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關鍵詞:雷擊危害等電位接地網
1. 概述
對雷電的危害大家眾所周知,如森林、油氣揮發場所等的火災大部分為雷擊所致。近幾年來我廠儀表、計算機等電子設備屢被雷擊,造成很大的經濟損失。
雷電嚴重威脅著配電設備的安全,輕則配電設備失靈,重則配電設備燒壞,甚至導致人員傷亡。因此加強對雷電的認識,做好相應的防雷措施不容忽視。目前的防雷措施局限性普遍存在,不能做到完全有效地防止雷電的破壞,人們對復雜的雷電機理將進一步研究,努力將雷擊造成的損害降低。
2. 雷擊的危害
當雷擊現象發生時,建筑物的外部防雷裝置確實能有效地抵御了雷擊對建筑物的破壞,同時均勻的避雷引下線與建筑物接地的均壓環也起到法拉第網籠的作用,保證建筑物內的人員不致因跨步電壓升高而導致觸電事故。但這時當雷電擊中建筑物防雷裝置或擊中附近其他建筑物的避雷針(帶)并由引下線導入大地時,瞬間內在引下線自上而下的產生一個很強的變化磁場。處在這個電磁場作用下的導體,便會感應產生電壓,其數值也可達數十千伏,處在這個磁場作用范圍的電氣、信號、電源及它們的傳輸線路都因相對地切割了這個變化的磁場磁力線而產生出感應高壓,從而將用電設備擊壞。
3. 電氣設備的防雷措施
建筑物本身的防雷性能至關重要,按照國家強制性標準GB50054-95,對設備與建筑物的防雷接地應采用等電位連接,建筑物本身和其內外各種導電物用導體焊接起來。現代建筑物防雷主要由頂部接閃器、網狀避雷帶、建筑物的梁、柱、樓板和四周墻體內的主鋼筋作引下線,利用地下鋼筋混凝土基礎作為接地體。
為了防止直擊雷,保護室外所有設備,可根據實際情況,安裝不定數量的避雷針。加裝避雷器保護室外配電設備,做統一接地網,保證該接地網與所有設備的接地引下線體焊接。室內各種柜外皮、金屬屏與底座槽鋼連接,槽鋼與電纜溝道內的電纜支架用鍍鋅扁鋼焊接,與室外接地網形成一個完整的大接地網,成為一個整體。
從人身和設備安全以及抗干擾的角度來說,保護地的可靠接地非常重要,一般情況下保護地和設備的信號地在其內部連接在一起,設備采用共用接地系統。實行等電位連接可以徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差,將金屬管道、信號線、電源線通過過壓保護器進行連接,內層保護區的界面處依此進行局部等電位連接,最終與等電位連接母排相連。
圖1 配電設備防雷措施示意圖
4. 儀表設備的防雷措施
儀表設備防雷接地是很重要的。按照石油化工儀表接地規范SH-T3081-2003, 儀表電纜槽、儀表電纜保護管應在進入控制室處、雷電涌保護器均與電氣專業的防雷電感應的接地排相連。儀表及控制系統工作接地的各接地干線應分別接到工作接地匯總板,再由工作接地匯總板經兩根單獨的工作接地干線接到總接地板。接地電阻小于4Ω。
屏蔽是減少雷擊電磁波干擾的有效措施。首先可以利用建筑物進行自然屏蔽,在建造建筑物時,將建筑物結構中的自然金屬構件連接在一起,初級屏蔽侵入的雷擊電磁脈沖,降低內部配電設備的屏蔽要求。而精密的配電設備,則應采用連續金屬層封閉,全面截斷雷電電磁脈沖波入侵的通道,并置于專門的屏蔽室內。
圖2儀表設備防雷措施示意圖
5. 結束語
隨著電子技術的發展,數字控制技術被廣泛運用于配電設備中,電路的微電子技術成份逐年增加,耐受雷擊及其電磁效應的能力卻降低了,抗雷擊的防護標準逐步提高,必須構建合理高效的分流、屏蔽機制、攔截平臺、接地信號等科技技術措施來加以保護,在現實生產生活中應得到足夠的重視。
