配电设备的风险评估与状态检修决策方法

发表时间:2020/8/4   来源:《中国电业》2020年3月7期   作者:谢燕平
[导读] 近年来,随着我国科技化进程不断的加速,同时人们的生活水平也因此而获得了很大程度的改善。
        摘要:近年来,随着我国科技化进程不断的加速,同时人们的生活水平也因此而获得了很大程度的改善。人们对电力的需求变得更加庞大。因此我国的供配电系统规模以及范围也在逐渐的扩张。本文对配电设备的风险评估与状态检修决策方法进行分析,以供参考。
关键词:配电设备;风险评估;状态检修
引言
        在我国电力系统中,变电站直接面向用电终端客户供电,是电力供应系统的最终输出端,拥有的电气设备数量较多,且应用于国计民生的各个领域,遍布全国各个角落,如何能快速查找配电设备故障并及时进行处置,是当下相关电力人员需要解决的重要工作。
1现状
        目前,基于风险的维修(RBM)大多以实现综合风险最小或检修收益最大为考量条件,而较少考虑设备的选取问题。传统的设备风险检修决策通常以风险指标值的大小,或者设备故障率的大小作为待检修设备的选取方式,而对检修的经济性因素考虑较少。为此,本文依据在线监测数据对配电设备进行健康状态评估,通过健康状态评估结果获得配电设备实时健康指数,并建立实时健康指数与实时故障率的关系。其次,综合考虑配电设备实时故障率和配电网网架拓扑结构,采用最小路法计算整个配电网中所有设备的平均实时故障率,再根据配电设备故障时资产损失成本确定设备故障后果严重度。最后,利用风险偏好型效用函数确定单一设备的风险值,用相对风险值衡量不同设备的风险水平,制定可靠性和经济性综合最优的配电设备状态检修策略,并结合算例对本文构建的状态检修决策模型进行验证,与以健康状态为检修指标的传统检修策略相比,本文检修策略在可靠性和经济性方面更优。
2配电设备检修和维护存在的问题
        在进行设备检修和维护的过程中,工作人员的责任意识对于设备检修和维护有着非常重要的影响。很多的工作人员在设备检修和维护的时候,对设备检修和维护的工作没有进行全面细致的检查,也没有将相关工作切实地去完成。例如,在进行某项工作的时候,只是对出现了故障的设备检查进行更换,对于一些陈旧和老化的设备并没有采取相应的措施,如果台账做不到位,运行久了不及时定期改造老化设备,就必然会给配电线路留下一定的隐患,设备检修和维护的目的并没有达到。
3配电设备风险评估
        基于健康状态评估的配电设备实时故障率模型,由于传统配电设备风险评估的故障率以历史数据为基础,无法实时反映配电设备实际的运行状况,且配电设备健康状态是决定配电设备风险水平的重要因素,因此,本文通过配电设备的实时健康状态评估结果确定设备的实时故障率。以配电变压器为例,其健康状态由绕组、铁芯、器身、套管、分接开关等各部件的健康状况决定,这些部件的健康状况可以从运行时限、负载率、油温、绕组温度、震动等动态指标来反映,除了动态指标外,运行年限、平均寿命、运行环境、负荷、家族缺陷等静态指标也与其健康状态相关。综合考虑上述指标因素,利用在线监测数据,对配电变压器各部件进行打分,获得各部件的健康状态得分值。
4基于风险评估的配电设备状态检修决策
        配电设备是否需要检修是由设备当前的健康状态和故障后果决定的,不仅考虑单一设备本身的因素,还考虑配电线路上设备的串联关系,由于不同设备对配电线路风险值贡献的大小不同。(表1)
       
        表1
5提升配电设备检修和维护效果的策略
        5.1加强工作人员的专业和责任意识
        想要提升配电设备检修和维护的效果,供电部门需要对工作人员的专业知识和责任加强培训。每一位设备检修和维护的工作人员都需要有较强的责任心和积极的工作态度,按照相关要求,对每一个设备规范地进行操作,这样就可以把设备检修和维护的效果提升起来。还需要对工作人员进行专业知识培训,这样才可以强化配电运行设备检修和维护工作人员的技能水平,使他们可以游刃有余地对每个设备进行操作,保证每个配电设备安全运行。另外,结合对应实际工作情况制订培训计划,根据发现的问题制订培训计划,然后在培训中提高技能水平。
        5.2定期进行试验检测工作
        运行中的电气设备应按照相关试验周期和要求进行试验,是保证电力系统安全运行的有效手段。预防性试验是判断电气设备能否继续投入运行,有效检验电力设备装置的运行情况和功能性能是否达标,是预防电气设备损坏及保证安全运行的重要措施,是电力设备运维工作中的重要环节。例如,高压开关柜及母线、断路器、电容器、计量PT、保护PT、避雷器等预防性试验、继电保护装置及微机保护装备的调试及备自投装置调试均应按照《电气设备预防性试验规程》的相关规定要求进行试验,从专业化角度检验电气设备的运行质量。
        5.3加强运行管理工作
        电力系统在设备故障发生前,除了一系列不可抗力的外界因素外,一般会有前期征兆,加强运行管理工作十分重要。加强运行管理工作有效措施,一要加强相关人员的专业技能水平,做好设备运行检测工作,杜绝设备运行管理过程中的不科学不合理现象发生。二是建立有效的气象灾害等外界环境影响的预警系统,做好不可抗力因素发生前的相应准备工作。三是制定设备全程监测和定期巡视工作,及时发现设备安全隐患,避免设备重大故障发生。四是加强设备薄弱区的防范工作并制定应急处置措施,提高电气设备运行稳定性。
6配电设备状态检修对带电检测技术的应用
        当局部放电的状况没有出现在被检测对象时,在被检测对象周围的粒子力、电场应力均会保持一个相对平衡的状态,一旦局部放电情况在设备上出现,则会打破刚开始的平衡状态。电荷会伴随设备放电随之进行迁移,中和的正负电荷会产生电流脉冲,此时升温膨胀的情况便会在设备放电的部位出现。出现膨胀状况且温度升高的区域有电流通过后,会迅速回复至刚开始的平衡状态,同时对局部区域的体积进行放电影响,致使某些介质的紧密状况出现改变,而上述提到的电场应力等均会发生剧烈震荡并产生20—200kHz范围内的超声波,对于这种情况的状态会使用超声波检测技术进行检测。但实际的状态检测过程中使用该项技术为了使信号的强度及检测效果不会受到传感器和被检测设备间明显的空隙影响,应当先将一层超声耦合剂附加在传感器测量表面。在实际应用过程中如某地区已经长期运行的的线路,在日常检修过程中由工作人员借助配电线路超声波巡检仪,进行沿线检测,在检测时听见明显的放电声音出现在13号杆的下引线连接部位,通过初步判断认为是连接出现松动导致的。工作人员迅速展开分析局部放电检测数据的工作,结果发现该部位的劣化度为97,是危急缺陷,因此对引线连接部位迅速开展维修工作,完成维修工作后再借助WUD配电线路巡检仪开展复测,发现之前的故障已经消失。
结束语
        综上所述,在整个电网的传输、供应里面,配电设备检修和维护工作有着非常重要的影响,配电设备的安全稳定运行直接关系到用户供电质量和可靠性。对工作人员进行专业和责任意识培训、加强配电运行设备检修和维护管理工作、对配电运行设备检修和维护的方法进行创新。通过这些措施,可以在一定程度上提高配电网设备运行可靠性。
参考文献
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