講義：火電廠電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修技術(shù).doc

火電廠電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修技術(shù)第一章 狀態(tài)檢修概述一、狀態(tài)檢修體制的演變從全球工業(yè)發(fā)展的歷程來看，設(shè)備檢修體制是隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步而不斷演變的。由第一次產(chǎn)業(yè)革命時的事后檢修/故障檢修（BM，Break Maintenance）發(fā)展到19世紀第二次產(chǎn)業(yè)革命的預(yù)防性檢修（PM，Prevention Maintenance）。預(yù)防性檢修又經(jīng)過多年的發(fā)展，根據(jù)檢修的技術(shù)條件、目標的不同而出現(xiàn)不同的檢修方式。主要有以時間為依據(jù)，預(yù)先設(shè)定檢修工作內(nèi)容與周期的定期檢修（TBM，Time Based Maintenance），或稱計劃檢修（SM，Schedule Maintenance）；以可靠性為中心的檢修（RCM，Reliability Centered Maintenance），RCM是一種以用最低的費用來實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備固有可靠性水平為目標的檢修方式；到1970年，美國杜邦公司首先倡議狀態(tài)檢修（CBM，Condition-based Maintenance）也叫預(yù)知性檢修（PDM，Predictive Diagnostic Maintenance）。這種檢修方式以設(shè)備當前的工作狀況為依據(jù)，通過狀態(tài)監(jiān)測手段，診斷設(shè)備健康狀況，從而確定設(shè)備是否需要檢修或最佳檢修時機。狀態(tài)檢修的目標是：減少停運（總檢修）時間，提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù)，延長設(shè)備壽命，降低運行檢修費用，改善設(shè)備運行性能，提高經(jīng)濟效益。二、國內(nèi)狀態(tài)檢修開展情況簡介隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的檢修方式也大致經(jīng)歷了三個階段：解放前的電氣設(shè)備是壞了才修；解放后學(xué)習(xí)蘇聯(lián)采用定期計劃檢修，設(shè)備的可靠性大為提高；但是幾十年的經(jīng)驗證明，定期計劃檢修也存在難以克服的缺點，為此，“根據(jù)設(shè)備狀態(tài)制定預(yù)防性檢修”（簡稱狀態(tài)檢修）以替代傳統(tǒng)檢修方式，逐漸得以重視。尤其是本世紀以來，隨著我國電力系統(tǒng)發(fā)展的步伐加快，電力設(shè)備科技含量的提升，新技術(shù)、新裝置得以大規(guī)模應(yīng)用，加之企業(yè)自身發(fā)展要求的推進和發(fā)供電合同承諾意識的提高，對安全生產(chǎn)，發(fā)供電可靠性和優(yōu)質(zhì)服務(wù)提出了更高的要求，從而改變原有周期檢修的固定模式，尋求設(shè)備檢修新思路成為一種必然，因此，當國外先進電力企業(yè)已在穩(wěn)步推進狀態(tài)檢修的同時，國內(nèi)電力企業(yè)也加大了探索和實踐的力度。國內(nèi)供電企業(yè)早在上世紀80年代就已經(jīng)開始在變壓器等供電設(shè)備的檢修方式上開展了狀態(tài)檢修的試點工作。自廠網(wǎng)分離以后，國網(wǎng)公司積極加大開展狀態(tài)檢修的力度，又在電力行業(yè)率先提出“試點先行、逐步推進”的原則以促進狀態(tài)檢修在供電企業(yè)的實踐，并且正在穩(wěn)步推進各級電網(wǎng)企業(yè)狀態(tài)檢修的管理體系、技術(shù)體系和評價體系建設(shè)，同時還高度重視狀態(tài)檢修的學(xué)術(shù)研究工作，至今年8月份，已經(jīng)先后召開了全網(wǎng)范圍內(nèi)的“輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修研討會”五次，廣泛邀請電網(wǎng)企業(yè)、高等院校、科研單位、設(shè)計單位和相關(guān)廠家共商對策，所形成的成果又進一步在全網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部擴大試行范圍，取得了一系列顯著的成果。國內(nèi)火力發(fā)電企業(yè)由于種種原因，推行狀態(tài)檢修工作雖然開展較遲，但由于近年來的高度重視，也取得了可喜的成績。眾所周知，長期以來，發(fā)電廠的檢修工作一直采用預(yù)防性試驗計劃檢修、事故搶修的管理方式。這種方式,雖然對我們設(shè)備檢修及安全生產(chǎn)工作曾經(jīng)起到了很大的作用。但是，隨著機組容量的增大，輔機設(shè)備數(shù)量的增多，這種檢修管理方式不論設(shè)備好壞都要按計劃進行檢修既浪費人力、物力，又降低了機組的可用系數(shù)。因此，隨著機組容量的增大,輔機設(shè)備數(shù)量的增多，科技水平的提高，計劃檢修的方式將可能被另一種檢修方式即狀態(tài)檢修管理方式所代替。三、狀態(tài)檢修的定義狀態(tài)檢修可以簡單定義為：在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，根據(jù)監(jiān)測和分析診斷的結(jié)果科學(xué)安排檢修時間和項目的檢修方式。它有三層含義：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測；設(shè)備診斷；檢修決策。狀態(tài)監(jiān)測是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)；設(shè)備診斷是以狀態(tài)監(jiān)測為依據(jù)，綜合設(shè)備歷史信息，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等技術(shù)來判斷設(shè)備健康狀況。就電氣設(shè)備而言，其狀態(tài)檢修內(nèi)容不僅包括在線監(jiān)測與診斷還包括設(shè)備運行維護、帶電檢測、預(yù)防性試驗、故障記錄、設(shè)備管理、設(shè)備檢修、設(shè)備檢修后的驗收等諸多工作，最后要綜合設(shè)備信息、運行信息、電力市場等方面信息作出檢修決策。具體到發(fā)電企業(yè)來說，狀態(tài)檢修就是根據(jù)機組或其他設(shè)備的運行工況、電流、電壓、負荷功率、溫度等信號量來判斷系統(tǒng)的健康狀況，根據(jù)健康狀況決定是否需要檢修、怎樣檢修，來提高設(shè)備的可靠性和利用率。當然，在發(fā)電廠檢修決策時還要考慮電網(wǎng)運行狀態(tài)，如用電的峰段與谷段，發(fā)電的豐水期與枯水期；要考慮設(shè)備所在單元系統(tǒng)其他設(shè)備的運行狀態(tài)，按系統(tǒng)為單元檢修比只檢修單臺設(shè)備更合理；另外，還應(yīng)當考慮電力市場的需要，并進行決策風(fēng)險分析。