变电设备缺陷趋势研判与预测分析

学术论文 2018-06-13 10:28:37
  前言 
  某供电公司管辖或属地化管理的变电站26座,其中220kV变电站1座、110kV变电站8座(2座用户站)、35kV变电站17座(5座用户站)。根据该公司2009-2014年期间发现处理缺陷记录分析,多数设备缺陷来源于日常巡检、设备装置告警信号发出、或在倒闸操作过程中发现,传统的电气预试发现的缺陷占比较小,传统的缺陷预测与研判方法受到冲击。 
  1变电站设备缺陷情况 
  1.1危急缺陷 
  发现并处理147件紧急缺陷,其中:因开关刀闸拒动或分合不到位,分合闸线圈烧坏的缺陷计45件,占31%;因设备连接点过热发红或电缆头、设备线夹烧坏的计18件,占12%;因保护、自动化、通信、监控、后台机故障导致不能遥控操作或通信中断或无保护的计14件,占10%;因设备严重漏油或喷油的计7件,占5%;因设备内部故障失去功能的计6件,占4%;因支柱瓷瓶烧坏或断裂的计4件,占3%;其它原因计45件,占31%。 
  1.2严重缺陷 
  发现并处理148件严重缺陷,主要有避雷器炸裂、电缆头绝缘损坏、设备渗漏油、通讯故障、接触器线圈烧坏、主变分接开关不能调档、信号不复归、防雨罩烧坏、电容器漏液、触头档板损坏、开关不能自动储能、刀闸触头变形等等。 
  1.3一般缺陷 
  发现并处理1070件一般缺陷。 
  2 导致变电设备缺陷的原因分析 
  2.1设计缺陷 
  某供电公司在1999年至2004年间新建的燕窝、云门、龙市、渭溪、官渡、钱塘等站均按农排站标准设计,其设计标准较低下,过负荷能力差,近年来发现的缺陷数量约占总数的50%,需要逐年进行改造。 
  2.2 设备本身缺陷(家族性缺陷) 
  由设备的设计、材质、制作工艺等共性因素导致的设备缺陷即为家庭性缺陷。如断路器同一厂家同一型号相同元件频繁故障;隔离开关部分厂家工艺存在不足,触头接触不良,易发热,操作机构卡涩不灵活;继电保护装置特别是部分厂家早期产品的配件存在明显材质不良,设计不合理;测控装置、保护管理机和网络交换机等存在批次质量问题等。 
  2.3 因设备安装、施工质量引起的缺陷 
  设备的不规范安装、检修工艺不到位等极易造成运行中的缺陷。 
  2.4因设备运行、维护不当的缺陷 
  在变电设备运行期间造成的缺陷有两种。一是设备使用年限较长,设备使用性能也逐渐降低,甚至完全丧失使用功能的状况;二是设备在运行中负荷承载过重,引起设备故障缺陷。 
  2.5设备运行环境影响 
  因变电设备运行所处环境因素造成设备缺陷的原因很多,比如电网系统其他线路短路,产生强烈的短路电流冲击设备,或者微波炉、变频设备等造成的谐波冲击设备,变电站周围的环境污染等等。 
  2.6 外力破坏影响 
  变电设备的外力破坏导致变电设备缺陷的种类亦可分为两类,即自然灾害和人为破坏。包括地震、洪水、暴雨等,或者不可预测的车辆撞击、偷盗电线电缆等行为,都会造成变电设备缺陷。 
  3 设备缺陷的预测与处理方法 
  3.1预测 
  我们可以通过对运行设备的当前和历史缺陷数据的统计分析,对未来可能发生的缺陷做出预测判断,从而提前做好缺陷处理的人力、备品备件准备,提高对缺陷处理的快速反应能力,减小设备损失和停电损失。 
  统计与预测必须以建立数学模型为手段,对这些缺陷数据进行归纳、推断和预测,寻找数据间的模式。典型的预测方法有:回归分析法、时间序列法、模式识别法、专家系统法、人工神经网络法等,这些方法主要从样本调查的结果进行推测,它们各有其优缺点。由于影响电力系统设备缺陷发生的因素错综复杂,而且其规律往往是未知的,开展缺陷预测比较困难,初期采用时间序列法,用时间综合代替这些复杂因素,应该是较为合理的选择。因建模与时间序列法预测十分复杂,在这里仅简单的针对一些缺陷趋势进行预测。 
  长期趋势。该供电公司变电设备中,开关柜、隔离刀闸、保护测控装置发生缺陷频繁,因变电站数量较多,只能分年度进行改造,此类缺陷在近年来仍将存在。 
  季节变动。在夏冬两季中,因度夏度冬负荷的增长,设备承载能力将达到饱合,部分缺陷如设备连接线夹、电缆头、导线老化断裂等,在此期间将发生较多。 
  循环变动。主要是因检修用材料质量原因,或设备家族性缺陷原因,部分缺陷会反复处理。如如高公司断路器的操作机构弹簧问题,储能合闸不到位,更换后,操作数次又出现同样问题。 
  3.2处理方法 
  3.2.1做好设备运行前期的缺陷预防工作 
  3.2.1.1检修或技改工程的物料提报时,选择技术先进、功能稳定的一、二次变电设备厂家。 
  3.2.1.2强化“设备缺陷预防”管理的理念,各类基建、技改、检修项目均要严格按照相应的技术要求和规范进行设备的安装,提高安装、施工和检修质量。同时,要规范标准化验收工作,努力实现“零缺陷”移交运行。 
  3.2.1.3严格执行相应的设备缺陷分析处理的管理制度,合理应用PMS缺陷管理系统,正确规范的进行设备状态评价,制定严谨的检修策略,积极开展状态检修。 
  3.2.2在变电设备运行期间加强巡视与管理 
  3.2.2.1通过构建严格的管理考核制度,强化运维人员的责任意识,通过专业技能培训或开展业务技能竞赛,了解常见的设备故障原因、位置,掌握相应的故障处理办法,提高运维人员的技能水平。 
  3.2.2.2将缺陷分类进行分析处理,对处理方案作好详细的记录描述,积累检修经验,当出现同样设备缺陷时,提高检修效率。同时对普遍性的缺陷进行推广延伸,进行统一的发现与处理。 
  3.2.2.3一些缺陷并不能立刻表现出来,即使看似正常的设备依旧可能存在安全隐患,这就要求运行人员加强巡视并且在巡查期间提高警惕,了解设备运作的每一个环节,对经常出现故障的位置多加巡视,如果发现设备过热、不正常的声响或者是超负荷运行、电压电流值超过额定值的情况,应立即进行上报。 
  3.2.3提高检修班组技能水平,缺陷发生后及时检修 
  由于种种原因,变电系统的缺陷问题不可避免,然而,通过提高检修班组、安装班组的技能水平,能够尽可能的降低缺陷发生的机率。一是变电运行与检修要相互配合,进一步开展D类检修培训,使运维人员全面掌握D类检修类缺陷消除方法;二是要采取各种形式的培训手段,提高从业者的职业道德素养和技能水平,同时,制定正确的检修策略,及时进行检修消缺,避免缺陷的进一步扩大。 
  结束语 
  应用缺陷分析研判与预测可以指导设备管理人员有针对性、高效率的巡视设备,合理储备备品备件,并能促进设备生产厂家改进技术,推进设备的更新换代,为提高变电系统的运行安全水平有着重要的指导意义。 
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