電氣設備實施狀態維修決策方法的分析

劉 博，席 濱

山東兗礦輕合金有限公司，山東鄒城 273515

狀態維修的定義：利用狀態監測和診斷技術獲取的設備狀態和故障信息，在設備狀態評價的基礎上，分析診斷結果，判斷設備異常并預測故障的發展趨勢，在故障發生前，安排檢修時間和檢修項目，根據設備狀態主動對其進行維修。

1 狀態維修的必要性分析

1.1 計劃檢修的缺點

計劃檢修是以時間為基礎的預防性檢修。由于電氣設備的運行狀況與初始狀況有較大差異，而計劃檢修采用的是統一的定期維修方式，基本上無視這些狀況的差異性，沒有目的性和針對性，盲目的維修很可能將狀態良好的設備維修出潛在故障。

1.2 狀態維修的優點

與計劃檢修相比較，狀態維修是基于狀態的響應性維修機制，以實際運行的狀態替代一成不變的檢修周期。狀態維修主要有以下三方面的優勢：

1）狀態檢修會根據設備當前的運行情況，對設備的檢修的必要性進行分析，如果有必要進行維修，再對需要維修的項目進行分析，制定出合理的維修方案，非常具有針對性，檢修效果明顯；

2）狀態檢修通過對電氣設備運行狀況進行分析，對于運行狀況良好的設備，可以延長檢修周期，使設備維修更加科學和合理，大大降低了設備維修費用；

3）避免了定期檢修的盲目性，降低因不合理檢修造成設備故障的幾率，保證了設備運行的安全。

2 狀態維修的技術要求

作為更加科學、合理的設備維修體系，狀態維修也有更高的技術要求。狀態維修的技術要求主要包括了狀態監聽、狀態預測和狀態評估3 個方面。

2.1 狀態監測

設備的狀態監測技術是一項信息檢測處理技術。它是基于設備的故障模式，以診斷設備為目的，選擇合適的裝置及設備，對電氣設備的狀態信息進行檢測，對檢測到的信息進行處理，從中尋找出能有效反映設備狀態特征的信息。狀態檢測的實施可分為數據采集、數據及特征分析、故障診斷及分類三個基本步驟。

2.2 狀態預測

從設備的已知運行狀態出發，綜合考慮氣候、運行、時間等相關因素，再對設備未來的運行狀態做出預測，這就是狀態預測技術。電氣設備的按期預防性試驗工作非常復雜，且隨著電氣設備數目的日益增多，若對每臺設備都進行試驗，會非常地耗費時間，同時增添設備發生故障的幾率。通過應用狀態預測技術預知運行設備的狀況，可以很好地將設備故障防患于未然，使設備運行更加可靠。

較為常用的狀態預測方法有：時間序列法、回歸分析法、模糊預測法、灰色預測法、神經網絡法等。

1）時間序列法是最為常用且有效的狀態預測方法，目前許多新的方法都是在其基礎上發展起來的；

2）回歸分析法也稱為回歸預測，該方法的原理是數理統計，通過統計設備的歷史數據，以數學的方式對統計到的數據進行處理，將影響預測目標的因素作為自變量，將預測目標作為因變量，建立起相關的數學方程模型，并以此模型來對電氣設備的狀態進行預測；

3）模糊預測法是應用模糊邏輯和預報人員的專業知識將數據和語言形成模糊規則庫，然后選用一個線性逼近非線性動態系統進行預測，它是一種較為新型的控制算法；

4）灰色預測法指的就是對灰色系統進行預測。對在對與時間有關的、變化的灰色過程進行預測，即是對含有已知信息、未知信息或非確定信息的系統進行預測。在看似雜亂無章的預測結果中找出其潛在的規律，并對這種規律加以利用，創建出灰色模型，使用該模型即可預測灰色系統；

5）神經網絡法是一種典型的人工智能方法。它是一種模范動物神經網絡行為特征，進行分布式并行信息處理的算法數學模型。這種網絡依靠復雜的系統，通過調整內部大量節點之間相互連接的關系，從而達到處理信息的目的。

2.3 狀態評估

狀態評估是對電氣設備的現狀進行評估，通過對評估結果進行分析以決定是否對設備進行維修以及何時維修，它是開展狀態維修的前提條件。由此可見，狀態評估在狀態維修中起著重要作用，做出正確的維修決策的前提是對設備狀態進行正確的評估。

3 關于狀態維修實施的建議

狀態維修是一個較為寬泛的概念，其過程具有很強的綜合性，管理全過程是整個實施狀態維修的關鍵，及從狀態監測、狀態預測到狀態評估，再到狀態維修的全程管理，而真正意義上的狀態維修則是一個相對簡單的過程。

只有通過狀態評估，確定了設備在連續運行狀態下其可靠性和安全性得不到保障或者設備即將會發生故障的情況下，才會安排并制定狀態維修計劃。對于主要發電設備，考慮到其經濟性和影響性，在預測其運行的最后程度后，應實施計劃檢修，其中包括預防性檢修。

4 狀態維修對設備可靠性的影響

1）可靠性是指設備在規定的條件下和規定的時間內完成規定功能的能力。由此可以看出設備的可靠性和設置的狀態是直接相關的，并且可視為呈線性正相關系，即狀態好的設備可靠性高，狀態差的設備則可靠性低。

（1）在設備故障隨時間增加而減少時，對設備的定期預防性維修工作會降低設備的可靠性。在這種情況下，對設備進行維修往往會造成“過維修”現象，容易使正常的設備出現故障或潛在故障；

（2）當設備在兩次維修間隔中出現故障，導致可靠性下降時，定期維修卻不會因此啟動，從而出現“欠維修”的現象，背離了維修的基本目標，因此定期預防性維修也反映出了維修存在的盲目性。

2）設備的健康狀態影響著狀態維修所做出的狀態決策，它是以可靠性為中心的維修方法，狀態維修活動是由設備的健康狀態直接觸發的，因此需要確定維修活動實施的不同健康狀態等級，而無需制定維修時間間隔。當電氣設備的健康狀態劣化到某一程度時，即可觸發相應的維修活動，通過此種方式能使設備的健康狀態維持在一個較高的水平上，增強了設備的可靠性。如果電氣設備的健康狀態良好，則可保持對其的狀態監測。

5 結論

雖然實施狀態維修可以很好地節約人力、物力和財力，使電氣設備保持較高的可靠性，但是在具體的實施工程中，建立先進、完善的管理體制，提高操作人員素質，以及掌握科學的狀態判斷方法。

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