相关500 kV变电设备检修问题

时间:2022-04-30 11:44:27

相关500 kV变电设备检修问题

摘要:现行的电力系统中电力设备大多采用的计划检修体制存在着严重缺陷,如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等,这使世界各国每年在设备维修方面耗资巨大。怎样合理安排电力设备的检修,节省检修费用、降低检修成本,同时保证系统有较高的可靠性,对系统运行人员来说是一个重要课题。

关键词:状态检修 故障诊断 决策支持 状态检修系统。

1引言

电力工业是国民经济的基础和命脉,我国对电力工业的发展一直非常重视。以330 kV/500 kV为主网架的大区电网已经形成。我国电力建设已经进入一个全新的建设和发展阶段。在这些电力建设工程中,超高压等级变电站自动化系统占有重要的地位。当前随着全国电力事业的飞速发展,电网规模不断扩大,高电压等级特别是500 kV等级的变电站得到了迅速发展并逐步成为区域电力枢纽或骨干节点,这些变电站一般都具有占地规模大、配电

间隔多、运行工况信号量大等特点,这对运行设施和保障电网安全的技术手段提出了更高的要求。

现行我国电力系统中的变电设备大多采用计划检修体制,这种方式存在着严重缺陷,如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩及盲目维修等,使电力企业每年在设备维修方面耗资巨大。怎样有效安排变电设备的检修,节省检修费用,降低检修成本,同时保证系统有较高的可靠性,对系统运行人员来说是一个重要课题。随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统及模糊集理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中应用,使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展,成为电力系统中的一个重要研究领域。

在电力系统中推行状态检修的直接效益有:①节省大量维修费用。②延长设备使用寿命。③确保发供电可靠性。④降低检修成木、减少检修风险。

相关事实表明状态检修具有极大的优越性,所以将成为电力设备检修的必然选择,500 kV变电设备采用状态检修体制必将在提高电网输送能力与提高电网安全稳定运行、经济效益和跨区跨省电力平衡三方面具有非常重要的意义。

2电力设备的状态检修

电气设备检修的发展大致可以分为三个阶段:事故检修、定期检修、状态检修。

状态检修(ConditionBasedMaintenance,CBM),即预知性检修,是以设备的实际运行状态为基础的检修制度。通过对设备相关在线参数进行精确测量,判断设备是否需要检修,以及需要检修的项目和内容,具有极强的针对性和实时性。

在我国,电力设备状态检修方面的工作开展还处于初步阶段,有的甚至还没有建立状态管理的概念,但由于状态检修的极大优越性,其发展势头强劲,研究成果很多,作为设备状态检修的必要条件――电力设备在线或离线的监测装置也已种类繁多。

根据了解状态检修涉及对电力设备的准确把握,要对设备历年来的各种试验及监测数据进行分析处理,从中得出正确的结论。大量数据的分析计算如果由人工处理,不仅劳动强度大,费时费力,而且易出错。因此,研究并开发出一套功能齐全,易用、实用的状态检修系统(CBMS )实现数据分析处理,在此基础上为用户提供具有可靠依据的检修策略,在现阶段具有相当大的意义,很大程度上促进了电力设备状态检修技术的发展。

3变电设备状态检修系统

3.1系统概述

这个系统是在给定变电站设备历次预防性试验数据、运行数据和在线监测数据的情况下,对上述数据进行综合分析,给出设备状态报告。报表输出管理可根据各种管理需求,定制各种符合要求的报表输出,供各级领导、专家审核。经过这个系统可对输入数据进行分析,实现对变电设备台账、预防性试验数据、运行数据和在线监测数据等进行综合管理;以此为基础,实现设备健康状态的评估,判断设备的异常,预知设备的故障,在故障发生前安排检修时间和项目。

3.2系统总体设计

3.2.1系统流程

变电设备状态检修系统流程如图1所示。

图1变电设备状态检修系统流程图

由图1可见,本系统的内容除了整个系统架构的研究确定以及各个功能模块的编程设计外,设备异常、故障诊断方法的研究确定也成为本系统的重点内容。

3.2.2系统软件体系架构

系统软件体系架构如图2所示。图2中,组织机构、系统角色、用户和数据安全性管理平台是整个系统的基础,变电设备管理、检修标准管理、修试数据管理及状态评估管理等业务管理子系统都构筑在它们之上,各子系统之间共享同一数据平台,实现信息的统一编码和存储。经过对各种设备以及检修、运行数据本质属性的抽取、归纳以及面向对象技术的采用,系统具有较好的开放性,在不修改任何程序的情况下,可较好地满足各种新设备、新修试项目的管理需求,因此该系统将具有广泛的适用性和长久的生命力。

图2变电设备状态检修系统软件体系架构图

系统软件采用三层结构,业务逻辑都写在中间层服务器,当软件需要修改业务逻辑的升级时,客户端无需更新,只要更新中间层程序即可完成升级,而中间层服务器数量少,所以升级非常轻松

