1、LOGOLOGOo当前电网企业的特点当前电网企业的特点n基建、改造任务很重，大量新设备不断地投运，技术先进、运行可靠的新设备所占比重不断加大；n老设备存量仍很大，很多设备投运时间已长，技术落后、可靠性下降，造成设备维护检修任务重。50年代以前主要方式设备发生了故障或事故以后才进行维修6070年代；前苏联；维修工作的内容与周期都是预先通过计划安排设定80年代推行到电力行业；美国；通过对设备状态进行监测，然后按设备的健康状态来安排维修以可靠性为核心的状态检修策略，即RCM（Reliability Centered Maintenance）。这种实施模式的要点是不仅要通过状态检测及时掌握设备的真实情
2、况，而且要考虑该设备在设备在系统中的重要性、该设备的故障对电网可靠性系统中的重要性、该设备的故障对电网可靠性的影响程度，的影响程度，来制定最终的检修计划。换言之，即通过设备历史的事故率以及设备事故对整体电网的影响程度，决定设备的重要性权重，并以此确定设备状态检测和状态维修。以可靠性为核心的状态检修（RCM）为基础，辅助计算机自动化管理的模式。大连电业局发展历程大连电业局发展历程o抓住设备的初始状态o抓住设备的运行状态经验教训经验教训o有效减少工作量、降低检修成本，提高经济效益;减少了倒闸操作;提高供电可靠性;提高了人身和设备的安全。o对状态检修的复杂性、长期性、艰巨性及其蕴藏的巨大潜力缺乏足够
3、的认识；技术水平跟不上实际的需要；相应的技术管理工作没有跟上。绍兴电力局发展历程绍兴电力局发展历程在1995年就开始对变电设备状态检修进行探索，已形成了计算机辅助分析系统为技术支撑，状态评估为主要手段的变电设备状态检修管理模式。经验教训经验教训o检修方式由盲目检试方式变为评估后检修;设备健康水平得到了提高，缺陷率大大减少;提高了设备的可用率，生产管理水平有了进一步提高。o由于规章制度的规定，状态检修大力度的突破有一定困难;安全上考核较为严格，一定程度上影响了开展状态检修的积极性;系统有待于在应用中不断提高，尤其数学模型的合理性、算法的准确性都需要在实践中检验，在检验中提高o【定期检修定期检修】
4、的弊端：的弊端：n产生“过剩维修”，影响供电可靠性、影响售电量，而且易引发维修故障，造成人力、物力和财力的浪费；n产生“维护不足”，降低了供电可靠性，并存在故障隐患。o电网企业新需求：电网企业新需求：n电网企业的特点是基建、改造任务很重，大量新设备不断地投运，技术先进、运行可靠的新设备所占比重不断加大；n老设备存量仍很大，很多设备投运时间已长，技术落后、可靠性下降，造成设备维护检修任务重；o电网发展趋势电网发展趋势n实现电网状态检修，减少电网设备的检修次数，提高电网实现电网状态检修，减少电网设备的检修次数，提高电网的供电可靠性和经济效益是电力公司检修管理发展的必然的供电可靠性和经济效益是电力公
5、司检修管理发展的必然趋势。趋势。开展状态评估的必要性开展状态评估的必要性o理论上，所有设备都可理论上，所有设备都可以开展状态检修以开展状态检修o受技术及资源条件的约受技术及资源条件的约束，不可能对设备全面束，不可能对设备全面开展状态检修开展状态检修 o只有那些故障后果严重，只有那些故障后果严重，且状态可测、状态渐变且状态可测、状态渐变的设备可先开展状态检的设备可先开展状态检修修o就电网设备而言，我们就电网设备而言，我们认为认为35kV及以上的变电及以上的变电一次设备和输电设备一次设备和输电设备比比较适合先开展状态检修较适合先开展状态检修工作工作 设备检修策略的分类原则设备检修策略的分类原则o国
6、家电网公司输变电设备评价标准（试行）国家电网公司输变电设备评价标准（试行）oGB1094-1996电力变压器电力变压器oGB64501996干式电力变压器干式电力变压器oGB6451-1999三相油浸式电力变压器技术参数和要求三相油浸式电力变压器技术参数和要求oGB1207电压互感器电压互感器oGB 1208电流互感器电流互感器oGB/T 7252变压器油中溶解气体分析和判断导则变压器油中溶解气体分析和判断导则oGB/T 7595运行中变压器油质量标准运行中变压器油质量标准oDL/T596-1996电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程oGB/T12604.9-1996无损检测术语无损检