為了防止雷電對配電設備的侵害,保證配電設備的安全運行,有必要有選擇性的采取適當的防雷擊保護措施。在工程設計階段就應該認真考慮配電系統的防雷,按照等電位的原則,根據實際情況,做好符合要求的共用接地網,避免雷擊的危害。
關鍵詞:電氣設備 改造 問題
1.電氣設備維修改造的必要性
作為實現工業生產自動化、集成化的重要基礎,現代電氣設備已經滲透到了制造業的各個領域。隨著電氣設備多年的使用和電氣技術的不斷提高,目前我國很多電氣設備都存在著電氣元件損壞或精度下降的問題,如設備的電氣連接件的氧化腐蝕造成其接觸可靠性下降,光電器件性能降低,以及漏電等造成的信號畸變和參數偏移等,都使設備難以維持正常的工作。而電氣技術發展也讓很多在技術、理論、工藝方面無法跟上時代的生產廠家遭到淘汰。與此同時,市場競爭對制造業提出了越來越嚴苛的要求,企業必須將產品精度高、形態功能復雜、加工時間短、能耗低作為其根本優勢,以求得在激烈競爭中勝出的機會,而這一目標的實現必須得到先進的電氣設備及其技術的支持。考慮到電氣設備本身仍具有很高的資產價值,直接淘汰會造成巨大的社會資源的浪費,因此電氣設備關鍵部件和關鍵工藝的維修改造十分必要。
2電氣設備維修改造的主要內容
目前電氣設備改造主要包括以下內容:對設備故障部分的診斷和修復,即功能復原;翻新其電氣系統以提高設備的生產效率和精度,并對無法滿足生產需要的電氣系統進行更新;此外,電氣設備改造還包括對電氣設備控制技術進行科技革新,大幅提高控制系統的性能與檔次等。
3設備維修
設備維修首先要明確設備的故障,做好故障定性分析,其目的不僅在于判別故障的性質、查找故障原因,更重要的在于將故障機率識別清楚,提出有效的改進措施,以預防故障重復發生。通過故障分析,找到造成故障的真正原因。
3.1定期維修預防性維修
長期以來人們認為機械設備的安全性取決于其可靠性,故認為預防工作做得越多、修理周期越短、機械設備越可靠,這就是我們沿用多年的以定期維修為主的預防性維修方法。即不論每個具體維修對象的技術狀況、使用環境如何,都必須按照統一規定的時間或行駛里程進行強制性維修(如現行規定的一、二、三級保養)與針對性的維修。
3.2以可靠性為中心的維修
可靠性為中心的維修是現代維修理論的核心。維修對象的研制、設計、制造、使用都是與維修有關的環節,各個環節都圍繞著可靠性這個中心進行工作,因此維修對象的可靠性在循環往復中得到不斷的改進和提高。以可靠性為中心的維修方法也是對傳統的以預防為主的維修方法的繼承和發展,人們對維修的認識由原來的工作―磨損―故障―危及安全演變為采取積極有效的措施,控制機械設備故障率,以保持恢復機械設備的固有可靠性。
通過對機械設備各環節中可靠性諸因素的分析,科學地確定維修工作項目,優選維修方式,確定合理的維修周期,只做必須做的維修工作,既使機械設備的可靠性得到恢復,又節省維修時間和費用。
4. 電氣設備升級改造
4.1 改造前應注意的問題
(1)可行性分析與方案的確定
電氣設備改造前可行性分析的準確程度在很大程度上決定著改造的結果。因此相關人員應從待改進設備的實際情況出發,分析其與國內外同類機型在性能、實用性、可靠性等方面的差異,并參考企業現有技術條件以及未來發展規劃等多角度進行考量。由于電氣設備集成度較高,電氣設備的機械磨損、變形、漏等現象對電氣系統的改造具有很大的影響,因此可先通過徹底了解設備的機械情況判斷對設備的處理方式(保養、大修或更新等),再根據企業的使用情況和經濟條件選擇對原有電氣系統進行升級或引入新的電氣系統。技術人員在考慮新電氣設備的品牌、精度、自動化程度等問題之外,還應取得設備目前的適應性與企業未來數年內相關需要間的平衡,以求達到技術性與經濟性的統一。
