電力工業(yè)可靠性管理(一)

1、電力工業(yè)可靠性管理 一 本章介紹了可靠性管理的根本概念，我國(guó)電力工業(yè)可靠性管理的開(kāi)展 過(guò)程和開(kāi)展情況，可靠性的主要指標(biāo)與數(shù)學(xué)模型，可靠性計(jì)算的根本 知識(shí)；著重闡述了可靠性管理在電力工業(yè)中的應(yīng)用工和基于可靠性管 理全過(guò)程設(shè)備管理；對(duì)可靠性管理與平安監(jiān)察的關(guān)系也進(jìn)行了分析和 討論。第一節(jié)可靠性管理概論一、概述對(duì)于一般技術(shù)系統(tǒng)，可靠性的定義是一個(gè)元件或一個(gè)系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí) 間內(nèi)完成預(yù)定功能的能力。電力工業(yè)可靠性的定義是：電力系統(tǒng)各個(gè) 環(huán)節(jié)完成將符合標(biāo)準(zhǔn)的滿足用戶數(shù)量要求的電力和電量輸送至用戶的 程度。電力系統(tǒng)可靠性包括充裕度和平安性兩個(gè)方面。充裕度Adequacy是指電力系統(tǒng)根據(jù)用戶需要，以元件額定容

2、量和允許的電壓變動(dòng)范圍為制約條件，同時(shí)考慮到方案的和非方案的系統(tǒng) 元件停運(yùn)及運(yùn)行操作的制約條件下，為用戶間斷的提供電力和電量的 能力。充裕度也常指靜態(tài)可靠性，也就是在靜態(tài)條件下，電力系統(tǒng)滿 足用戶電力和電量的能力。平安性Security是指電力系統(tǒng)承受突然發(fā)生的擾動(dòng)例如突然短路或非方案地失去系統(tǒng)元件的能力。平安性有時(shí)也稱動(dòng)態(tài)可靠性，也就是動(dòng)態(tài)條件下，電力系統(tǒng)經(jīng)受住突然擾動(dòng)并不間斷地向用戶提供電 力和電量的能力。平安性的另一個(gè)方面指系統(tǒng)的整體性，即電力系統(tǒng) 維持聯(lián)合運(yùn)行的能力。電力系統(tǒng)的整體性往往與維持系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的 能力有關(guān)，在遭受突然動(dòng)時(shí)， 一旦整體遭破壞， 可能導(dǎo)致穩(wěn)定性破壞， 不可控的系

3、統(tǒng)解列，最后造成系統(tǒng)大面積停電。 國(guó)外電力工業(yè)應(yīng)用可靠性技術(shù)是 60 年代陸續(xù)開(kāi)展起來(lái)的。當(dāng)時(shí)，之所 以要應(yīng)用可靠性技術(shù)，有兩個(gè)原因，一是隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化，人們 對(duì)電的依賴越來(lái)越深，對(duì)供電質(zhì)量要求也越來(lái)越高。 60 年代，正是電 視機(jī)、計(jì)算機(jī)、空調(diào)器普及時(shí)期，宇航工業(yè)也日益開(kāi)展，這都要求供 電高度平安、可靠，電壓頻率合格。二是電網(wǎng)越來(lái)越大，單機(jī)容量從 100MW左右開(kāi)展到200300MW，廣泛采用中間再熱系統(tǒng)，控制復(fù)雜 了，一臺(tái)機(jī)組發(fā)生事故，往往影響很大。電網(wǎng)擴(kuò)大后，超高壓遠(yuǎn)距離 輸電增多，電網(wǎng)穩(wěn)定問(wèn)題突出起來(lái)，如何合理保證供電可靠性就成為 迫切問(wèn)題。 1965 年以前，幾個(gè)主要興旺國(guó)家的工

4、業(yè)部門都擬訂了一些 供電可靠性指標(biāo)，進(jìn)行了一些理論研究，例如，在美國(guó)有些電力公司 各自采用不同的指標(biāo)，如 電力缺乏概率(LOLP、電量缺乏期望值(EENS、停電頻率和平均持續(xù)時(shí)間(F&ampD)等。1965年11月9 日，美國(guó)東北系統(tǒng)(包括紐約、大停電事故，引起了很大震動(dòng)，大大 推動(dòng)了可靠性工作。 1 968年，美國(guó)成立了全國(guó)電力可靠性協(xié)會(huì) (NERC、， 全國(guó)分九個(gè)平安協(xié)調(diào)區(qū)，各電力公司共同參加，擬定各自的可靠性準(zhǔn) 那么，規(guī)定在種種事故情況下，電力系統(tǒng)不得產(chǎn)生連鎖反響擴(kuò)大事故， 把“電力缺乏概率 做為規(guī)劃電網(wǎng)的根本指標(biāo)，即必須到達(dá)這個(gè)指標(biāo)后， 再考慮最正確費(fèi)用方案。他們與美國(guó)電力研究