7、测术语 红外检测红外检测oDL/T 664带电设备红外诊断技术应用导则带电设备红外诊断技术应用导则o。(1)保证设备的安全运行保证设备的安全运行应以保证设备的安全运行为首要原则，加强设备状态的监测和应以保证设备的安全运行为首要原则，加强设备状态的监测和分析，科学、合理地调整检修间隔、检修项目，同时制定相应分析，科学、合理地调整检修间隔、检修项目，同时制定相应的管理制度的管理制度。(2)状态检修实施的经济性状态检修实施的经济性应应先试点投资，待积累经验后再加大投资，以获取先试点投资，待积累经验后再加大投资，以获取最好的投入产出比。最好的投入产出比。(3)总体规划，分步实施，先行试点，逐步推进总体
8、规划，分步实施，先行试点，逐步推进实施设备状态检修既要有长远目标、总体构想，又实施设备状态检修既要有长远目标、总体构想，又要扎实稳妥、分步实施，在试点取得一定成功经验要扎实稳妥、分步实施，在试点取得一定成功经验的基础上，逐步推广。的基础上，逐步推广。(4)充分运用现有的技术手段，适当配置监测设备充分运用现有的技术手段，适当配置监测设备首先应充分利用现有的装备和资源。其次注重利用首先应充分利用现有的装备和资源。其次注重利用现代技术手段收集、分析这些信息，使其与其它监现代技术手段收集、分析这些信息，使其与其它监测设备得到的数据一起作为分析判断设备状态的依测设备得到的数据一起作为分析判断设备状态的依
9、据。据。安全性安全性不管采用何种检测手段和检修方式，均不得影不管采用何种检测手段和检修方式，均不得影响输变电设备和电网的正常运行及安全运行；响输变电设备和电网的正常运行及安全运行；可靠性可靠性对设备开展状态评估和状态检修，其目的必然是降对设备开展状态评估和状态检修，其目的必然是降低设备维修成本，提高设备供电可靠性。低设备维修成本，提高设备供电可靠性。制度制度保障保障许多事故的发生具有偶然性和突发性，开展状态检许多事故的发生具有偶然性和突发性，开展状态检修是一种管理体制和技术的创新，同样具有一定的修是一种管理体制和技术的创新，同样具有一定的风险性，通过管理规范和技术规范的支撑，可以使风险性，通过
10、管理规范和技术规范的支撑，可以使得人们勇于创新、善于创新。原则上优先选用比较得人们勇于创新、善于创新。原则上优先选用比较成熟的状态检修技术，对尚未成熟的技术则进行科成熟的状态检修技术，对尚未成熟的技术则进行科技立项研究和局部应用。此外，还积极开展尚未成技立项研究和局部应用。此外，还积极开展尚未成熟技术的研究和应用工作。熟技术的研究和应用工作。延续性延续性状态检修应建立延续性的观念，尽量在原来各状态检修应建立延续性的观念，尽量在原来各项工作的基础上延续进行、不断完善，已有的项工作的基础上延续进行、不断完善，已有的基础条件应避免推倒重来、重复建设。基础条件应避免推倒重来、重复建设。可操作可操作性性
11、可进一步地在现实工作中付诸实践，对实践有具体可进一步地在现实工作中付诸实践，对实践有具体指导作用，而不是仅停留于理论研究或观念探讨指导作用，而不是仅停留于理论研究或观念探讨。开放性、开放性、兼容性兼容性开展状态检修的策略、选取的装备或技术，应具有开展状态检修的策略、选取的装备或技术，应具有对其它技术及装备的兼容性，以免形成难以发展的对其它技术及装备的兼容性，以免形成难以发展的孤岛。孤岛。可扩展性可扩展性开展状态检修的各方面内容均应具有可扩展性：开展状态检修的各方面内容均应具有可扩展性：状态量采集的技术和装备可扩展，状态量体系状态量采集的技术和装备可扩展，状态量体系和标准可扩展，状态分析方法与技
