展。基于此，如何科学、有效开展变电主设备维修工作成为相 2023 年 10 月 10 日第 40 卷第 19 期 235 Telecom Power TechnologyOct.10,2023,Vol.40 No.19 韩 笑，等：基于可靠性理论的 变电主设备维修决策方法关工作人员的一项重要课题。将可靠性理论引入应用能够为变电设备安全提供良好的保障，在提高相关人员工作效率的基础上保障电网的可靠运行。参考文献：1 李艳丰，刘保辉，马庆丰，等.基于条件生成式对抗网络和 AlexNet-BiLSTM 模型的变电设备缺陷检测 J.东北电力技术，2023，44（7）：7-14.2 张 滇.基于红外图像处理的输变电设备故障智能检测方法 J.光源与照明，2023（6）：171-173.3 王丽蓉，华 雄，伍艺佳，等.基于金字塔特征自适应的变电设备缺陷检测 J.工业控制计算机，2023，36（6）：78-79.4 张颖慧，宋 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