優選改造方案時,一般以電氣改造與機械修理相結合為原則,將設備電氣系統的工作環境及使用條件作為依據,采取先易后難、先局部后整體的方針進行改造設計。改造方案應將具體項目落實到人,使技術人員在目標明確的前提下,了解具體的改造工作和改造周期,從而能夠合理安排工作。
(2)相關技術準備
應首先完成設備部分的測算、繪圖、設計和零件制作,并對新電氣系統的資料進行消化,充分閱讀系統的原理說明、線路圖、PLC梯形圖及文本、使用手冊及編程手冊等,對其新功能和新要求都非常熟悉后,再進行新舊系統接口的轉換設計。全部改造的,應設計機電轉換接口、操作面板控制與配置、互聯部分接點、參數測量點、維修位置等,要求操作與維修方便,線路走向合理、中小連接點少,并備有適當裕量。局部改造的,還需要考慮新舊系統的性能匹配和數模轉換等問題。其次應制定新電氣系統的調試規范與檢驗標準,結合其工作內容對設備、電氣、控制、傳感等各個項目進行調試和檢測。驗收時應嚴格依據檢驗標準考核,不得對標準隨意修改。
4.2改造中應注意的問題
正式改造中要重視原電氣設備的全面養護并對電氣系統中的保留部分進行調試,使未改造部分也可以處于最佳工作狀態。原系統的拆除必須對照原圖紙,及時在圖紙上作出標記,防止遺漏或過拆。在拆除過程中也可能發現新系統設計中的欠缺之處,此時應及時補充與修正。拆下的系統及零件應分門別類,妥善保管,仍有使用價值的,可作其他電氣設備備件用。舊部分拆除后應合理安排新系統位置及布線,包括箱體固定、線路走向和固定、調整元器件位置等。必須確保連線工藝規范、線徑合適。以上工作完成后,再按事先確定的步驟和要求進行調試工作。調試人員應頭腦冷靜,隨時記錄,及時發現并解決問題。調試中首先應測試安全保護系的統靈敏度,防止人身設備事故發生。調試現場必須清理干凈;能空載試驗的,先空載再加載;能模擬試驗的,先模擬后實動;能手動的,先手動后自動。
4.3改造后應注意的問題
驗收應主要關注電氣設備的正常運轉、電氣控制功能與控制精度等方面。以電氣控制為例,不但要將控制精度應用系統本身的功能,還應比對其與原有設備的功能及精度差異,以量化結果確定改造效果。改造工作完成后,應保管好相關圖紙檔案,使其完整、連續,為今后設備的運行和進一步的優化提供支持。
5 結語
電氣設備的維修改造是一項復雜的系統工程,針對不同企業不同的生產、技術、成本條件,某一設備的最佳改造方案通常具有唯一性。這就更需要技術工作者在了解原有設備的基礎上,根據實際環境對其進行優化設計,并在實際改造中確保每一個工藝環節都能正確、流暢地進行,充分發揮設備的價值,最終令企業取得良好的經濟效果。
參考文獻:
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關鍵詞:電氣設備;故障;分析
中圖分類號:TM507 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2014) 04-0000-01
