可靠性為中心的設(shè)備檢修策略

可靠性為中心的設(shè)備檢修策略

0航空控制系統(tǒng)檢修管理維修和運(yùn)營是能源設(shè)備的一個(gè)重要方面。隨著電氣系統(tǒng)向超高壓、寬帶和自動(dòng)化的發(fā)展，對(duì)設(shè)備維護(hù)的要求越來越復(fù)雜，成本也越來越高。我國變電設(shè)備傳統(tǒng)的檢修方式是定期檢修,近年來又興起了狀態(tài)檢修。但實(shí)踐表明,定期檢修只依據(jù)時(shí)間而不依據(jù)設(shè)備技術(shù)狀況來界定是否需要檢修,會(huì)導(dǎo)致過度檢修或檢修不及時(shí),檢修成本高,浪費(fèi)勞動(dòng)力;狀態(tài)檢修則注重設(shè)備狀況,對(duì)人員及成本的制約作用考慮不夠。國際上發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展趨勢(shì)表明,以可靠性為中心的維修(RCM)已在航空設(shè)備及軍事裝備維修領(lǐng)域得到了應(yīng)用,效果顯著,本文將其引入變電設(shè)備的檢修管理。這種檢修策略的決策方法充分考慮設(shè)備的狀態(tài)和設(shè)備在電網(wǎng)中的重要性,利于合理制定設(shè)備的檢修維護(hù)計(jì)劃。1求的過程或方法RCM是以最少的資源消耗保持設(shè)(裝)備固有可靠性和安全性的原則,應(yīng)用邏輯決斷方法確定設(shè)(裝)備預(yù)防性維修要求的過程或方法。它強(qiáng)調(diào)以設(shè)備的可靠性、設(shè)備的故障后果作為制定維修策略的主要依據(jù),其基本思路是:由設(shè)備功能與故障分析明確設(shè)備各故障后果,以規(guī)范化的邏輯決斷程序確定各故障后果的預(yù)防性對(duì)策,用現(xiàn)場(chǎng)故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、專家評(píng)估、定量化建模等手段在保證安全性和完好性的前提下,以最小維修停機(jī)損失和最小維修資源消耗為目標(biāo),優(yōu)化設(shè)備的維修策略。2設(shè)備狀態(tài)分析RCM策略決策步驟為:建立設(shè)備狀態(tài)分析模型,分析設(shè)備狀態(tài);對(duì)設(shè)備可用率和安全性兩個(gè)影響重要度評(píng)級(jí),分析設(shè)備功能、故障模式、故障后果(FFMEA),確定設(shè)備在電網(wǎng)的重要性;通過邏輯判斷制定維修計(jì)劃。2.1分析設(shè)備狀態(tài)通過對(duì)設(shè)備的運(yùn)行、維修歷史數(shù)據(jù)、缺陷情況的整理和分析,在設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程、各類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上評(píng)估設(shè)備狀態(tài)。2.2設(shè)備類型評(píng)價(jià)結(jié)果據(jù)可靠性分析定義①變電站結(jié)構(gòu),②間隔單元,③電壓等級(jí),④設(shè)備類型,⑤設(shè)備的可靠率,⑥設(shè)備維修成本,⑦停電損失,⑧負(fù)荷類型共8個(gè)設(shè)備的重要性參數(shù),通過評(píng)分綜合評(píng)價(jià)設(shè)備。有些參數(shù)工程以難以給出精確量化值,故本文將8個(gè)參數(shù)設(shè)為模糊集,建立重要性模糊評(píng)價(jià)模型,通過綜合模糊評(píng)判得到設(shè)備重要度。2.2.1不同等級(jí)的分值x含8個(gè)因素的因素集U=[u1,u2,…,ui],(i=1,2,…,8)分別對(duì)應(yīng)8個(gè)重要性參數(shù)。評(píng)判集Vj(j=1,2,…,5)含5個(gè)等級(jí)分別對(duì)應(yīng)于不重要、一般、較重要、重要、很重要。評(píng)分用10分制,不同等級(jí)的分值x和對(duì)應(yīng)的隸屬度函數(shù)μ(x)見圖1。對(duì)于V1,有隸屬度μ1(x)={1,x≤2;2-0.5x,2<x≤4;μ1(x)={1,2?0.5x,x≤2;2<x≤4;表明隸屬“不重要”級(jí)的可能性。