配电设备的寿命周期管理与评估.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 04 日 作者简介：陈帅（1984），男，汉族，湖北武汉人，副高职称，大学本科，研究方向为电气工程及其自动化。-133-配电设备的寿命周期管理与评估 陈 帅 国家电网湖北省电力有限公司武汉供电公司武昌供电中心，湖北 武汉 430000 摘要：摘要：随着社会经济的快速发展，电力系统作为基础设施的核心部分，其稳定性和可靠性显得尤为重要。而配电设备是电力系统中的重要组成部分，其性能直接影响着电力系统的运行质量和安全。因此，对配电设备的寿命周期管理与评估显得尤为重要，通过合理的寿命周期管理与评估，可以提高配电设备的运行质量和安全性，为电力系统的稳定运行提供有力保障。关键词：关键词：配电设备；寿命周期管理；评估 中图分类号：中图分类号：TM73 0 引言 研究背景。我国经济进入快速发展阶段，电力系统的发展和规模也不断增加，配电设备在电力系统中相继跟进和发展，作用地位也日益重要。配电设备的状态直接影响到电力设备的安全、稳定、运行、经济和可靠性。然而，在电力设备实际运行中，由于设备老化、过载、故障等多种因素，配电设备的性能和使用寿命会受到影响。因此，对配电设备的寿命周期管理和评估显得尤为重要。研究配电设备的寿命周期管理与评估，首先需要了解配电设备的基本情况和运行特点。配电设备包括开关设备、电缆、变压器、高压柜、低压柜、电杆、导线、母线等，它们在电网中发挥着各自的作用和作用1。设备在长时间的使用中，会产生诸如设备老化、故障和性能退化等多种故障，严重时会引起严重的安全事故。通过对其生命周期的分析与评价，可以有效地检测出其存在的隐患，并对其进行监控与替换，从而保障电网安全、稳定、经济、可靠地运行。本文的研究目标和意义。(1)延长了分配装置的生命周期，改善了分配装置的工作效能。通过对该系统进行全生命周期的管理，能够对该系统中存在的隐患进行检测，并制定出一套行之有效的监控与替换方案，并对其进行严密而完备的系统记录，从而达到延长其使用年限、提升其工作效能的目的。(2)保证电网安全、稳定、经济、可靠的工作。通过对配电设备进行监控和定期评价，能够对设备的状况有一个较为完整的认识，能够对设备存在的安全、稳定、经济、可靠地进行检测。(3)减少电网运营费用。在此基础上，提出了一种基于全生命周期的供电方案，即通过对其进行全生命周期的管理，实现了对电网的优化配置，减少了购置、更新费用，从而达到了节能降耗的目的。(4)为电力系统的运行与运行管理，制定相关政策，提高电力系统运行效率。通过对该系统进行全生命周期评价，可以为其进行系统的经营与决策、制订相应的维修维修方案、改进维修方案、提升装备管理能力等方面具有重要的意义。1 配电设备寿命周期管理理论基础 1.1 寿命周期管理概念 在电力系统中，寿命周期管理被应用于配电设备的运维管理，以确保设备的可靠性和安全性，同时降低设备的寿命周期成本。1.2 寿命周期管理理论体系 1.2.1 寿命周期成本分析 通过对设备全寿命周期的成本进行估算和分析，以评估设备的性价比和投资回报，为设备选型和采购提供决策依据。1.2.2 可靠性工程 通过评估设备的可靠性，预测设备的故障率，制定合理的部分更换和整体更换策略，提高设备的可用性和安全性。1.2.3 设备更换策略优化 根据设备的故障特点和部分更换或整体更换成本，制定合理的更换计划，包括预防性更换计划和整体设备更换替代等，以降低设备的寿命周期成本。1.2.4 绿色更换设备 在设备更换过程中，提倡采用绿色环保、节能的中国科技期刊数据库 工业 A-134-更换技术和材料，以减少设备更换对环境的影响。1.2.5 信息技术支持 利用现代信息技术，如物联网、大数据、人工智能等，对设备的运行状态进行实时监测和分析，为设备运维决策提供数据支持。2 配电设备寿命周期管理关键技术 2.1 设备识别与信息管理 2.1.1 设备标识系统 设备标识系统是配电设备寿命周期管理中的关键技术之一，其作用在于对设备进行唯一标识，以便于设备的管理、维护和跟踪。设备标识系统主要包括设备编码、设备标签和设备档案三部分。设备编码是设备标识系统的核心部分，它由一串数字和字母组成，具有唯一性，可以确保每一个设备在系统中都有唯一的标识。设备编码通常包括设备类型、设备型号、生产厂家、生产日期等信息，这些信息可以帮助我们了解设备的基本情况，为设备的维护和管理提供依据。