隨著科技的迅猛發展,電氣設備已經廣泛進入了人們的生產和生活當中。為提高電氣設備運行穩定性,及時處理電氣設備故障,建立科學、系統、合理、完善的電氣設備故障診斷體系顯得尤為重要。當前,電氣設備經常出現的故障的原因有以下幾種情況:硬故障和軟故障、正常工作中產生的元部件故障以及外在引發的故障。電氣設備一旦發生故障,應該快速的判斷出問題部件的實際位置,并根據故障類型最短的時間做出判斷并加以維修解決,確保電氣設備及時恢復正常運轉。
一、電氣設備硬故障的主要表現
電氣設備中的硬性故障主要表現在以下幾個方面,電機系列硬故障包括:轉子斷裂、繞組燒毀、定子破裂。變壓器系列硬故障包括:初級線圈燒毀、次級線圈燒毀。電力線路系列硬件故障包括:鏈接導線斷開。斷路器系列硬故障包括:斷路開關損壞。斷路器內部元件燒毀。這些都是電氣設備中的硬性故障,這些故障的發生直接導致電氣設備無法繼續使用或工作。而且修復性的價值遠比要重新更換的價值要高得多。所以一般在這種情況下最有效的處理方式就是更換此類電氣設備。
二、電氣設備軟故障的主要表現
電氣設備中的軟故障主要表現在以下幾個方面,電機系列軟故障包括:機體發熱并帶有絕緣漆少部分脫落以及異味的發生、轉子轉動中發出聲響,轉速有所下降,但電動機仍能正常工作,只是性能有所下降。變壓器系列軟故障包括:外部發熱并帶有異樣聲音,出現短時間電弧但能正常變壓。電力線路系列軟故障包括:表皮脫落、接頭處松動、固定腳架松動或者脫落,但能正常輸送電力。斷路器系列軟故障包括:觸點部位氧化物稍有累積,分離不良但能進行正常短路保護。以上這些都稱作軟故障,雖然電氣設備中的軟故障不影響正常使用,但性能會有所下降。而對于軟故障的處理與預防,須要工程人員經常檢查電氣設備,一旦發現軟故障,必須采取更換維修,如果不采取定期檢查的話,小問題逐漸會演變成大問題。所以在電氣設備正常工作的時候,要建立定期或者隨時檢查的制度,當電氣設備出現小故障的時候做到及時處理。把故障的影響范圍縮小到最少,這樣才能保證電氣設備的使用期限和性能的穩定。
三、電氣設備中的元部件故障表現
電氣設備中的元部件故障表現在以下幾個方面,電機的繞組匝線故障、轉子轉動異常、變壓器磁芯、阻抗的器件、繞組、線圈損壞,電力線路負載高于導線線徑導致的線路發熱,線路老化等。斷路器方面則表現在:輔助、報警觸點氧化物超標、脫扣器失靈。電氣設備中的元部件損壞大多表現發熱、局部打火、絕緣性差等方面。
四、電氣設備中故障判斷方法
在電氣設備中可以采取反復按壓的方法進行故障判斷,在電氣設備中對過載電流開關、斷路器、電機的開關按鈕、進行反復按壓。使電氣設備中的觸點處氧化成分減少,從而消除接觸不良造成的問題。不管是新舊設備,還是使用中的設備,在操作前都應該采取反復按壓的方法進行處理。這種方法在判斷是否觸點不良方面比較常用。如果有必要,最好打開電氣設備進行摩擦行處理,以保證電氣設備的正常使用。電氣設備中震動法多是在電氣設備正常工作中采用的一種故障判斷方法。在電氣設備正常運轉中使用木質或者塑料材質制成的棍子、錘子,力度適中的敲擊電氣設備,使之產生震動,這時工作中的電氣設備元部件或者出現松動,接觸不良就會直接暴露出來。
電氣設備中有許多元部件都在比較密封的設備中,或者光線不利于觀察的地方,按壓法以及震動法都是判斷故障最快的方法,另外觀察元部件是否出現打火現象,最好在光線較暗的方式下進行。電氣設備如果出現異常聲音,應該仔細判斷元部件的位置。這樣才能更快找到故障所處的位置,而且電氣設備在出場的時候銘牌上都標明了設備在使用過程中表面溫度會有多少度,通過比對的方式可以判斷出設備是否有故障的嫌疑。對于發現問題的部位,在表面上看不出問題的話,可以采取新舊原件更換的方式進行處理。但是必須采取分段式處理方式,最好在故障部位采取假負載處理,這樣能有效地保證新元件不會因為別的部位問題而損壞。