四、開展狀態(tài)檢修的必要性在以往那種計劃檢修體制下，檢修規(guī)程原則規(guī)定是“應(yīng)修必修，修必修好”，檢修項目、檢修工期均由管理部門根據(jù)規(guī)程和經(jīng)驗制定。由于隨著電氣設(shè)備技術(shù)的進步，加之國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電力生產(chǎn)可靠性又提出了更高的要求，現(xiàn)行的檢修體制日益明顯地暴露出其缺陷，主要表現(xiàn)在：一是臨時性檢修頻繁；二是維修不足；三是維修過剩；四是盲目維修。由于這種檢修制度有失科學(xué)性，相應(yīng)的還存在一些負面影響，不但不利于對設(shè)備的科學(xué)管理和提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，也容易淡化技術(shù)管理責(zé)任，僵化了技術(shù)人員的思維方式，由于在計劃性檢修制度下，檢修項目抓不住重點，分不清主次，不是檢修過剩就是檢修不足，導(dǎo)致電氣設(shè)備的使用壽命縮短。而造成上述現(xiàn)象的主要原因就是由于現(xiàn)行檢修體制所存在的以下幾個弊端：1、純計劃檢修的不科學(xué)性 純計劃檢修是依據(jù)設(shè)備的制造質(zhì)量、安裝工藝、現(xiàn)場投運調(diào)試情況而預(yù)定一個檢修周期，將其寫入設(shè)備的檢修規(guī)程并固定下來，由生產(chǎn)計劃部門參照執(zhí)行。純計劃檢修雖然對設(shè)備狀態(tài)不佳的設(shè)備進行了必要的維修，但對設(shè)備運行情況良好的設(shè)備按部就班修理，這樣勢必造成有些設(shè)備越修越壞或良好設(shè)備一修便故障率增加的現(xiàn)象，因此缺乏科學(xué)性。2、設(shè)備檢修的不經(jīng)濟性 純計劃檢修一方面致使有些狀況較好的設(shè)備到期必須修理，增加設(shè)備檢修費用，同時又加速了設(shè)備的磨損，甚至縮短了使用壽命，降低了設(shè)備利用率；另一方面，少數(shù)狀況不好的設(shè)備因檢修周期未到而得不到及時檢修，降低了設(shè)備運行的安全可靠性，甚至到發(fā)生事故后才搶修，擴大了經(jīng)濟損失。3、檢修過程的不持續(xù)性 進入九十年代以來，有許多發(fā)電廠相繼推出了檢修運行分離的管理體制的改革措施，紛紛成立和組建了各自的檢修，但由于發(fā)電廠和檢修公司之間設(shè)備責(zé)任的不明確和分工的交叉，在檢修特別是大修及擴大性大修方面，盡管檢修質(zhì)量能夠得到保障，仍普遍存在著檢修與維護過程的不持續(xù)性，常常使一些技改項目特別是一些小的技改項目，在檢修完成后進行日常維護或事故處理時一些資料圖紙、技術(shù)參數(shù)的混亂，從而延長了檢修時間，降低了設(shè)備利用率，給發(fā)電廠造成不必要的運行時間損失和經(jīng)濟損失。相比較而言，狀態(tài)檢修是企業(yè)以安全、環(huán)境、效益等為基礎(chǔ)，通過設(shè)備的狀態(tài)評價、風(fēng)險分析、檢修決策等手段開展設(shè)備檢修工作，達到設(shè)備運行安全可靠、檢修成本合理的一種設(shè)備檢修策略。其中安全是指由于各種原因可能導(dǎo)致的人身傷害、設(shè)備損壞、運行可靠性下降、電網(wǎng)穩(wěn)定破壞等危及電網(wǎng)安全、可靠運行的情況；環(huán)境是指電網(wǎng)運行對社會、國民經(jīng)濟、環(huán)境保護等產(chǎn)生的影響；效益是指企業(yè)成本、收益以及事故情況下可能造成的直接、間接經(jīng)濟損失等經(jīng)濟效益。可見，狀態(tài)檢修是一種先進的設(shè)備維修體制，它根據(jù)設(shè)備運行狀況進行實施維護、檢修，使其經(jīng)常保持規(guī)定技術(shù)性能的工作模式和管理制度。這種維修體制不再以時間為依據(jù)進行常規(guī)的定期檢測試驗與維護，而是著眼于密切追蹤監(jiān)測每臺設(shè)備具體運行狀況的發(fā)展變化情況，并根據(jù)規(guī)范化的狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，及時掌握設(shè)備運行狀況，對設(shè)備運行狀況做到心中有數(shù)，實現(xiàn)“應(yīng)修必修，修必修好”的原則，應(yīng)與不應(yīng)，取決于設(shè)備狀態(tài)診斷的結(jié)論。概括來說，狀態(tài)檢修具有以下優(yōu)點：1、開展狀態(tài)檢修是經(jīng)濟發(fā)展的迫切要求。對設(shè)備進行檢修是為了設(shè)備的安全、可靠地運行，而根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)進行檢修是為了減少設(shè)備的檢修停電，提高發(fā)供電可靠性，開展設(shè)備的狀態(tài)檢（監(jiān)）測和分析，可以對設(shè)備進行有針對性的檢修，使其充分發(fā)揮作用，即做到設(shè)備的經(jīng)濟運行。2、開展狀態(tài)檢修更具先進性和科學(xué)性。定期維護和檢修帶有較大的盲目性，并造成許多不必要的人力和費用的浪費；由于定期檢修工作量大，往往使檢修人員疲于奔命，加上現(xiàn)場條件和人員素質(zhì)的影響，“越修越壞”的現(xiàn)象也時有發(fā)生。開展狀態(tài)檢修，可減少不必要的檢修工作量，節(jié)約工時和費用，同時又集中了優(yōu)勢兵力，使得檢修工作具有一定的針對性，是更為科學(xué)，更為先進的方法。3、開展狀態(tài)檢修的可行性：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和運行經(jīng)驗的積累，已形成了較為完整的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測手段和分析判斷方法，開展狀態(tài)檢修要有較充分的技術(shù)保證。4、由于狀態(tài)檢修往往是以設(shè)備運行狀態(tài)下的在線監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)進行的維修，所以能夠預(yù)報故障的發(fā)生，使我們可以及時掌握設(shè)備運行狀況，防止發(fā)生意外的突發(fā)事故。五、影響設(shè)備狀態(tài)的幾個因素提到狀態(tài)檢修，就必須了解影響設(shè)備狀態(tài)的幾個因素。我們這里所說的狀態(tài)，是一個連續(xù)的系統(tǒng)性概念，指產(chǎn)品設(shè)計、材料選用、組裝、運輸、現(xiàn)場施工、調(diào)試、運行的狀況以及投運以來發(fā)生過的異常情況。如發(fā)電機組運行過程因故障產(chǎn)生過電流、過負荷等，都會對設(shè)備的狀態(tài)產(chǎn)生影響。對于火力發(fā)電廠的諸多電氣設(shè)備而言，影響其狀態(tài)的因素有很多，但以下所提到的幾個主要因素是需要我們高度重視的。1、設(shè)備的制造質(zhì)量如果設(shè)備出廠前就存在嚴重的質(zhì)量不合格情況，勢必影響設(shè)備投人運行后的安全可靠性。如發(fā)電機采用絕緣強度不夠的嵌板、線圈，會引起電機線圈擊穿。