12、术可扩展，和标准可扩展，状态分析方法与技术可扩展，管理制度可扩展管理制度可扩展平台化、平台化、模块化模块化应通过平台化的建设方法来保障整个状态检修框架应通过平台化的建设方法来保障整个状态检修框架的可扩展，通过一些关键平台的建设来搭建状态检的可扩展，通过一些关键平台的建设来搭建状态检修的整体框架，整体框架之中的各个组成部分应具修的整体框架，整体框架之中的各个组成部分应具有模块化的特性，自成体系、可独立发挥作用，又有模块化的特性，自成体系、可独立发挥作用，又能与其它模块在统一的框架下协同发挥作用能与其它模块在统一的框架下协同发挥作用。评估框架评估框架n首先应对生产中应关注的状态量进行规范和整理，形
13、成状态检修的状态量标准规范，从而为建立状态量的监控体系确立标准。n然后逐步地建立状态数据的采集体系，对状态数据的来源进行规划，建立相应的数据管理标准。总体应用总体应用o状态量选择依据状态量选择依据n状态量必须是那些能够充分表现设备工作状态的信号参数，同时应当满足状态评估的信息需求 n本次研究依据：选择最能表征设备工作状态的一些数据做为状态量。比如变压器的油色谱数据、介损数据、绝缘电阻以及缺陷情况等 o状态量判断规则依据状态量判断规则依据n鉴于输变电设备的很多状态都是模糊的，无法靠精确的数学模型来表示和处理。因此，需要借助于多种方法来建立综合判断规则：n各种专业规程的有关部分nIEC、IEEE的
14、有关标准n专家经验的综合与量化n各设备生产厂家的参考判据n采集依据采集依据o按采集状态采集状态：停电检测和带电监测。o其采集手段采集手段：在线监测和离线采集。n在线监测：采用在电力设备现场安装在线监测装置、直接产生状态数据的方法进行采集；n离线采集：在生产过程中获得的各类反映设备状态的数据，主要通过数据人工录入或者网络汇总来获得，其来源包括生产管理信息系统、SCADA系统等等 采集类型采集类型o在线检测的有效性在线检测的有效性在线检测的优点是可以更准确的反映设备的状态。有两种方法可以提高数据的有效性，其一是选择相对比较成熟，并有着良好应用的在线监测设备;其二是将离线数据和在线数据进行对比，分析
15、出两者之间的关系，来提高在线数据的有效性o带电检测的有效性带电检测的有效性带电检测技术发展相对比较成熟，目前主要的带电检测手段有主变的油色谱分析以及红外检测。n油色谱分析：在原先三比值的基础上，发展出了电研法、TD图法、神经网络法、免疫算法等各种分析方法，进一步提高的故障判断的准确性；n红外检测：红外检测是近几年才发展起来的检测技术。状态量可靠性状态量可靠性设备状态量分类参考设备状态量分类参考设备铭牌、参数出厂试验交接试验型式试验预防性试验项目在线监测红外试验巡视信息运行项目外部导电联结点温升等检修信息铁芯接地电流等缺陷信息主主变变压压器器投产日期、生产厂家、型号、电压等级等表面污秽、绕组的t
16、g、铁芯绝缘、电容套管分析、绕组泄漏电流、绕组直流电阻误差分析、本体油的tg、本体油水分、绕组绝缘电阻、吸收比或(和)极化指数、本体油气相色谱分析、本体耐压分析、绕组变形测试等漏油、油温、油位、本体保护继电器状况、负荷电流、套管互感器状况、有载分接开关状况、测温装置状况、本体保护动作情况、强迫油循环系统状况、闪络、散热器等短路次数等状状态态量量分分类类参参考考案案例例主主变变压压器器变压器变压器故障故障分析分析按原因分类：按原因分类：1.制造：制造工艺不良、设计不合理、材料质量不良、异物制造：制造工艺不良、设计不合理、材料质量不良、异物进入、杂质；进入、杂质；2.维护：维护不当、受潮、操作失误
17、、振动；维护：维护不当、受潮、操作失误、振动；3.环境：外部短路、雷电侵袭、自然损坏；环境：外部短路、雷电侵袭、自然损坏；4.其它。其它。按部位分类：按部位分类：分为绕组故障，铁心故障，分接开关故障，引线故障，分为绕组故障，铁心故障，分接开关故障，引线故障，套管故障，绝缘故障和密封故障等套管故障，绝缘故障和密封故障等 按严酷程度分类按严酷程度分类 1.类灾难性：变压器爆炸或完全损坏；类灾难性：变压器爆炸或完全损坏；2.类致命性：变压器性能严重下降或严重受损，必须立即停运；类致命性：变压器性能严重下降或严重受损，必须立即停运；3.类临界性：变压器性能轻度下降或轻度受损；类临界性：变压器性能轻度下