五、基礎數據以及原有設置故障判斷
電氣設備在購置以后要仔細閱讀說明書以及外部的名牌標注,只有通過電氣設備的基礎數據以及原有設置才能更加有效地判斷出故障的所在。通過使用萬用表測量電氣設備的電阻值的大小判斷電氣設備的故障部位也是比較常見的方式之一,電阻值可以直接反映電源是否導通或者中斷,而且可以根據基礎數據的電阻值進行數據測量。
在電氣設備正常工作中可以使用電流表進行測量。在測量的過程中通過基礎數據的信息,進行逐步的測量電流的大小。但是操作起來有一定難度。但是對于縮小故障范圍,電流表的作用不可忽視。電氣設備中的電位差測量,因為電源給每個輸送的線路不一樣電位差也不一樣。所以要在電位差不一樣的線路之間跨接一個電阻形成一個新的線路,通過對新線路的電位差進行測量, 就能得到線路的電位差數據。通過對基礎數據的比對,就可以知道電氣設備是否存在故障。
總之,要確保電氣設備安全穩定運行,必須對電氣設備運行過程中狀態進行動態監測,對電氣設備實施定期日常維護保養的檢查,判斷電氣設備運行的實時狀態,盡可能在電氣設備故障發生之前做好預防工作,確保電氣設備實現平穩運行。
參考文獻:
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【關鍵詞】接地;類型;作用;檢查;安全
電氣裝置或電氣線路帶電部分的某點與大地連接、電氣裝置或其它裝置正常時不帶電部分某點與大地的人為連接都叫接地;亦可說成電力設備、桿塔或過電壓保護裝置用接地線通過埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體與大地連接。電力系統中接地的部分一般是中性點,也可以是相線上的某一點,電氣設備的接地部分則是正常情況下不帶電的金屬導體,一般為金屬外殼。
1 接地的作用
我 們往往只知道接地可防止人身遭受電擊,其實接地除了這一作用外,還可以防止設備和線路遭受損壞、預防火災、防止雷擊、防止靜電損害和保證電力系統的正常運行。
1.1 防止電擊
人體阻抗和所處環境的狀況有極大的關系,環境越潮濕,人體的阻抗越低,也越容易遭受電擊。例如,自裝過交流收音機的人幾乎都受到過電擊,但幾乎都能擺脫電源,因為此時人所處的環境干燥,皮膚也較干燥。接地是防止電擊的一種有效的方法。電氣設備通過接地裝置接地后,使電氣設備的電位接近地電位。由于接地電阻的存在,電氣設備對地電位總是存在的,電氣設備的接地電阻越大,發生故障時,電氣設備的對地電位也越大,人觸及時的危險性也越大。但是,如果不設置接地裝置,故障設備外殼的電壓就和相線對地電壓相同,比起接地電壓還是高出很多的,因此危險性也相應增加。
1.2 保證電力系統的正常運行
電力系統的接地,又稱工作接地,一般在變電站或變電所對中性點進行接地。工作接地的接地電阻要求很小,對大型的變電站要求有一個接地網,保證接地電阻小而且可靠。工作接地的目的是使電網的中性點與地之間的電位接近于零。低壓配電系統無法避免相線碰殼或相線斷裂后碰地,如果中性點對地絕緣,就會使其他兩相的對地電壓升高到3 倍的相電壓,其結果可能把工作電壓為220的電氣設備燒壞。
1.3 防止雷擊和靜電的危害
雷電發生時,除了直接雷外,還會生產感應雷,感應雷又分為靜電感應雷和電磁感應雷。所有防雷措施中最主要的方法是接地。
2 接地的類型
2.1工作接地