设备标签是设备标识系统的实物体现，它通常贴在设备的显眼位置，包括设备编码、设备名称、设备参数等信息2。设备标签的作用在于方便人员快速识别设备，了解设备的基本信息。设备档案是设备标识系统的数据支撑，它是一个记录设备各种信息的电子文档或纸质文档，包括设备编码、设备名称、设备型号、生产厂家、生产日期、设备参数、设备位置、设备状态等信息。设备档案的作用在于方便人员查询设备信息，为设备的维护和管理提供数据支持。2.1.2 设备信息管理系统 该系统由设备信息管理，设备运行管理，设备维修管理，设备故障管理等几个部分组成。设备信息管理模块主要用于对设备的基础资料进行管理，其中包括设备编码，设备名称，设备型号，生产厂家，生产日期，设备参数等。该系统的主要功能是便于工作人员对装备的各种资料进行检索，并对其进行维修与管理。设备运行管理系统主要是对设备运行状态进行管理，包括设备位置，设备状态，运行时间，运行参数等相关信息。装备操作管理系统是对装备的工作状况进行实时监测，为装备维修、管理等方面的应用。“装备维修管理”是指对装备进行科学规划，减少装备失效率，延长装备服役年限的一种有效手段。设备故障处理功能主要是对设备故障进行分析，并对设备故障进行处理。2.2 设备状态监测与评估 2.2.1 设备状态监测方法 配电设备状态监测是实现设备寿命周期管理的关键环节。对装备进行监控的方式有：(1)定时巡视：定时巡视是指每隔一定的周期到现场巡视，掌握设备运行情况，发现设备存在的问题和潜在的问题。常规巡视在检测装备中起到了很大的作用，但是在巡视过程中，有时会出现遗漏的情况。(2)实时监控：为了及时掌握设备的运行状况，及时发现设备的缺陷，利用实时监控设备的实时数据，对设备进行实时的数据采集、分析与处理。虽然在线监控对缺陷探测的敏感性很高，但也会受限于监控系统的可靠性及费用。(3)故障诊断：通过对装备的工作状态信息的分析，对其进行分类，并对其进行分类，从而确定其有无故障。对其进行故障检测，可对其进行早期的警告与警告，并对其进行维修与维修。2.2.2 设备状态评估模型 设备状态评估模型是对设备状态进行量化评估的数学模型，通常包括以下几个方面：（1）设备性能指标：设备性能指标是衡量设备运行状态的关键指标，如电流、电压、功率等。设备性能指标的选取应综合考虑设备的电气、机械、热等方面性能。（2）故障特征指标：故障特征指标是反映设备故障状态的指标，如故障频率、故障持续时间等。故障特征指标的选取应根据设备故障特点和诊断方法进行。（3）维护保养指标：维护保养指标是评价设备维护保养状态的指标，如维护保养周期、维护保养质量等。维护保养指标的选取应结合设备维护保养政策和实际维护保养情况进行。综上所述，配电设备寿命周期管理关键技术包括设备状态监测方法和设备状态评估模型。通过实时监测、定期巡检和故障诊断等方法获取设备状态信息，并建立设备状态评估模型对设备状态进行量化评估，有助于实现配电设备的精细化管理，提高设备运行可靠性和寿命。2.3 设备监测与保养 2.3.1 设备监测策略 中国科技期刊数据库 工业 A-135-对其进行监控是保证其全生命周期安全可靠工作的重要一环。采用合适的监控方法，能够及时准确地检测到装备在工作过程中可能发生的各种问题，从而提升装备的工作效能和安全性能。设备监控的方法有三种：现场监控、档案监控和日常监控3。现场监控指的是对电气装置进行周期性或非周期性的监控；文件监控是指对电力设备的文件进行追踪核查；周期监控指的是对电气设备的周期性检测。通过上述监控手段，可以对电气设备的工作状态和工作年限，有针对性地进行预防性监控与维修，从而能够防止由于长期运转造成的意外故障，减少设备的故障率，提升装备的工作效能。监控的重点是设备的检查，清洗，润滑，更换磨损零件等；能对生产过程中的各种问题进行预防和检测。这种监测方式可以在短时间内恢复设备的运行，保障电力供应的稳定性。2.3.2 设备保养方案 设备保养方案是实现设备保养策略的具体措施。合理的设备保养方案可以确保设备在整个寿命周期内保持良好的运行状态，降低设备的故障率和维修成本。设备保养方案主要包括以下几个方面：(1)维护方案是指依据设施的工作状态及服役年限，制订的维护方案。维修方案应当明确规定维修项目，维修周期，维修方式等。为确保在任何时候都能正常工作，维护方案必须与现场条件相适应；(2)维修方式是对装备进行维修的方式、技术。