18、降或轻度受损；4.类轻度性：不甚影响变压器运行但要进行非计划检修。类轻度性：不甚影响变压器运行但要进行非计划检修。状态量故障模式参考案例状态量故障模式参考案例o变压器故障按部位分类分析变压器故障按部位分类分析n绕组故障绕组故障n铁心故障铁心故障n分接开关故障分接开关故障 n引线故障引线故障 n套管故障套管故障 n绝缘故障绝缘故障 n密封不良密封不良 状态量故障分析参考案例状态量故障分析参考案例状态数据的接入、存储、共享状态数据的接入、存储、共享文件存储技术文件存储技术其他数据存储技术其他数据存储技术数据库存储技术数据库存储技术数据存储技术数据存储技术o方案：方案：将离线数据存到将离线数据存到D
19、BMS数据库系统中，通数据库系统中，通过建立一个统一的访问模型，对一些分类过建立一个统一的访问模型，对一些分类和数据建立统一的编码体系和数据建立统一的编码体系。离线数据处理方案离线数据处理方案o方案：方案：n引入一个在线装置数据接入中心，由在线数据引入一个在线装置数据接入中心，由在线数据接入中心与每一个在线监测装置做接口，评估接入中心与每一个在线监测装置做接口，评估系统与在线装置数据接入中心做接口系统与在线装置数据接入中心做接口。n为提供给状态评估系统或其他应用系统，需要为提供给状态评估系统或其他应用系统，需要对在线数据进行建立数据模型，以提供在线数对在线数据进行建立数据模型，以提供在线数据的
20、统一的数据格式。据的统一的数据格式。在线数据处理方案在线数据处理方案在线元数据设备编码数据值监测项目监测子项目数据类型装置编码采集时间数据变化率数据变化率的变化率o数据存储技术：n频繁检索数据采用数据库方式；n非检索数据，如红外图，则采用文件方式；o软件接口标准：n采用Web Service技术实现兼容性o数据库模型状态检修评估系统试验模型缺陷模型在线数据模型运行数据模型红外数据模型巡检数据模型调度数据模型数据平台总线其他数据模型设备模型数据平台设计方案数据平台设计方案状态评估状态评估是个逐渐修正的过程：是个逐渐修正的过程：评估评估检修检修再评估再评估目前中国缺乏严格的设备状态评估体制目前中国
21、缺乏严格的设备状态评估体制状态评估体系的建立，要求建立量化的设备状状态评估体系的建立，要求建立量化的设备状态评价指标体系，进行评分、分析计算态评价指标体系，进行评分、分析计算模糊数学模型模糊数学模型专家系统模型专家系统模型神经网络模型神经网络模型免疫算法模型免疫算法模型色谱分析模型色谱分析模型援例分析模型援例分析模型时间序列预测模型时间序列预测模型o模糊数学分析模糊数学分析是建立状态评估算法的基础，通过引入模糊是建立状态评估算法的基础，通过引入模糊数学的概念，将设备状态进行量化处理，从数学的概念，将设备状态进行量化处理，从需立即退出运行到设备最优状态细分成多个需立即退出运行到设备最优状态细分成
22、多个状态；并引入模糊数学的隶属度和模糊运算状态；并引入模糊数学的隶属度和模糊运算等概念，建立起状态评估算法的运算基础等概念，建立起状态评估算法的运算基础 o专家系统专家系统即即人工智能专家系统技术，其核心是一整套人工智能专家系统技术，其核心是一整套基于规则的知识库。在系统分析中，知识表基于规则的知识库。在系统分析中，知识表述规则化是技术难点，为此采用了专门针对述规则化是技术难点，为此采用了专门针对变电设备开发的专家系统工具，充分利用经变电设备开发的专家系统工具，充分利用经过广泛积累和验证的知识，使专家系统在状过广泛积累和验证的知识，使专家系统在状态检修方面的成功应用成为可能。态检修方面的成功应
23、用成为可能。o神经网络神经网络n模型n分析特点：o高度的并行性高度的并行性o高度的非线形高度的非线形o良好的容错性与联想记忆功能良好的容错性与联想记忆功能o十分强的自适应、自学习能力十分强的自适应、自学习能力o免疫算法免疫算法 n免疫算法模仿了人体的免疫系统，并从体细胞理免疫算法模仿了人体的免疫系统，并从体细胞理论和网络理论中得到启发，实现了类似于免疫系论和网络理论中得到启发，实现了类似于免疫系统的自我调节功能和生成不同抗体的功能。统的自我调节功能和生成不同抗体的功能。n应用领域：油色谱分析样本数据分析等。应用领域：油色谱分析样本数据分析等。o色谱分析法色谱分析法 n三比值法三比值法：就是利用