所以，選擇質(zhì)量優(yōu)良的產(chǎn)品，把好設(shè)備質(zhì)量關(guān)，對保證機組今后運行的安全可靠性是很重要的。2、設(shè)備的安裝質(zhì)量設(shè)備出品后，由于運輸過程不當，及在安裝過程中由于安裝人員技術(shù)因素及現(xiàn)場安裝條件的限制，工藝達不到標準的要求，這將對安全運行造成影響。所以選擇技術(shù)裝備優(yōu)良、安裝質(zhì)量意識強的隊伍，是避免安裝質(zhì)量不合格的前提?，F(xiàn)行設(shè)備安裝隊伍資格審核，實行招標制度和工程質(zhì)量監(jiān)督制度，是解決安裝質(zhì)量問題的一個良好途徑。3、設(shè)備的運行條件設(shè)備投入運行后，系統(tǒng)發(fā)生的任何異常情況，都會對設(shè)備狀態(tài)產(chǎn)生影響。例如，變壓器的過電壓運行、過負荷運行，都會對絕緣的老化起到加速作用；水氫氫冷發(fā)電機的冷卻水質(zhì)、氫氣濕度等不合格都會造成對機組的危害性增加。4、設(shè)備的運行維護設(shè)備在運行或停用過程中，由于維護不當，引起機組缺陷，如潤滑油的變質(zhì)，使?jié)櫥阅芙档投饳C組損壞；采用不合理的運行方式或操作不當，如非同期并網(wǎng)會對發(fā)變組產(chǎn)生破壞；正常運行時，運行工況調(diào)整不當也會對設(shè)備造成損害。5、檢修的工藝標準這主要是指制定檢修工藝標準的水平，它受當時檢修條件及檢修人員技術(shù)水平等因素的影響，與所采用的檢修技術(shù)措施、檢修使用的材料及工具等諸多因素有關(guān)。6、設(shè)備本身的壽命周期設(shè)備有其自身壽命周期，一個產(chǎn)品處在不同壽命階段，其狀態(tài)是不相同的，故必須掌握不同產(chǎn)品的周期特性，針對設(shè)備的不同狀態(tài)采用不同的檢修方式。六、實現(xiàn)狀態(tài)檢修的條件1、實行狀態(tài)檢修，必須了解設(shè)備的設(shè)計、安裝、調(diào)試、維護、運行及檢修等情況，對設(shè)備運行狀態(tài)進行定性分析，并根據(jù)運行資料記錄的情況確定機組狀態(tài)的發(fā)展趨勢。這是設(shè)備狀態(tài)檢修的必備條件。2、采用先進診斷技術(shù)及加強設(shè)備管理是實現(xiàn)狀態(tài)檢修的重要措施。狀態(tài)檢修不是以運行的時間為依據(jù)，而是根據(jù)設(shè)備的健康狀況來確定是否檢修。要及時掌握設(shè)備的狀態(tài)，單靠運行的資料是無法反映設(shè)備實際狀態(tài)的，因此要通過采用各種先進的檢測手段，來科學(xué)地分析設(shè)備的狀態(tài)。七、深入開展狀態(tài)檢修尚存在的一些問題現(xiàn)階段，我們還應(yīng)當清醒地看到，無論是供電企業(yè)，還是發(fā)電企業(yè)，要全面深入的開展狀態(tài)檢修還存在一定的困難，只有解決了這些問題，狀態(tài)檢修才能深入開展下去。1、阻力大：一些管理部門在厲行的檢查工作中強調(diào)對規(guī)程的執(zhí)行，電氣設(shè)備沒有按照檢修期進行檢修要進行考核；一些管理者本著小心謹慎的態(tài)度，按部就班的執(zhí)行規(guī)程規(guī)定，使狀態(tài)檢修不能很好的執(zhí)行。2、缺乏足夠的認識：從事狀態(tài)檢修工作的專業(yè)人員缺乏對其理論的學(xué)習(xí)及深入的研究，認為減少停電次數(shù)，拉長檢修周期不僅可以少干活，也能保證安全，對狀態(tài)檢修如果存在以上片面的看法，是對狀態(tài)檢修的認識處在一個浮淺的狀態(tài)，認為狀態(tài)檢修就是少干活，沒有意識到這項工作的艱巨性和復(fù)雜性。3、技術(shù)水平跟不上實際的需要：從檢修技術(shù)的發(fā)展歷史看，無論事故后檢修還是預(yù)防性檢修都是與技術(shù)發(fā)展的水平相聯(lián)系的，狀態(tài)檢修也是一樣。實施狀態(tài)檢修，是有技術(shù)基礎(chǔ)的。只有把這個基礎(chǔ)夯實，我們的狀態(tài)檢修工作才能夠健康地發(fā)展，獲得長期的利益。4、相應(yīng)的技術(shù)管理工作沒有跟上。狀態(tài)檢修需要科學(xué)的管理來支撐。但我們的生產(chǎn)技術(shù)管理仍存在許多薄弱環(huán)節(jié)。基礎(chǔ)管理不能提供完整的設(shè)備檔案記錄及運行、檢修、試驗記錄，或運行檢修記錄不詳、不銜接、資料丟失等。歷史記錄沒有被很好地組織利用起來，只能提供十分有限的信息來改進我們的生產(chǎn)檢修管理工作，各級專業(yè)人員不知道自己在狀態(tài)檢修中所扮演的角色，檢修工作沒有著眼于取消沒有必要的工作，多年延續(xù)下來的定期檢修制度嚴重束縛人們的思維，只知道按“規(guī)定”辦，至于該不該修則很少考慮。至于新的檢修周期的確定、檢修項目的變更是否合適，怎樣在實踐中去檢驗，尋找規(guī)律，找出每類設(shè)備檢查或檢修較經(jīng)濟的周期，在這方面專業(yè)管理人員做得遠遠不夠。49第二章 關(guān)于狀態(tài)檢修技術(shù)的探討一、發(fā)電廠電氣設(shè)備實施狀態(tài)檢修的技術(shù)可行性當前，發(fā)電廠推行電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的技術(shù)可行性在于以下幾點：1、近年來，發(fā)電企業(yè)的快速擴張和發(fā)展，對于電氣設(shè)備的運行和維護積累了大量的經(jīng)驗，相關(guān)的運行和維護技術(shù)日臻成熟，這為實施狀態(tài)檢修工作奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。2、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進了電氣設(shè)備制造技術(shù)的提高，無論是絕緣材料、生產(chǎn)制造工藝、技術(shù)指標性能等都有了可靠的發(fā)展，設(shè)備在制造過程中就有了一個較好的狀態(tài)，這為狀態(tài)檢修提供了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。3、隨著電力技術(shù)的飛速發(fā)展，新型設(shè)備和新技術(shù)廣泛投入運行及應(yīng)用，例如先進的傳感技術(shù)、信息采集處理技術(shù)、干擾抑制技術(shù)、模式識別技術(shù)等的大量應(yīng)用，導(dǎo)致電氣設(shè)備制造水平及運行監(jiān)測手段不斷提高，使得設(shè)備的安全運行有了好的基礎(chǔ)。比如，遠紅外線成像監(jiān)測技術(shù)，大型變壓器油色譜分析在線系統(tǒng)，變壓器繞組變形探測技術(shù)，電容型帶電設(shè)備集中在線監(jiān)測技術(shù)，氧化鋅避雷器及絕緣子的泄漏電流、阻性電流、有功損耗的在線監(jiān)測技術(shù)，電壓互感器和電流互感器及套管的一次泄漏電流、等值電容、介損的在線監(jiān)測技術(shù)，等等，都已廣泛投入電力企業(yè)使用，能隨時隨地對設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，可以很好地幫助我們進行分析和判斷，使正確診斷設(shè)備狀態(tài)有了可能。今后，在實施發(fā)電廠的新建、擴建和改造工程時，應(yīng)當綜合考慮采用這些技術(shù)來為狀態(tài)檢修服務(wù)。