维护方式要针对不同型号、不同工况，选用不同的维护方式，才能保证维护的有效性。一般维护方法包括清洗，润滑，紧固，调整及更换磨损零件；(3)维护刀具、物料是指实施装备维护时必须使用的刀具、物料。维护时，要依据不同的装备种类及维护方式，选用不同的维护方式，才能保证维护工作的安全性与有效性；(4)维护员是指对该设施实施维护的人。维护工作必须有专门的技术和知识，才能保证维护工作的准确、安全。维修人员也要进行经常性的技术训练，不断地提升他们的技术与学识；(5)维护纪录是指对装备维护程序及维护成果进行记载的档案。维修档案应当记载维修项目、维修周期、维修方法及维修成果。维护档案可以帮助我们更好地掌握装备的工作状态，从而更好地制订维护方案。2.4 设备报废与回收 2.4.1 设备报废标准 在配电设备的寿命周期管理中，设备报废标准的制定是关键环节。合理的报废标准可以确保设备在使用过程中的安全性和稳定性，同时也可以避免因设备老化导致的电力事故。设备报废标准主要从以下几个方面来考虑：设备使用年限：根据设备的使用频率、负载情况以及生产厂家的规定，设定设备的使用年限。超过规定年限的设备应进行报废处理；设备技术指标：设备的技术指标是评估设备性能的重要依据。当设备的技术指标低于规定标准时，表明设备性能有所下降，可能存在安全隐患，应考虑报废；设备监测与保养情况：设备的监测保养情况直接影响设备的使用寿命。对于维修保养成本高、运行时间长久的设备，应适时进行报废处理；设备安全性能：设备的安全性能是报废标准的重要依据。对于存在安全隐患、无法满足安全标准的设备，应立即报废4。2.4.2 设备回收处理方法 在设备报废后，需要对设备进行回收处理。设备回收处理方法主要包括以下几个方面：分类回收：根据设备的材质和性质，将设备进行分类回收。例如，金属设备可以进行金属回收，塑料设备可以进行塑料回收；拆解回收：对于可拆解的设备，进行拆解处理，将设备中的可回收零部件进行回收利用。例如，废旧电缆可以进行拆解，将铜线等可回收材料进行回收；资源化利用：对于一些具有较高利用价值的设备，可以进行资源化利用。例如，废旧变压器中的铁芯可以经过处理后重新用于生产新的变压器；环保处理：对于无法回收利用的设备，需要进行环保处理。例如，对于含有有害物质的设备，应进行专门的处理，防止对环境造成污染。3 结论与展望 3.1 研究结论 经过对配电设备寿命周期管理与评估的深入研究，得出以下结论：配电设备的寿命周期管理是一个复杂的过程，需要综合考虑设备的采购、安装、运行、监测、维护、检修、更新等多个环节5。只有做好这些环节的衔接和协同，才能确保设备的稳定运行，提高设备的利用率和投资回报；配电设备的评估是一个重要的环节，它可以帮助我们了解设备的实际状态，预测中国科技期刊数据库 工业 A-136-设备的未来发展趋势，为设备的决策提供科学依据。评估的方法主要包括经验评估法、物理评估法、数学模型评估法等，每种方法都有其适用范围和优缺点，需要根据实际情况灵活选择；我国在配电设备的寿命周期管理与评估方面还存在一些问题，如设备管理信息化程度不高、评估方法不统一、专业人才缺乏等。这些问题需要我们进一步研究和改进。3.2 研究展望 针对配电设备寿命周期管理与评估的研究，展望如下：随着信息技术的发展，设备管理信息化将是一个重要的发展方向。我们可以利用大数据、云计算等技术，建立设备管理信息系统，实现设备的实时监控、远程诊断、智能维护等功能，提高设备管理的效率和效果；评估方法的统一和优化也是一个重要任务。我们需要对各种评估方法进行深入研究，找出其适用范围和局限性，建立一套科学、合理、实用的评估体系；专业人才的培养也是一个重要的问题。我们需要加强设备管理与评估方面的专业教育，培养一批具备专业知识和实践能力的设备管理与评估人才，以满足我国设备管理与评估工作的需要。参考文献 1刘通,陈波,杜朝波,等.输变电设备物联网关键技术研究思路探讨J.南方电网技术,2011,5(5):47-50.2吴振兴.论电力设备全寿命周期管理J.山东工业技术,2018,(17):201+94.3翁利国,许金彤,马凯等.基于导波技术的输配电设备全寿命周期管理系统J.农村电气化,2017,(06):45-46.4朱槿,杨旭,王华伟,等.基于全寿命周期的铁路装卸设备管理应用设计J.铁道货运,2023(7):7-13.5李娜,李程启,徐冉,等.变电设备全寿命周期成本-效能综合评估方法J.山东电力技术,2023(5):48-54.