系统软件采用三层结构,业务逻辑都写在中间层服务器,当软件需要修改业务逻辑的升级时,客户端无需更新,只要更新中间层程序即可完成升级,而中间层服务器数量少,所以升级非常轻松。

中间层程序可灵活配置,并可以根据需求随意扩展:可与数据库服务器分布于同一台服务器,也可单独占用一台服务器,也可分布在多台服务器上。

中间层程序的设计思想是多个客户端共享数据库连接,即所有客户端都通过中间层提供的几个数据库连接与后台数据库进行交互,从而大大减少了数据库连接数,减轻了数据库负担,同时可突破数据库连接数的限制。

由于应用程序业务逻辑写在中间层,而客户端机器只处理简单的界面逻辑,所以对客户端的配置要求不很高,可减少企业的整体投资。

3. 3系统主要功能

3. 3. 1在线监测数据采集及越限自动告警

这个统采用Webservice和XML总线技术,可使系统能够和任意厂家的在线监测设备和信息系统进行数据交换,系统具有广泛的适用性、实用性和先进性。

在对设备的在线监测系统完成正确配置后,便可实现对在线监测数据的检索显示,以及对应越界监测数据缺陷的检索显示,对于具有图形采集功能的监测系统,系统提供图形显示。

3. 3. 2运行维护、试验数据的自维护

这个功能模块组可完成变电设备缺陷记录的管理、变电设备检修、试验等工作记录的管理、变电设备故障记录的管理,在自动或手动进行在线添加监测数据越界缺陷的消缺工作时,在此功能模块中维护好的数据将在设备状态评估诊断时作为评估诊断的重要依据。

3. 3. 3基于专家知识库的设备故障诊断

本系统故障、缺陷原因维护采用开放、可扩展性的设计,因此在系统以后的运行过程中,随使用者知识和工作经验的积累,可以随时进行故障、缺陷原因维护。设备的故障、缺陷原因维护和诊断逻辑维护都是按照设备类型分别进行的,而且,根据设备类型的包容关系,设备子类型原因项目自动继承父类型原因项目,从而使原因项目既进一步符合专业习惯和逻辑,又极大地减轻维护工作量。

这个系统以人工智能技术为基础,构建了设备故障诊断知识库和正反双向推理机,二者相互分离,知识库具有开放性和易维护等特点,完全保证了领域专家知识可源源不断地进人知识库。如相关机子在进行设备缺陷、故障进行诊断时,操作人员只需在设备缺陷、故障征兆集中选择相应的征兆项目,然后即可调用推理机来找出缺陷、故障的原因。

3. 3. 4设备全生命周期信息管理

这个功能可极大地方便用户完成对设备服役有效期、防污有效期及试验有效期的管理,有效期均采用图形展示给用户,既方便又直观,期限将至时系统会自动给出提示信息以便提醒用户注意。

3.3.5设备状态分析及检修决策支持

本系统首次建立了基于在线监测数据、离线修试数据和运行维护数据的设备健康状态综合评估体系,使设备的评估结果能够更加全面地反映设备的健康状态,

在这个的基础上,这个系统会针对设备具体状况给出检修策略供用户参考。

3. 3. 6基于动态安全责任区的数据存取控制

本系统首次将动态责任区控制技术用于系统数据安全性控制,使系统的数据安全性、可用性显著一提高。

这个动态责任区控制(Dynamic Control of Duty Ex-tend, DCDE)是将约束定义在角色激活阶段,作用域在会话内部,即某特定登录用户对赋予他权限的功能模块中的所有数据记录都要负起责任,还有数据的编辑、审核、上报和回退等功能的实施。动态责任区控制技术对于保证记录级数据安全性提供可行、可靠和高效的技术支撑。运行情况表明,将DCDE应用于本系统的方案解决了以往权限模型中私有角色概念的局限性,具有扩展性好、安全性高、支持岗位、权限多变需求等优点,这对本系统在数据安全性控制方面起到了非常重要的作用。

4结束语

由于电力是涉及全社会的公用事业,其生产成本和管理水平的高低将直接对整个社会的经济效益产生巨大影响。状态的检修系统能够直接指导生产,同时也实现了生产管理的全面信息化,提高了检修工艺的标准化、规范化,促进了生产效率的提高。结合500 kV试点变电站的使用情况表明,状态检修系统能够在数据分析处理、状态评估的基础上,提出具有科学依据的故障诊断、处理方案以及对设备的检修策略,其实用性、可信性、先进性已得到用户的认可。科技的逐渐进步及状态检修技术的成熟,相信状态检修一定会极大提高变电设备的检修效率,推进电力设备管理和检修体制的跨越式发展。

注:文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开

宁胜华 陆雪 超高压输电公司柳州局

上一篇:现浇钢筋混凝土电梯井筒组合钢模板施工技术 下一篇:现代建筑设计意义的风格与塑造