4、隨著傳感技術(shù)、微電子、計算機軟、硬件和數(shù)字信號處理技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、模糊集理論等綜合智能系統(tǒng)在狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷中應(yīng)用，使基于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和先進診斷技術(shù)的狀態(tài)檢修研究得到發(fā)展，成為電力系統(tǒng)中的一個重要研究領(lǐng)域。5、火力發(fā)電廠自動化專業(yè)的發(fā)展為在整個電廠范圍內(nèi)進行大規(guī)模的設(shè)備在線狀態(tài)檢修和利用通信、圖片信息、地理信息進行綜合的檢修管理及自動化的實現(xiàn)創(chuàng)造了機會。二、從電氣設(shè)備故障的形成規(guī)律分析狀態(tài)檢修的必要性（統(tǒng)計學(xué)分析）1、電氣設(shè)備故障和缺陷的浴盆曲線圖1常規(guī)運行時間變化的設(shè)備故障率曲線一般情況下，電氣設(shè)備的故障或缺陷在新安裝投運期間由于安裝質(zhì)量方面的問題、設(shè)備本身存在的薄弱環(huán)節(jié)、設(shè)計和工藝等方面的缺陷等，在開始投運的一段時間內(nèi)暴露的問題比較多，隨著消缺后運行時間的增長而近于平緩，運行一定時間后，隨著設(shè)備陳舊化，逐步暴露的缺陷開始增加，呈現(xiàn)出一條趨近于浴盆曲線的圖形，參見圖1。經(jīng)常性的定期維修使常規(guī)的設(shè)備運行浴盆曲線規(guī)律發(fā)生了變化，每維修一次，出現(xiàn)一次新的磨合期，使維修后的故障率增高。參見圖2。2、電力設(shè)備功能退化的規(guī)律（P-F曲線）電力設(shè)備大多故障一般不會在瞬間發(fā)生，并且在功能退化到潛故障P點以后才逐步發(fā)展成能夠探測到的故障（參見圖3）。之后將會加速退化的進程，直到達到功能故障的F點而發(fā)生事故。這種從潛在故障發(fā)展到功能故障之間的時間間隔，被稱為P-F間隔。圖2多次定期維修可能形成的設(shè)備故障率曲線如果想在功能故障前檢測到故障，必須在P-F之間的時間間隔內(nèi)完成。由于各種設(shè)備、各種故障類型、各種故障特點對應(yīng)于P-F間隔的時間是不定值，可能是幾個小時，也可能是幾個月或幾年不等，因此定期維修一般情況下不可能都滿足P-F間隔的時間要求，從而導(dǎo)致設(shè)備功能故障的發(fā)生。而有效的在線監(jiān)測就可能捕捉到P-F間隔的整個發(fā)展過程，并在到達功能故障F點之前的合理時機采取措施進行維修處理。圖3 電氣功能退化的P-F曲線3、傳統(tǒng)維修觀點與現(xiàn)代設(shè)備的故障特征存在差異傳統(tǒng)觀點認為，設(shè)備運行和發(fā)生故障的可能性有直接關(guān)系，這意味著大多設(shè)備可以可靠地工作一個周期，然后逐步發(fā)生故障或缺陷。因此，可以從設(shè)備故障的歷史數(shù)據(jù)中確定設(shè)備可以可靠工作的周期，并在設(shè)備即將出現(xiàn)故障之前采取維修預(yù)防措施。這一觀點對一些簡單設(shè)備和部件（如風(fēng)扇、閥門座、潛油泵、冷卻器等）的故障模式來說是客觀存在的。然而，現(xiàn)代先進的電力設(shè)備比過去的老設(shè)備要復(fù)雜得多，技術(shù)上、結(jié)構(gòu)上、工藝上都有了質(zhì)的變化，因此其故障模式也發(fā)生了很大的變化。往往認為設(shè)備的可靠性與運行時間之間總是存在著某種固定的關(guān)系，定期維修越頻繁設(shè)備發(fā)生故障或缺陷越少的觀點是錯誤的。實踐證明，除非與運行時間有關(guān)的故障模式占主導(dǎo)地位以外，大多情況下定期維修只能增加發(fā)生故障或缺陷的機率，降低運行設(shè)備的可靠性。三、電氣設(shè)備最佳檢修方式的探討上面討論的狀態(tài)檢修的諸多優(yōu)點和開展狀態(tài)檢修的必要性，但是電力系統(tǒng)及其設(shè)備是一個復(fù)雜的有機體，并不能一概而論的采用某一種檢修方式，因此我們有必要做進一步的探討。1、設(shè)備故障和磨損的基本型式狀態(tài)檢修更加強調(diào)單設(shè)備的狀態(tài)，而一臺設(shè)備是否需要檢修往往是由于某些部件故障所引起的，換言之，對一臺設(shè)備的檢修往往是針對某些部件進行的。一臺設(shè)備由許多零部件組成，由于每個零部件的結(jié)構(gòu)、材料、在實際運行中所處的狀態(tài)、承受的作用（如電的、熱的、機械的等）各不相同，因此所呈現(xiàn)的損耗和磨損規(guī)律不可能相同，針對不同的故障規(guī)律采取不同檢修方式才是比較合理的。一般設(shè)備的故障和磨損規(guī)律有以下幾種型式：（1）浴盆規(guī)律（見圖4）；（2）逐漸減少規(guī)律（見圖5）；（3）穩(wěn)定發(fā)展規(guī)律（見圖6）；（4）維護不當規(guī)律（見圖7）；（5）自然增長規(guī)律（見圖8）；（6）衰老型規(guī)律（見圖9）。故障率故障率 嬰兒期 壯年期 衰老期 t t 使用時間 使用時間 圖4 浴盆規(guī)律 圖5逐漸減少規(guī)律 故障率故障率 t t 使用時間 使用時間 圖6穩(wěn)定發(fā)展規(guī)律 圖7維護不當規(guī)律故障率故障率 t t 使用時間 使用時間 圖8自然增長規(guī)律 圖9衰老型規(guī)律2、最佳檢修方式的確定最佳檢修方式的確定，首先是如何尋找設(shè)備檢修的最佳時機，進而有針對性地確定檢修項目，實現(xiàn)費用最小情況下降低設(shè)備故障率或延長設(shè)備使用壽命的根本目標。在具體實施時就是根據(jù)被檢修設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、材料、運行狀態(tài)、各種故障的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律、在系統(tǒng)中所處的重要程度，故障適用的修復(fù)方法，同時結(jié)合電力系統(tǒng)本身的特點進行綜合分析，確定一種最佳的檢修方式，只有這樣才能獲得令人滿意的檢修效果。最佳檢修方式的確定一般應(yīng)從以下幾個方面來考慮：（1）按損耗規(guī)律確定對故障率符合穩(wěn)定發(fā)展規(guī)律（圖6曲線）和處于浴盆曲線（圖4曲線）底部階段（壯年期）的設(shè)備,采用定期預(yù)防檢修的方式是沒有意義的。因為此種情況下設(shè)備的故障率是基本恒定的，通過檢修并不能降低其故障率。其檢修方式的確定應(yīng)根據(jù)設(shè)備的重要程度選擇狀態(tài)檢修或事后檢修。對處于浴盆曲線的衰老期（見圖4）及符合衰老型規(guī)律（見圖9）的設(shè)備，若能通過對其狀態(tài)進行監(jiān)測，在設(shè)備運行時間到達拐點之前進行檢修（即狀態(tài)檢修）是合適的。一臺設(shè)備由不同的零部件組成，每種零部件所服從的損耗規(guī)律各不相同。所以，針對每一個部件自身的損耗規(guī)律采用相應(yīng)的檢修方式，將會收到較好的效果。