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目前普遍实行的定期维修制度的工作选择依据简单,只根据不同的时间周期决定是否维修和维修工作内容。我们归纳前两章关于电力设备维修方式的技术可行性和经济合理性的论述,在选择维修方式时考虑以下两个原则:1)经济性原则:包括故障经济损失程度、预防性维修费用、事后维修费用、状态检测费用、更换(购置)费用;2)技术性原则:设备故障率的时间分布模式、状态检测技术。
选择分以下几个步骤:
1、判断故障后果。如果故障产生的后果可能破坏电网稳定,引起大面积停电,由于停电范围难以估计,用户性质也难以预先知道,因此经济损失远不止电费的损失,可能还包括重要用户的生产运营破坏损失,也就是说,故障能引起间接损失,而且间接损失难以确定,这时故障具有安全性。此外,对于可能引起人身安全、和国际环境污染等问题的故障,同样具有安全性后果。如果故障损失只牵涉到可预见的小范围内的供电中断,经济上只引起售电电费损失,则故障只具有使用性后果。对于具有安全性后果的故障,任何预防性维修工作方式下均须将故障发生概率将到可承受的水平;对于只有使用性后果的故障,应按照经济性原则决策,不管选择哪一种预防性维修工作,均应保证维修费用低于故障的经济损失与排除故障费用之和,否则应采用事后维修方式。
2、如要求实施预防性维修,则应根据技术可行性和经济合理性的要求选择不同预防性维修工作方式。预防性维修主要包括:定期维修、定期更换维修、状态监视维修(状态维修)、定期隐患检测。按照经济性原则,一般应按以下次序进行排序,再对每种方式进行技术可行性判断选择:①状态维修、②定期隐患检测、③定期维修、④定期更换。因为状态维修方式能最大实现设备的可用度、维修工作量最小、最具经济效益的方式,在满足技术性原则要求时,应优先考虑;其次,对于造价高、存在故障耗损期(故障率随时间递增)的设备,采用维修方式;第三,对于造价高而故障率分布模式不确定的设备,采用定期隐患检测方式;第四,对于设备造价低廉的设备,更换费用可能低于维修或检测费用时,应优先选用定期更换方式。
3、对于定期预防性维修,根据故障后果的严重程度确定合理的维修或隐患检测周期。对于影响电力系统稳定,可能造成大面积停电的故障,应以安全性原则确定维修或检测周期:否则可按经济性原则确定周期。
二、电力设备故障规律实例分析
电力设备种类繁多,总体上分为一次设备、二次设备两大类,一次设备又包括变电设备、输电设备,变电设备又分互感器类、开关类等;二次设备包括继电保护类、仪表类、自动化类、通信类等,本节以某地区继电保护设备的运行统计数据为例,分析电力设备的故障规律并以此作为维修方式的选择依据。
要讨论设备维修策略首先要对设备故障进行分析,以下对供电局及电网公司近几年的继电保护设备故障的统计数据进行分析,说明维修工作对预防电力设备故障的技术可行性。关于继电保护设备的详细统计原则,以及近几年来供电局及电网公司继电保护设备故障的统计分析数据见附录,从中得出以下结论:
(1)大部分的隐蔽功能故障难以通过定期检验的手段来发现。从2004~2008年此地区继电保护不正确动作原因分类可看出,以及2004~2008年此地区继电保护不正确动作原因分类可看出,引起继电保护设备故障的原因中,制造厂家责任占总数的大部分比例,而根据《电力系统继电保护评价规程》的定义,制造部门责任是指运行部门在调试、维护过程中无法发现或处理的元件质量问题。
(2)还可以得知,继电保护设备在投入运行初期故障率高,在运行一段时间后故障率趋于稳定,与所讨论的复杂设备故障定律相符。在8年以后故障率有所上升,并较多表现为回路绝缘不良。
三、电力设备预防性维修方式的改进
根据《继电保护继电网安全自动装置检验条例》(87水电生字第108号),检验分为新安装装置的验收检验,运行中继电保护装置的定期检验,运行中装置的补充检验,而运行中继电保护装置的定期检验又分为全部检验、部分检验和用继电保护装置进行断路器跳合闸传动试验(传动试验)三种,并规定新投运装置在一年内要求进行一次全部检验,以后每年进行一次部分检验,每3~5年进行一次全部检验,各继电保护装置每年进行传动试验不少于一次。
这里需要说明的是,与一次设备(被保护设备)相比,继电保护设备工作在静态、低能耗环境中,不存在明显的耗损、磨损现象,其维修工作内容主要是隐患检测,而且隐患检测一般需要把一次设备停电才能进行,因此一般把继电保护设备的定期维修称为定期检验,而一般没有专门的修理工作。
目前继电保护设备已基本实现微机化,电力设备所要求的保护功能绝大部分由微处理器实现,集成化程度高,省去了以往电磁继电器式保护系统的大量元器件和回路配线,结构越趋简单。更重要的是,除了部分控制电缆回路以外,继电保护系统的绝大部分元器件能受到自身微处理器的在线检测。鉴于10多年来计算机技术的长足发展,南方电网公司于04年颁布了《继电保护及安全自动装置检验条例》(Q/CSG10008—2004)对原水电部的检验条例作了宽松化的调整,把继电保护部分检验的周期延长到两年,并取消了每年进行一次传动试验的规定。