對(duì)V2則μ2(x)={0.5x-1,2<x≤4;3-0.5x,4<x≤6;μ2(x)={0.5x?1,3?0.5x,2<x≤4;4<x≤6;同理可得V3、V4、V5的隸屬度函數(shù)。2.2.2模糊評(píng)價(jià)矩陣的建立對(duì)每個(gè)單元因素ui先求取對(duì)應(yīng)于評(píng)分值的5個(gè)隸屬度組成的評(píng)判向量ri=[ri1,ri2ri3,ri4,ri5],如此可得各重要性因素的模糊評(píng)價(jià)向量r1,r2,…,r8,再綜合構(gòu)成模糊關(guān)系矩陣:R=[r11r12r13r14r15r21r22r23r24r25??r81r82r83r84r85]R=??????r11r12r13r14r15r21r22r23r24r25??r81r82r83r84r85??????。2.2.3不同歸一化條件綜合評(píng)價(jià)按各因素對(duì)危害度的貢獻(xiàn)大小進(jìn)行。以權(quán)重向量A為單因素ui在總評(píng)價(jià)中影響程度大小的度量,A=[a1a2a3a4a5a6a7a8],滿足歸一化條件a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=1。權(quán)重可按一定算法確定,也可估計(jì)得到。模糊綜合評(píng)價(jià)向量B由A和R得到B=A×R=[b1b2b3b4b5]B=A×R=[b1b2b3b4b5]最后,按最大隸屬原則,選取最大的bj值所對(duì)應(yīng)的等級(jí)Vj作為綜合評(píng)判結(jié)果。2.3設(shè)備檢修策略圖2為結(jié)合“設(shè)備狀態(tài)C”和“設(shè)備在電網(wǎng)中重要性I”兩個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的模型?！皟蓽?zhǔn)則”的參數(shù)值可用一C-I直角坐標(biāo)系統(tǒng)表示,通過該坐標(biāo)系統(tǒng)可得所有需檢設(shè)備的排列順序(見圖3)。I越大則設(shè)備在電網(wǎng)中的重要程度越高,C越小則設(shè)備狀態(tài)越好。圖3中黑點(diǎn)為變電設(shè)備;d為需維修/替換設(shè)備的次序;β為設(shè)備等級(jí)排序中設(shè)備重要性或設(shè)備狀態(tài)的權(quán)系數(shù)。狀態(tài)特征值Cw、Ce和重要性特征值IC、IT均來自設(shè)備主管和技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)值即用戶特種數(shù)據(jù)。IC和IT分設(shè)備的重要性為3個(gè)區(qū)域:Ⅰ區(qū)為事后檢修策略,這種維護(hù)方式多用于安全性、可靠性要求一般,并允許隨時(shí)修理的設(shè)備;Ⅱ區(qū)為狀態(tài)檢修策略,多用于在電網(wǎng)中較重要且有手段能對(duì)其狀態(tài)連續(xù)在線監(jiān)控的設(shè)備;Ⅲ區(qū)為定期檢修策略,多用于安全性要求較高,一旦故障后果嚴(yán)重,且無法及時(shí)把握狀態(tài)的設(shè)備。Cw、Ce為設(shè)備需常規(guī)檢修抑或更換的判據(jù):C>Ce:必須更換;Cw<C<Ce:采用常規(guī)的檢修;C<Cw:不需檢修。設(shè)備到X軸的距離表示設(shè)備檢修的優(yōu)先級(jí)順序,d值越大,設(shè)備檢修優(yōu)先級(jí)越高。d=√C2+Ι2|sin(arctan(C/Ι)+β)|。3系統(tǒng)調(diào)度分析技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施以可靠性為中心的檢修是檢修發(fā)展的必然趨勢(shì)。美國電力研究院(EPRI)維修診斷中心(M&D)通過各種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)和分析軟件廣泛在線監(jiān)測(cè)和故障分析電站、電網(wǎng)的設(shè)備,了解其運(yùn)行狀況和健康水平,據(jù)此制定設(shè)備的維護(hù)和檢修計(jì)劃,其經(jīng)驗(yàn)表明,RCM