如：變壓器繞組絕緣的損耗規(guī)律符合浴盆曲線，當其處于浴盆底部時可采用狀態(tài)檢修的方式；而密封膠墊的損耗規(guī)律符合衰老型曲線，可采用定期檢修的方式。（2）按重要程度確定對電力系統(tǒng)中的某些重要設(shè)備，如：大型發(fā)電機組、變壓器等，盡管分析監(jiān)測不能代替修理，但在多數(shù)情況下可以避免更大代價的檢修甚至是災(zāi)難性的故障。對此類設(shè)備或部件進行狀態(tài)監(jiān)測預(yù)知故障，顯然是必要的。如果預(yù)測故障的可信度較高，如變壓器的繞組絕緣、鐵芯過熱等，可采用基于狀態(tài)監(jiān)測的狀態(tài)檢修方式。如果預(yù)知故障的可信度較低，可根據(jù)具體情況選擇其它的檢修方式。對一些在整個系統(tǒng)中非重要的設(shè)備或部件，如：普通照明、非重要的信號系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)等，采用事后檢修的方式是比較合適的。這樣既省掉了預(yù)防檢修的時間和費用，又不至于對整個系統(tǒng)造成較大的影響。（3）通過經(jīng)濟技術(shù)比較確定有些設(shè)備或部件在系統(tǒng)中的作用可能是非常重要的，但對其故障預(yù)知監(jiān)測在技術(shù)上是有困難的，因為它們的運行狀態(tài)參數(shù)難以收集，或在經(jīng)濟上不合算。如：高壓斷路器是電力系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，斷路器的機構(gòu)是斷路器的關(guān)鍵組成部分，其機構(gòu)卡澀及配用液壓機構(gòu)的斷路器的機構(gòu)中液壓油的雜質(zhì)，在很多情況下造成斷路器的故障。采用定期檢修的方式，對機構(gòu)轉(zhuǎn)動部位定期潤滑，對液壓機構(gòu)的液壓油進行定期過濾，要比通過狀態(tài)監(jiān)測而采用狀態(tài)檢修更方便、有效、經(jīng)濟合理。再如：隔離開關(guān)轉(zhuǎn)動部位的潤滑情況、充油設(shè)備的密封膠墊的老化程度等，顯然也不宜采用預(yù)知監(jiān)測。（4）按設(shè)備的運行特點來確定有些設(shè)備或部件由于其運行特點，難以進行狀態(tài)監(jiān)測。如：繼電保護和自動裝置的接點，只有在需要時才接通（或斷開），再如大部分半導(dǎo)體裝置的元器件，在故障前是很少或根本沒有先兆的。因此，對此類設(shè)備進行定期維護檢查是適宜的。（5）按設(shè)備停電單元確定狀態(tài)診斷是以單臺設(shè)備為目標的，而電力系統(tǒng)中設(shè)備的停用一般涉及一個設(shè)備單元，當一臺設(shè)備因故停電檢修時，對同一停電范圍內(nèi)的其它設(shè)備進行一些預(yù)防性的檢修是非常必要的。尤其是重要設(shè)備的停送電往往涉及到一個區(qū)域的運行方式和電力供求關(guān)系的調(diào)整，這樣的配合性檢修更不允忽視。3、舉例現(xiàn)以發(fā)電廠主變壓器的檢修為例來說明確定最佳檢修方式的方法。首先，對變壓器的各組成部分按照其各自的損耗規(guī)律、在整臺設(shè)備中的重要程度及對其進行狀態(tài)監(jiān)測的效果等進行分析歸類，根據(jù)分析結(jié)果（見表1）來確定各個組成部分的檢修方式。然后，對各部件的檢修方式進行匯總確定出整臺設(shè)備的最佳檢修方式。表1 主變壓器檢修方式選擇分析匯總表部件名稱損耗規(guī)律該部件故障對整臺設(shè)備的影響程度狀態(tài)監(jiān)測手段的監(jiān)測效果應(yīng)采用的檢修方式繞組絕緣浴盆型大色譜、繞組變形，效果好狀態(tài)檢修鐵芯過熱浴盆型較大色譜、鐵芯絕緣電阻，效果好狀態(tài)檢修密封膠墊衰老型小不經(jīng)濟，效果差定期檢修外瓷絕緣穩(wěn)定發(fā)展型大巡視、絕緣試驗，效果好事后檢修分接開關(guān)逐漸發(fā)展型大直阻、分離角，效果好狀態(tài)檢修潛油泵逐漸發(fā)展型一般效果差定期維護或事后檢修通過分析可以看出，繞組絕緣、鐵芯、分接開關(guān)應(yīng)采用狀態(tài)檢修的方式，其它部分采用定期檢修或事后檢修的方式。即當主變繞組及鐵芯通過監(jiān)測證明無故障時，檢修中可不進行吊罩檢查。這樣既避免了因不必要的吊檢而帶來的由于吊罩過程中因過失造成的零部件損壞、遺留異物及因氣候或現(xiàn)場條件限制造成變壓器芯子的污染或受潮，又大大減少工作量、縮短檢修工期 、降低檢修費用。4、結(jié)論（1）狀態(tài)檢修不一定適用于所有設(shè)備，各種檢修方式有自己的特點，也有自己的適用范圍。檢修方式的確定應(yīng)視檢修對象的具體情況不同而采用相應(yīng)的方式，一律采用一種檢修方式是比較片面的。（2）一臺設(shè)備，不同的部件可采用不同的檢修方式，或者是幾種不同檢修方式的優(yōu)化組合。最佳檢修方式的確定，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的損耗和磨損規(guī)律、重要程度、結(jié)構(gòu)、材料及運行特點等因素進行綜合分析。（3）確定設(shè)備最佳檢修方式的諸多條件來源于對設(shè)備特性和故障情況的掌握程度。因此，提高設(shè)備的管理水平是確定設(shè)備最佳檢修方式的前提。四、狀態(tài)檢修技術(shù)的基本策略1、狀態(tài)檢修的信息構(gòu)成基礎(chǔ)狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)在于狀態(tài)分析，而狀態(tài)分析的基礎(chǔ)是狀態(tài)信息。因此設(shè)備狀態(tài)信息是評估設(shè)備狀態(tài)的主要依據(jù)和開展狀態(tài)維修的必要條件。設(shè)備狀態(tài)信息主要包括：（1）預(yù)防性試驗數(shù)據(jù)（包括傳統(tǒng)試驗項目、特殊試驗項目、帶電診斷以及在線監(jiān)測等）；（2）與設(shè)備狀態(tài)相關(guān)的運行信息（如反映變壓器壽命損失的負荷時間記錄、反映開關(guān)觸頭老化的開斷大電流時間記錄等）；（3）缺陷、事故和維修記錄（包括家族質(zhì)量記錄）。過去，在我們?nèi)粘５脑O(shè)備管理中，這些狀態(tài)信息彼此隔離或無記錄，這不利于全面的設(shè)備狀態(tài)分析，建議建立計算機管理檔案系統(tǒng)。預(yù)防性試驗以預(yù)防性試驗規(guī)程為主，但應(yīng)考慮近年來發(fā)展的新的試驗技術(shù)，如變壓器繞組變形、紅外和紫檢測等。不良運行工況因設(shè)備不同而異，如變壓器，可以考慮過負荷（過負荷程度和持續(xù)時間）、侵入波（幅值和陡度）、出口（近區(qū)）短路等；對于斷路器包括開斷短路以及負荷電流的幅值、時間，操作次數(shù)等等。缺陷記錄指從出廠試驗、交接試驗和運行過程中發(fā)現(xiàn)的各種異常和缺陷，包括非絕緣性缺陷，如漏油、漏氣等。維修記錄主要反映設(shè)備的維修歷史，如何種原因維修、何種性質(zhì)的維修、維修中發(fā)現(xiàn)的問題與維修前評估、維修的效果等。家族質(zhì)量記錄主要基于這樣一個概念，同一型號、特別是同一制造商同一型號的設(shè)備，往往有共同的質(zhì)量弱點，家庭質(zhì)量記錄對其它設(shè)備有警示作用。