5、會(huì)合格，擬定了從聯(lián)合系 統(tǒng)到發(fā)、送、配電及用戶用電的可靠性準(zhǔn)那么。有些電力公司內(nèi)部也制 定了可靠性準(zhǔn)那么，對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備、運(yùn)行、維護(hù)以至用戶效勞都提出了 要求。有的參謀公司建議電廠推行 PAR 制度，即以三個(gè)指標(biāo)： PPerformanee,運(yùn)行性能、A Availability，可用率、R Relability, 可靠性來(lái)改良電廠工作，各供電部門普遍有用戶停電記錄，計(jì)算供 電可靠度,設(shè)計(jì)、制造部門經(jīng)常按電業(yè)部門提供的事故反響改良自己 的工作,并經(jīng)?；卦L。近 30 年來(lái),我國(guó)電力工業(yè)一貫堅(jiān)持 “平安第一 的方針,逐步建立了一 整套關(guān)于保證平安的規(guī)章制度、管理方法和一系列措施。實(shí)踐證明, 這是一條

6、成功的經(jīng)驗(yàn),但是也要清醒地看到,隨著電力工業(yè)的迅速發(fā) 展,僅靠過(guò)去這套管理方法和管理經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)不夠了,迫切需要建立一 套適合于我國(guó)的可靠性管理方法。這是由于： 1過(guò)去的平安管理工作不全面, 它只著重于生產(chǎn)的運(yùn)行、 檢修方面。 近十幾年來(lái),我們遇到大量設(shè)備制造質(zhì)量不良,設(shè)計(jì)不合理,廠址選 擇不當(dāng),施工遺留問(wèn)題,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱等問(wèn)題,這都是沒(méi)有產(chǎn)行全面 平安管理造成的。 因此,要搞好平安, 必須從規(guī)劃、 設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、 施工和安裝、運(yùn)行和檢修、人員培訓(xùn)等各個(gè)環(huán)節(jié),嚴(yán)格實(shí)行可靠性管 理。 2 電網(wǎng)開(kāi)展的規(guī)模越來(lái)越大,單機(jī)容量越來(lái)越大,互聯(lián)電網(wǎng)的區(qū)域 在增多,互聯(lián)容量增大,長(zhǎng)距離重負(fù)荷的局面下在形成。從

7、可靠性觀 點(diǎn)來(lái)說(shuō),電力系統(tǒng)的規(guī)模越大,結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,發(fā)生事故的可能性就越 大，運(yùn)行人員誤判斷和誤操作也越多。往往一處發(fā)生事故，就會(huì)產(chǎn)生 連鎖反響，擴(kuò)大事故，造成大面積停電。對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分 析，提出減少故障率，提高可用率和穩(wěn)定性的改良措施，就可以極大 限度地防止大面積停電事故的發(fā)生。3供電的充足性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系非常密切。供電可靠 性對(duì)電力投資的影響十分敏感，供電可靠性提高一點(diǎn)在根本建設(shè)投資 上表現(xiàn)得很突出，如何保持合理的供電可靠性成為至關(guān)重要的問(wèn)題， 要求在電力系統(tǒng)規(guī)劃和電力工程設(shè)計(jì)當(dāng)中進(jìn)行可靠性計(jì)算和評(píng)估，如 系統(tǒng)的備用容量、發(fā)電廠輔助設(shè)備的備用裕度、電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中的 具

8、體問(wèn)題如線路、鐵塔、防污的措施和保護(hù)的配置等。選擇這些 條件都要在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間取得平衡?？煽啃怨芾碇冈陬A(yù)定時(shí)間內(nèi)和規(guī)定條件下，保證系統(tǒng)、設(shè)備、部件或 元件完成規(guī)定功能的一系列管理活動(dòng)。其任務(wù)為：1研究與制定單個(gè)元件和由元件組成的系統(tǒng)的可靠性計(jì)算指標(biāo)與統(tǒng) 計(jì)方法。2根據(jù)可靠性計(jì)算指標(biāo)，結(jié)合被管理對(duì)象的具體情況，研究與制訂 可靠性的計(jì)算、預(yù)測(cè)、分配與評(píng)價(jià)的方法。3尋找提高被管理對(duì)象可靠性的途徑和方法。4研究可靠性和經(jīng)濟(jì)性的最正確配合。 可靠性管理是對(duì)管理對(duì)象進(jìn)行全過(guò)程及全面的綜合管理。貫穿系統(tǒng)的 規(guī)劃、設(shè)計(jì)制造、基建安裝、運(yùn)行和維修的全過(guò)程。在規(guī)劃階段，要 在負(fù)荷預(yù)測(cè)和一次能源平衡的根底上安排好電源開(kāi)發(fā)的布局，保證逐 年有足夠的新增發(fā)電能力投產(chǎn)，以保證電網(wǎng)有充足的備用容量。備用 容量不充足的電網(wǎng)是病態(tài)的電網(wǎng)，其可靠性是很難滿足要求的。在設(shè) 計(jì)階段，要分析系統(tǒng)設(shè)備所具備的可靠性水平，應(yīng)從本錢、功能、政 策、社會(huì)效益等各方面綜合考慮，確定可靠性目標(biāo)。在設(shè)計(jì)方案完成 后，要進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)推算結(jié)果與原定可靠性目標(biāo)進(jìn)行比擬， 作為修定方案的依據(jù)。最后，還要進(jìn)一步對(duì)組成系統(tǒng)的各個(gè)單元或子 系統(tǒng)進(jìn)行可靠度的分配。在研制階段，屬于可靠性的工作有：分析故 障類型，零、部件選擇，可靠性試驗(yàn)，應(yīng)用人類工程學(xué)亦稱人體工 程學(xué)進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)與