為滿足電力系統或電氣設備的運行要求,而將電力系統的某一點進行接地,稱為工作接地,如電力系統的中性點接地;
2.2防雷接地
為防止雷電過電壓對人身或設備產生危害,而設置的過電壓保護設備的接地,稱為防雷接地,如避雷針、避雷器的接地;
2.3保護接地
為防止電氣設備的絕緣損壞,將其金屬外殼對地電壓限制在安全電壓內,避免造成人身電擊事故,將電氣設備的金屬外殼通過接地線接地,稱為保護接地,如:
2.3.1 電機、變壓器、照明器具、手持式或移動式用電器具和其他電器的金屬底座和外殼;
2.3.2 電氣設備的傳動裝置;
2.3.3 配電、控制和保護用的盤(臺、箱)的框架;
2.3.4 交直流電力電纜的構架、接線盒和終端盒的金屬外殼、電纜的金屬護層和穿線的鋼管;
2.3.5 室內、外配電裝置的金屬構架或鋼筋混凝土構架的鋼筋及靠近帶電部分的金屬遮攔和金屬門;
3 電氣設備接地技術原則
3.1 為保證人身和設備安全,各種電氣設備均應根據國家標準GB14050《系統接地的形式及安全技術要求》進行保護接地。保護接地線除用以實現規定的工作接地或保護接地的要求外,不應作其它用途。
3.2 不同用途和不同電壓的電氣設備,除有特殊要求外,一般應使用一個總的接地體,按等電位聯接要求,應將建筑物金屬構件、金屬管道(輸送易燃易爆物的金屬管道除外)與總接地體相連接。
3.3 人工總接地體不宜設在建筑物內,總接地體的接地電阻應滿足各種接地中最小的接地電阻要求。
3.4 有特殊要求的接地,如弱電系統、計算機系統及中壓系統,為中性點直接接地或經小電阻接地時,應按有關專項規定執行。
4 接地裝置的技術要求
4.1 變(配)電所的接地裝置:
4.1.1 變(配)電所的接地裝置的接地體應水平敷設。其接地體采用長度為2.5m、直徑不小于12mm的圓鋼或厚度不小于4mm的角鋼,或厚度不小于4mm的鋼管,并用截面不小于25mm×4mm的扁鋼相連為閉合環形,外緣各角要做成弧形。
4.1.2 接地體應埋設在變(配)所墻外,距離不小于3m,接地網的埋設深度應超過當地凍土層厚度,最小埋設深度不得小于0.6m。
4.1.3 變(配)
電所的主變壓器,其工作接地和保護接地,要分別與人工接地網連接。
4.1.4 避雷針(線)宜設獨立的接地裝置。
4.2 易燃易爆場所的電氣設備的保護接地:
4.2.1 易燃易爆場所的電氣設備、機械設備、金屬管道和建筑物的金屬結構均應接地,并在管道接頭處敷設跨接線。
4.2.2 在1kV 以下中性點接地線路中,當線路過電流保護為熔斷器時,其保護裝置的動作安全系數不小于4,為斷路器時,動作安全系數不小于2。
4.2.3 接地干線與接地體的連接點不得少于2個,并在建筑物兩端分別與接地體相連。
4.2.4 為防止測量接地電阻時產生火花引起事故,需要測量時應在無爆炸危險的地方進行,或將測量用的端鈕引至易燃易爆場所以外地方進行。
4.3 直流設備的接地:由于直流電流的作用,對金屬腐蝕嚴重,使接觸電阻增大,因此在直流線路上裝設接地裝置時,必須認真考慮以下措施:
4.3.1 對直流設備的接地,不能利用自然接地體作為PE線或重復接地的接地體和接地線,且不能與自然接地體相連。
4.3.2 直流系統的人工接地體,其厚度不應小于5mm,并要定期檢查侵蝕情況。
5 接地裝置運行
接地裝置運行中,接地線和接地體會因外力破壞或腐蝕而損傷或斷裂,接地電阻也會隨土壤變化而發生變化,因此,必須對接地裝置定期進行檢查和試驗。
5.1 檢查周期:
5.1.1 變(配)電所的接地裝置一般每年檢查一次;
5.1.2 根據車間或建筑物的具體情況,對接地線的運行情況一般每年檢查1~2次;
5.1.3 各種防雷裝置的接地裝置每年在雷雨季前檢查一次;
5.1.4 對有腐蝕性土壤的接地裝置,應根據運行情況一般每3~5年對地面下接地體檢查一次;
5.1.5 手持式、移動式電氣設備的接地線應在每次使用前進行檢查;
5.1.6 接地裝置的接地電阻一般1~3年測量一次。
5.2 檢查項目:
5.2.1 檢查接地裝置的各連接點的接觸是否良好,有無損傷、折斷和腐蝕現象。
5.2.2 對含有重酸、堿、鹽等化學成分的土壤地帶(一般可能為化工生產企業、藥品生產企業及部分食品工業企業)應檢查地面下500mm以上部位的接地體的腐蝕程度。
5.2.3 在土壤電阻率最大時(一般為雨季前)測量接地裝置的接地電阻,并對測量結果進行分析比較。
5.2.4 電氣設備檢修后,應檢查接地線連接情況,是否牢固可靠。
5.2.5 檢查電氣設備與接地線連接、接地線與接地網連接、接地線與接地干線連接是否完好。
參考文獻
2實施狀態維修的必要性分析
隨著電力體制的改革和經營機制發生的變化,以及減人增效和供電可靠性要求進一步提高,計劃性維修制度已逐步不能完全適應形勢發展的要求。因此,迫切希望能實現對電氣設備維修管理由“到修必修,修必修好”的方針向“應修必修,修必修好”的觀念轉變,并對傳統的設備維修制度進行改革。實際上,電氣設備的狀態維修是當前先進工業國家普遍推行的一種科學的設備維修管理策略。
電力企業由計劃經濟向市場經濟轉移,經濟效益和社會效益都是其重要的追求目標,而提高供電可靠性和降低生產成本是實現該目標最重要的途徑和提高經濟效益的關鍵。由于狀態維修是提高供電可靠性和降低設備維修費用的重要措施,而設備維修費用在整個生產成本中占有相當大的比重,因此從提高經濟效益的角度來看,定期維修已不能滿足形勢發展的要求。由于停電維修合格的設備運行中出現事故的可能性依然存在,所以定期預防性維修不能及時發現設備內部的絕緣隱患。定期維修是不管設備狀態如何“到期必修”,有失設備維修的科學性和合理性,用它來指導維修實踐,可能會發生維修不足或維修過剩的情況,從而造成人、財、物的浪費某些不必要的頻繁檢修還可能會增加誤操作、人員傷亡和事故發生的幾率此外定期維修造成的計劃停電很可能影響供電可靠性和售電量。
3實施狀態維修的基本過程與主要技術
3.1電氣設備狀態維修的基本過程分析
電氣設備的狀態維修過程是根據在線監測數據如色譜分析數據、局部放電數據、紅外測溫數據等、設備定期預試數據以及運行工況記錄、缺陷記錄、維修記錄、出廠數據等,診斷電氣設備可能出現的潛伏性故障,并作出故障的趨勢預報,由此對電氣設備的實際健康狀態進行評估根據電氣設備故障性質及預報、電氣設備健康狀態、維修規則,擬訂出初步的維修方案,確定影響維修的主要指標屬性或目標,采用某種決策方法進行分析,選擇出最優或次優滿意的維修方案。
3.1.1狀態評估
狀態維修的宗旨就是根據設備的實際狀態來確定采取的維修措施。因此,設備的狀態評估是狀態維修決策的重要一環,只有正確地評估了設備的狀態,才能做出正確的維修決策。我國現行的《電力變壓器檢修導則》以及《電氣設備預防性試驗規程》中,只有檢修周期、檢修內容、檢修工藝流程以及預試數據的注意值等,都沒有涉及對變壓器狀態評估的內容,在實際工作中無法對電氣設備的狀態進行判斷。因此,很有必要深入研究電氣設備健康狀態評估的方法。
3.1.2決策分析