2、設(shè)備狀態(tài)分析和檢修策略狀態(tài)分析的目的是基于設(shè)備的狀態(tài)信息，對設(shè)備狀態(tài)做出一個初步的評價，作為安排維修的一個依據(jù)。設(shè)備狀態(tài)分析方法有兩個：橫向?qū)Ρ群涂v向?qū)Ρ?。橫向?qū)Ρ仁菍⒛硞€設(shè)備的狀態(tài)信息與同類設(shè)備等相比較，以確定劣化的顯著性，若被比較設(shè)備的狀態(tài)信息與同類設(shè)備之間沒有顯著性差異，基本可以確定設(shè)備是正常的，比較時涉及的同類設(shè)備越多，結(jié)論越可靠。因為大量設(shè)備同時出現(xiàn)缺陷的幾率很小。在進行橫向比較時有兩個因素可能影響結(jié)論，一是同類設(shè)備的含義，二是同類設(shè)備的數(shù)量?？v向?qū)Ρ确治鍪菑脑O(shè)備劣化的趨勢來確定設(shè)備的狀態(tài)，即不局限以一個閥值作為設(shè)備“合格”與“不合格”的分水嶺，而是根據(jù)劣化的趨勢來識別設(shè)備的狀態(tài)。其實許多情況下設(shè)備的狀態(tài)并非如此界限分明，缺陷的最終顯露通常是微小的劣化逐步發(fā)展的結(jié)果，所以說，相當部分的設(shè)備處在正常和有缺陷之間的第三種狀態(tài)，即灰色狀態(tài)，而這些設(shè)備才是狀態(tài)監(jiān)督管理的重點和難點。3、理想判斷電氣設(shè)備健康狀況的過程：（1）全面、系統(tǒng)的匯總電氣設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)。（2）以在線監(jiān)測方式代替部分停電試驗手段，獲取更為連續(xù)且更為符合實際的狀態(tài)數(shù)據(jù)。（3）所有電氣設(shè)備的初始狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)計算機進行全面的、系統(tǒng)的處理，形成系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。（4）建立初步的計算機輔助判斷系統(tǒng)，對狀態(tài)數(shù)據(jù)分析判斷，從而獲取是否檢修的依據(jù)。五、開展狀態(tài)維修的幾個重要環(huán)技術(shù)環(huán)節(jié)1、把好設(shè)備初始狀態(tài)關(guān)初始狀態(tài)包括以下幾個方面的內(nèi)容：（1）注重設(shè)備設(shè)計選型工作，有意識地為運行中開展帶電或在線檢測創(chuàng)造先天條件；（2）加強對設(shè)備的監(jiān)造和出廠驗收，確保產(chǎn)品入廠質(zhì)量；（3）加強對安裝調(diào)試質(zhì)量的監(jiān)督檢查，嚴把驗收關(guān)；（4）新設(shè)備在投運后力爭在5年內(nèi)進行一次大修，以便更深入地掌握設(shè)備在設(shè)計、制造和安裝過程中所遺留缺陷和問題。2、積極采用先進的在線或帶電檢測手段對運行中的設(shè)備除了加強常規(guī)監(jiān)督測試，嚴格執(zhí)行預(yù)防性試驗規(guī)程和設(shè)備定期檢查試驗制度中規(guī)定的試驗和檢修項目外，還要配合采用先進的檢測手段（譬如，帶電檢測設(shè)備的泄漏電流、油色譜分析、紅外診斷等），及時掌握設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)。3、提高狀態(tài)分析水平設(shè)備狀態(tài)分析水平是狀態(tài)監(jiān)測與狀態(tài)檢修相銜接的關(guān)鍵一環(huán)，主要包括三個方面： （1）加快火電廠電氣設(shè)備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)向廠用SIS系統(tǒng)遠傳功能的開發(fā)，并提高傳送水平。使在線監(jiān)測裝置通過接口SIS計算機局域網(wǎng)絡(luò)相連，設(shè)備管理部門和電氣檢修單位通過網(wǎng)絡(luò)能實時調(diào)用各裝置所測數(shù)據(jù)，從而真正發(fā)揮在線監(jiān)測裝置的作用。（2）建立設(shè)備狀態(tài)的微機信息管理系統(tǒng)。利用這個系統(tǒng)逐漸實現(xiàn)狀態(tài)維修管理工作的標準化，管理業(yè)務(wù)的程序化，數(shù)據(jù)資料的完整化和準確化，狀態(tài)信息的資源共享化和綜合處理化。（3）加強測試數(shù)據(jù)分析。要重點把有助于廣泛掌握設(shè)備狀態(tài)和把握設(shè)備狀態(tài)變化趨勢，從而制定更科學(xué)的檢修策略的數(shù)理統(tǒng)計的方法應(yīng)用到狀態(tài)檢修中去，即通過對有關(guān)設(shè)備大量的歷史資料，包括出廠試驗、歷次試驗、檢修與故障記錄以及運行狀況等的統(tǒng)計分析，對某類設(shè)備的狀態(tài)作出評估，對其狀態(tài)的變化趨勢或規(guī)律作出預(yù)測。 譬如以MOA（金屬氧化物避雷器）在0.75UImA下的泄漏電流這一試驗項目為例，規(guī)程僅給出了50A的閾值，大于50A視為不合格，容易理解，45A和5A雖然都算合格，但反映出MOA閥片的狀態(tài)并不相同。此外運行了十年的MOA逐年緩慢達到45A和運行了一年就達到45A，反映出MOA閥片的狀態(tài)也不相同。六、推行狀態(tài)檢修的其它相關(guān)問題狀態(tài)檢修不單是技術(shù)方面的問題，更是觀念的更新，體制的創(chuàng)新和管理的改革及高素質(zhì)人員的要求，下面對這幾個問題簡述如下：1、開展狀態(tài)檢修需要觀念更新實施狀態(tài)檢修需要改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的預(yù)防性檢修思維方式，同時又要逐步地用變化的觀念去解決技術(shù)及管理問題。應(yīng)該認識到在實施狀態(tài)檢修及管理工作中不可能尋得一種快速的、一次性解決所有問題的方法，這樣的系統(tǒng)工程不可能一蹴而就。實踐證明，觀念更新和腳踏實地地從基礎(chǔ)工作做起是實施狀態(tài)檢修的關(guān)鍵之一。2、開展狀態(tài)檢修需要體制創(chuàng)新電氣設(shè)備的定期檢修制度及方法一般都是通過相關(guān)規(guī)程、條例、導(dǎo)則得以體現(xiàn)的。而實施狀態(tài)檢修首先在剖析現(xiàn)行各專業(yè)規(guī)程的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)備現(xiàn)狀制定出一個可靠、有效、客觀的指導(dǎo)性文件。如對專業(yè)規(guī)程規(guī)定的技術(shù)條件、標準、工藝等原則上要執(zhí)行，而對設(shè)備檢修的“周期規(guī)定”要逐步改革，并對檢修內(nèi)容及方法進行改進。尤其有利于狀態(tài)檢修工作開展的安全生產(chǎn)管理機制尚未形成，迫于當前電力安全生產(chǎn)形勢的壓力，使得寧可檢修過剩，按部就班，也不甘冒險開展狀態(tài)檢修，費力不討好，這在很大程度上抑制著狀態(tài)檢修的實施，因此需要建立激勵機制，并對事故責(zé)任的追究亦作相應(yīng)客觀而合理的改變，使之有利于狀態(tài)檢修的試行和逐步發(fā)展，并在實踐中積累經(jīng)驗，完善制度。