24、五种特征气体的三对比值，来判断变压器故障性质的方法。其涉及到的五种特征气体为氢气、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷。n电研法电研法：改良的三比值法。nTD图法图法：是利用三对比值的另一种判断故障类型的方法，同样通过代码检查表的方式来确定设备故障类型。o援例分析法援例分析法 n即案例推理即案例推理(CaseBased Reasoning，简称，简称为为CBR)，其原理是利用人们以往求解类似问题，其原理是利用人们以往求解类似问题的经验知识进行推理，从而获得当前问题求解的经验知识进行推理，从而获得当前问题求解结果的一种推理模式。结果的一种推理模式。案例库规则库案例类别库案例导入人机界面人机界面问题描述案例检索
25、输出结果并解释结果修正人机界面类别维护人机界面规则定义人机交互案例分类与处理o时间序列预测法时间序列预测法特色是在于采用参数模型（特别是特色是在于采用参数模型（特别是ARMA模模型），在于将这一参数模型同系统分析直接型），在于将这一参数模型同系统分析直接地紧密地结合，在于将这一参数模型同相应地紧密地结合，在于将这一参数模型同相应地客观事物背景相互联系，从而使这一数据地客观事物背景相互联系，从而使这一数据处理方法地作用大为扩展。时间序列分析法处理方法地作用大为扩展。时间序列分析法被广泛地应用在工矿监视、故障诊断、滤波被广泛地应用在工矿监视、故障诊断、滤波器已经追踪时变系统等场合。器已经追踪时变系
26、统等场合。处理流程处理流程1.根据实践经验，根据实践经验，首先可以专家系统为主，结首先可以专家系统为主，结合神经网络、免疫算法等多种方法和技术，合神经网络、免疫算法等多种方法和技术，对设备的各方面状态信息进行综合评估。对设备的各方面状态信息进行综合评估。2.状态分析评估的模型需要具有不断学习的能状态分析评估的模型需要具有不断学习的能力，在知识库中不断积累，以提高状态评估力，在知识库中不断积累，以提高状态评估的结果准确性。随着实践的进行，如果发现的结果准确性。随着实践的进行，如果发现该策略有不适应或者出现更有效的检修策略，该策略有不适应或者出现更有效的检修策略，则可以尝试进行调整并应用新的检修策
27、略，则可以尝试进行调整并应用新的检修策略，以达到更准确的评估和更好的经济效益以达到更准确的评估和更好的经济效益应用建议应用建议基于工作流平台基于工作流平台：以适应公司未来管理要求以及管理机制的灵活多变。易用性易用性：平台必需简单易用，操作方便。规范性规范性：管理平台应将状态评估中涉及到的各种流程规范化、标准化，减少不必要的环节，提高工作效率。设计依据设计依据明确各种数据应该何时进入数据平台，明确各种数据应该何时进入数据平台，何时需确认该数据的准确性，以及这何时需确认该数据的准确性，以及这些数据的管理流程些数据的管理流程 规范了对设备进行评估的流程，并定规范了对设备进行评估的流程，并定义了各个流
28、程步骤的参与角色。义了各个流程步骤的参与角色。组成组成案例说明试验数据管理案例说明试验数据管理1.电网中的重要性依据：电网中的重要性依据：n设备运行方式、接线方式；n设备所在变电站在电网中的重要程度；n设备在变电站中所在位置的重要程度；2.电压等级电压等级3.设备容量设备容量4.负荷情况负荷情况5.用户级别：非常重要、重要、一般用户级别：非常重要、重要、一般6.技术经济性技术经济性7.故障严重成都故障严重成都8.设备可靠率设备可靠率9.检修周期检修周期10.设备老化程度设备老化程度设备可靠性依据设备可靠性依据距离距离P策略策略0-16事后检修事后检修16-31延期延期31-56计划计划/延期延期56-76计划优先计划优先76-86尽快检修尽快检修86-100立即检修立即检修分级维修策略表分级维修策略表oW W轴夹角越大，表示轴夹角越大，表示R R更重要更重要oP P为设备到为设备到W W轴的距离轴的距离进行归一化后的结果。进行归一化后的结果。oP P值越大表示设备需要值越大表示设备需要进行维修的紧迫程度越进行维修的紧迫程度越高高RCM的状态评估流程基本上与之前的状态评估流程类似 评估设计结构评估设计结构LOGOLOGO