決策分析就是從若干可選方案中選擇和決定最佳方案的一種分析過程。對電氣設備實施狀態維修,不僅要考慮技術方面的因素,還要考慮生產計劃、經濟成本等方面的因素。當電氣設備出現某種非緊急故障的情況下,是否需要立即進行檢修處理,不僅涉及對電氣設備實際狀態的判斷,而且還應根據電網實際運行情況以及實際生產情況和設備管理情況是否可以報廢等,提出維修計劃安排和維修方案,采用某種決策方法,通過對決策指標或決策目標的綜合評價,選擇最優或滿意的維修方案。決策分析的方法很多,應研究多種方法應用于電氣設備狀態維修決策的可行性和實用性。
3.2電氣設備狀態維修的技術要求
3.2.1狀態監測
設備狀態監測技術是根據設備診斷的目的,針對設備故障模式,選用適當方法和裝置來檢查測量設備的狀態信息,并對這些信息進行處理,抑制各種干擾信息,提取能反映設備狀態特征的信息的一項信息檢測處理技術。
電氣設備狀態監測可分為3個基本步驟:(1)數據采集;(2)數據分析及特征提取;(3)狀態評估或故障診斷及分類。對于不同的步驟,根據不同的監測對象,可采用不同的方法。
3.2.2狀態預測
設備運行狀態的預測是從已知運行狀態出發,考慮運行、氣候、歷史等相關因素,對未來的運行狀態作出預測。電氣設備的定期預防性試驗作業程序十分復雜,且隨著電力系統的迅速發展,電氣設備的數量也會越來越多,如果逐一對每臺設備進行離線試驗,勢必需要更長的試驗周期,這樣就會增加設備產生故障的危險性。因此通過預測預防試驗參數值,在預防性試驗進行之前,預知運行設備的狀態,就可以更好地將設備事故防患于未然,提高設備的運行可靠性。預測中比較常用的主要有時間序列法、回歸分析法、模糊預測法、灰色預測法、人工神經網絡法等。
時間序列預測是最常使用且有效的傳統狀態預測方法,目前許多新的方法是在其基礎上發展起來的。回歸預測是根據事物的歷史資料,建立可以進行數學分析的數學模型,預測事物未來狀態。其特點是將影響預測目標的因素作為自變量,而將預測目標作為因變量。模糊預測是應用模糊邏輯和預報人員的專業知識將數據和語言形成模糊規則庫,然后選用一個線性逼近非線性動態系統,進行預測。從實際應用來看,單純的模糊預測其精度往往不盡人意,這主要是因為模糊預測沒有學習能力。神經網絡法是各種人工智能方法中的一種典型方法。它利用神經網絡,選取歷史數據作為訓練樣本,然后構造適宜的網絡結構,用某種訓練算法對網絡進行訓練,使其滿足精度要求之后,再進行預測。由于神經網絡具有良好的非線性品質、極高的擬合精度、靈活而有效的學習方式、完全分布式的存儲結構以及模型結構的層次性,使其在預測領域受到了高度的重視。作為一種非常有效的非線性系統預測方法,它在電力系統負荷預測中已經取得了成功的應用。
4狀態維修對設備可靠性的影響
4.1在設備故障隨時間增加而減少時(即m1時),對設備的定期預防性維修工作將使設備的可靠性降低。而且,由于實際中的維修工作都是不完善維修,存在著因維修活動的不完善、出現差錯而導致設備故障的可能性。所以,定期預防性維修活動往往會導致“過維修”現象,即可靠性高的設備經不必要的定期維修后其可靠性反而降低,狀態正常的設備經不必要的定期維修后反而導致故障或出現潛在故障。
4.2由于定期預防性維修時間間隔是事先確定的,當設備在兩次維修間隔(nT,(n+1)T)中出現異常導致可靠性快速下降時,定期維修活動不會因此啟動。這導致了“欠維修”現象的出現。維修的基木目標是“應修必修,修必修好”,而定期預防性維修一定程度上存在著維修的盲目性。