3、開展狀態(tài)檢修需要加強管理開展狀態(tài)檢修工作首先要領(lǐng)導(dǎo)重視。在科學(xué)管理的基礎(chǔ)上，領(lǐng)導(dǎo)要敢于承擔(dān)技術(shù)責(zé)任，要建立起由有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)牽頭，有關(guān)部門負責(zé)人和技術(shù)專家、專業(yè)骨干組成的負責(zé)、策劃、組織、協(xié)調(diào)并指導(dǎo)狀態(tài)檢修工作的領(lǐng)導(dǎo)小組，以協(xié)調(diào)相關(guān)專業(yè)部門的分工、配合、銜接和實施等各項具體工作，組織有關(guān)人員編寫、制定狀態(tài)檢修的有關(guān)規(guī)章制度，重點明確推行狀態(tài)檢修工作的步驟，以及各個階段的重點、實施狀態(tài)檢修的設(shè)備對象。狀態(tài)檢修本質(zhì)上是一種檢修管理模式，需要科學(xué)的管理手段支撐。狀態(tài)診斷主要是建立在大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，隨著計算機管理信息系統(tǒng)的普及及推廣應(yīng)用，建立設(shè)備信息管理專家系統(tǒng)就顯得十分必要。利用這類系統(tǒng)逐步實現(xiàn)檢修管理工作的標準化、程序化、準確化，實時分析每臺設(shè)備的狀態(tài)并進行狀態(tài)變化趨勢的分析，減少了數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計、比較工作中的工作量和誤差率。4、開展狀態(tài)檢修需要提高人員素質(zhì)狀態(tài)檢修是一項系統(tǒng)性、技術(shù)性很強的工作，從基層班組到設(shè)備管理部門，有關(guān)人員需要適應(yīng)新的設(shè)備狀態(tài)管理模式，應(yīng)該設(shè)置狀態(tài)分析崗位，從領(lǐng)導(dǎo)上、體制上推動實施。5、檢修策略中人工智能的引入這一檢修策略中，許多地方仍采用了一些經(jīng)典的處理方式，這些經(jīng)典的方式不一定全面反映客觀實在，因此，引入人工智能是十分重要的。在綜合診斷中可以有多種人工智能方式幫助決策，不但可診斷出是否檢修，并可能給出故障類型程度。在檢修管理系統(tǒng)中引入智能技術(shù)，可以更準確、科學(xué)地排定檢修計劃，總結(jié)歷史經(jīng)驗，優(yōu)化配置人力、物力，提高管理水平等。第三章 電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的一般技術(shù)問題一、狀態(tài)檢修技術(shù)及其理論所包涵的主要內(nèi)容狀態(tài)檢修技術(shù)是隨著故障診斷技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸進入實用化，并由于其巨大的經(jīng)濟效益而在電力系統(tǒng)引起廣泛重視，理論研究和生產(chǎn)實踐都在進一步深入。國外在狀態(tài)檢修技術(shù)研究與實踐應(yīng)用方面都已取得了較成功的經(jīng)驗。美國、德國、日本、法國都有應(yīng)用這項技術(shù)的報道。與狀態(tài)檢修密切相關(guān)、能直接提高狀態(tài)檢修工作質(zhì)量的理論與技術(shù)主要包括4個方面的內(nèi)容，即：設(shè)備壽命管理與預(yù)測技術(shù)、設(shè)備可靠性分析技術(shù)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)和信息管理與決策技術(shù)。1、設(shè)備壽命管理與預(yù)測技術(shù)大多數(shù)工業(yè)化國家的電力基礎(chǔ)設(shè)施在20世紀60與70年代間得到極大擴充,因此，多數(shù)電力主設(shè)備的在役時間在2530年左右，且進入老化階段的設(shè)備所占份額愈來愈大。這種情況迫使各電力公司考慮如何延長設(shè)備壽命并保證效益。狀態(tài)檢修中壽命預(yù)測與評估技術(shù)的應(yīng)用，有利于科學(xué)合理地安排檢修和提高設(shè)備的可用率。變壓器剩余壽命的評估是當今監(jiān)測與診斷工作的重要內(nèi)容之一?，F(xiàn)有的大多數(shù)估計變壓器壽命方法，僅簡單考慮負荷、溫度、絕緣材料的現(xiàn)狀，由于變壓器遭受到的短路次數(shù)、過電壓次數(shù)、設(shè)計弱點、修理和現(xiàn)場運輸?shù)纫蛩囟紩绊懽儔浩靼l(fā)揮功能的能力。要正確估算變壓器的壽命，必須獲得有關(guān)運行狀況和歷史信息，需要對變壓器技術(shù)情況有更深入的了解。研究及實驗表明，變壓器很少由于技術(shù)性或使用壽命的原因退出運行，而主要受經(jīng)濟壽命的限制。因此，ABB公司和歐洲一些重要電業(yè)部門為避免對剩余壽命進行定量評估，開發(fā)了一種變壓器排列等級方法，為變壓器的壽命評估作了大量工作。2、電力設(shè)備的可靠性技術(shù)可靠性技術(shù)是一門在40年代開始于美國的專業(yè)技術(shù)，其后蘇聯(lián)提出了可靠性與維修性理論和統(tǒng)計方法。所謂可靠性是只機械設(shè)備和元件等在規(guī)定的條件下和預(yù)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。系統(tǒng)的可靠性數(shù)學(xué)模型在很多文獻中均有介紹，一般把可修系統(tǒng)歸為馬爾科夫模型和非馬爾科夫模型。設(shè)備可靠性通常用可靠度函數(shù)來定量描述。定義為不可靠度函數(shù)，它是產(chǎn)品在時間內(nèi)發(fā)生故障的概率：,可靠度函數(shù)定義為：=1-，其中為故障密度函數(shù)。傳統(tǒng)的電力設(shè)備可靠性評估基于威布爾得出的浴盆曲線法，如圖10所示，但是此法只對有支配性損耗故障的設(shè)備進行維修，且精度不高。3、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是故障在線診斷和離線分析的基礎(chǔ)。目前發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)手段相對比變壓器等電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)成熟，只是在實際應(yīng)用時，如何準確判斷電機狀態(tài)，還需進一步工作經(jīng)驗積累。美國電力研究院（EPRI）下屬的監(jiān)測診斷中心（M&D）利用40多項先進的測量技術(shù)和分析軟件，對美國50家最大的電力公司的發(fā)電廠、電網(wǎng)中80的設(shè)備進行了在線監(jiān)測和故障分析，了解設(shè)備的運行狀況和健康水平，并據(jù)此制定設(shè)備維護和檢修計劃。我國對運行變壓器的狀態(tài)監(jiān)測作了大量的工作，有單一信息量和多信息量的，但從應(yīng)用效果看不甚理想。關(guān)于開關(guān)的狀態(tài)檢修及故障診斷，由于其故障機理較為清楚，故障診斷原理與方法比較成熟，國內(nèi)已研究出檢測裝置和檢測方法。故障診斷技術(shù)的研究已經(jīng)由單一地偏重故障機理與診斷方法的研究發(fā)展到故障診斷專家系統(tǒng)的研制開發(fā)。迄今為止，國內(nèi)外現(xiàn)有的專家系統(tǒng)尚不能對設(shè)備故障故障進行全面的自動診斷，還依賴于有經(jīng)驗的專家進行判斷，其主要原因是由于這些專家系統(tǒng)所包含的知識還不足以全面反映故障的征兆與其原因之間的映射關(guān)系。1早期故障期；2偶然故障期；3耗損故障期圖10 典型“浴盆曲線”圖4、信息管理與決策技術(shù)近30年來，管理決策作為一門獨立學(xué)科，有了很大發(fā)展。狀態(tài)檢修作為一種先進的檢修體制，是與多方面的管理工作分不開的。圖11為狀態(tài)檢修的一個簡化決策流程。世界各國從不同的管理目標出發(fā)，形成了不同的管理系統(tǒng)。芬蘭的IVO輸電服務(wù)公司開發(fā)的變電站檢修管理系統(tǒng)（SOFIA）是一建立在對一座變電站的長期檢修計劃的基礎(chǔ)上，,從壽命周期費用（lifecyclecost）著手，使用設(shè)備的劣化模型的數(shù)學(xué)形式（狀態(tài)模型）來估計設(shè)備將來狀態(tài)的一種檢修管理系統(tǒng)。SOFIA在考慮預(yù)算及其設(shè)備狀態(tài)的情況下，通過檢修費用的優(yōu)選，降低總費用。荷蘭B.V. KEMA與荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)在考慮市場情況及技術(shù)條件的前提下，研制了一種包括狀態(tài)檢修在內(nèi)的多種策略均衡應(yīng)用的Mainman檢修管理系統(tǒng)，其特點在于引入了診斷專家系統(tǒng)，使可靠性和安全性達到可接受的水平。圖11狀態(tài)檢修簡化決策流程5、狀態(tài)檢修的理論內(nèi)涵世界各國研究與實踐證明，根據(jù)設(shè)備實際狀態(tài)進行維修是行之有效的辦法。任何設(shè)備發(fā)生故障前均有一些征兆。例如：軸承故障前的振動信號、異常聲響信號，潤滑油內(nèi)金屬顆粒信號的異常變化等。設(shè)備由正常狀態(tài)到故障發(fā)生，其狀態(tài)信號有一個發(fā)展變化過程。這個潛在過程可用P-F曲線表示，詳見圖12。故障萌發(fā)點代表剛剛出現(xiàn)故障，沒有明顯征兆；潛在故障點P有明顯征兆；F點代表設(shè)備喪失功能的故障發(fā)生點。由潛在故障點P到功能故障點F通常都會有一段或長或短的時間。通過監(jiān)測其狀態(tài)參數(shù)，就可以捕捉到故障萌發(fā)點或潛在故障點的狀態(tài)參數(shù)變化，從而進行分析，發(fā)現(xiàn)故障部位、性質(zhì)及變化規(guī)律。圖12 設(shè)備故障過程的狀態(tài)信號變化二、電氣設(shè)備實施狀態(tài)檢修所需要的技術(shù)支持實施狀態(tài)檢修是在運行人員和檢修人員隨時了解設(shè)備狀態(tài)和對存在潛在故障的設(shè)備加強監(jiān)視的情況下進行的，它是建立在在線狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷廣泛實行的基礎(chǔ)之上的。目前實現(xiàn)電氣設(shè)備狀態(tài)檢修需要下列技術(shù)支持：1、復(fù)雜大系統(tǒng)可靠性評價復(fù)雜大系統(tǒng)可靠性評估是狀態(tài)檢修技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，也是可靠性工程的重要組成部分，可靠性評估是根據(jù)產(chǎn)品的可靠性結(jié)構(gòu)、壽命模型及試驗信息，利用統(tǒng)計方法和手段，對評價產(chǎn)品可靠性的性能指標給出估計的過程。在可靠性評估領(lǐng)域，對復(fù)雜大系統(tǒng)的可靠性評估一直是重大難題之一。主要原因之一是由于費用和試驗組織等方面的原因，不可能進行大量的系統(tǒng)級可靠性試驗，而只能利用單元試驗信息，如何充分利用單元和系統(tǒng)的各種信息對系統(tǒng)可靠性進行精確的評估是相當復(fù)雜的問題。20世紀 90年代中后期以來，國際上普遍使用“金字塔”模型進行可靠性綜合評估，取得了一定效果。這種模型是從底層出發(fā)直至系統(tǒng)級，逐級向上折合、綜合，最終對大系統(tǒng)的可靠性進行評估。由于這種方法的數(shù)據(jù)來源單一及綜合過程的多級近似而導(dǎo)致了評估結(jié)果的可信度不高。因此現(xiàn)在又出現(xiàn)將信息融合技術(shù)和證據(jù)理論應(yīng)用在復(fù)雜大系統(tǒng)的可靠性評估方面的趨勢，為復(fù)雜大系統(tǒng)的可靠性評估提供了新的方法。2、先進的傳感技術(shù)先進的傳感器是實現(xiàn)預(yù)測性維修的重要手段，也是一個長盛不衰的研究熱點。因為故障診斷技術(shù)的發(fā)展首先決定于能否獲取盡可能多的有用信息，這是數(shù)據(jù)處理和診斷決策的基礎(chǔ)。一些原來用于軍事方面的傳感技術(shù)已有一部分移植到電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測上來。如光纖傳感器等，目前研究重點就是發(fā)展集成化、陣列化、智能化的傳感器和電壓敏、熱敏及氣敏等敏感元器件產(chǎn)品。除傳感器本身的問題外，需要研究的還包括傳感器的放置問題，在很多情況下，傳感器的位置不同可能會造成不同的測量結(jié)果。3、信息采集處理技術(shù)由于狀態(tài)監(jiān)測所選用的傳感器一般是非侵入似的，不影響被監(jiān)測設(shè)備的正常運行，所監(jiān)測的特征信號，既有狀態(tài)變量，也有二次效率信息（如分解物等），因此可能有很多信號反應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)，如局部放電過程中會產(chǎn)生電脈沖、氣體生成物、超聲波、電磁輻射、光、局部過熱、產(chǎn)生微量金屬元素等現(xiàn)象。相應(yīng)的就可監(jiān)測電脈沖、氣相色譜、超聲波、電磁波、光、紅外光、金屬原子含量等信息。不同的設(shè)備可能會選擇不同的信息及不同的信號處理方式。同時，由于信號在傳送過程中往往受其它信號的干擾，因此傳感器所測量的數(shù)據(jù)究竟采用模擬傳輸還是數(shù)字傳輸或采用有線傳輸還是無線傳輸?shù)葐栴}也應(yīng)深入研究。4、干擾抑制技術(shù)盡管在狀態(tài)檢測過程中采取了很多的抗干擾措施，但在在線監(jiān)測過程中仍會受到現(xiàn)場中不可避免的干擾，因此除對硬件濾波器和數(shù)字濾波技術(shù)進行深入研究外，近年來發(fā)展的小波變換技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于信號提取中，它可有效地濾除各種噪聲信號（如現(xiàn)場測試中經(jīng)常遇到的載波信號干擾），可把有用信號從比信號強幾個數(shù)量級的干擾中提取出來。5、模式識別技術(shù)故障信號的分類一直被認為是較困難的研究課題。因為過去用頻譜來區(qū)分故障類型的方法有很大的局限性，許多不同類型的故障信號頻譜往往有一部分甚至大部分是重疊的，在頻域內(nèi)很難加以區(qū)分?，F(xiàn)在，研究故障的特征提取和特征識別的方法是故障診