基于風(fēng)險評估的輸變電設(shè)備差異化運維策略應(yīng)用研究

吳卓文

摘 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)與電網(wǎng)的發(fā)展，設(shè)備維護(hù)力量的發(fā)展?jié)u漸跟不上電網(wǎng)規(guī)模發(fā)展。針對這一突出矛盾，國內(nèi)電力企業(yè)開始致力研究基于風(fēng)險評估的輸變電設(shè)備運維策略。充分利用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與信息化平臺，利用設(shè)備狀態(tài)評價、風(fēng)險評估的結(jié)果，驅(qū)動差異化運維策略實施，提高設(shè)備運行的可靠性，降低電網(wǎng)企業(yè)的運維成本。文章嘗試研究搭建一個全面的、系統(tǒng)的、易于操作與擴(kuò)展的輸變電設(shè)備差異化運維體系，將設(shè)備監(jiān)測、狀態(tài)評價、風(fēng)險評估、評級管控、運維策略生成等一系列模塊融入其中。

關(guān)鍵詞：差異化運維；設(shè)備風(fēng)險評估；狀態(tài)評價；應(yīng)用研究

中圖分類號：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）08-0098-02

1 前 言

1.1 課題研究背景與意義

隨著電網(wǎng)發(fā)展與完善，輸變電設(shè)備的數(shù)量越來越龐大，變電運行人員的運維工作負(fù)擔(dān)日益加劇。如何在保證供電可靠性的同時降低運維成本，成為企業(yè)的追求目標(biāo)。

傳統(tǒng)的定期運維方法存在兩個缺點：一方面對存在隱患的設(shè)備運維次數(shù)不足，另一方面對健康設(shè)備過度運維。因此定期運維已不能完全滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求。為了緩解設(shè)備激增與人力資源短缺的矛盾，輸變電設(shè)備差異化運維的研究就顯得十分必要。

1.2 差異化運維開展現(xiàn)狀

基于風(fēng)險評估的輸變電設(shè)備運維策略是充分利用現(xiàn)有技術(shù)手段與信息化平臺，通過狀態(tài)評價、風(fēng)險評估的結(jié)果，驅(qū)動以預(yù)防性、預(yù)測性為主的差異化運維策略實施，同時通過優(yōu)化與整合生產(chǎn)計劃，最大程度的發(fā)揮設(shè)備性能，提高設(shè)備運行的可靠性，降低運維成本。

但礙于技術(shù)原因，暫時差異化運維只停留在人工評估分級，未形成完整的系統(tǒng)，受主觀因素影響很大。因此將差異化運維信息化、模塊化、系統(tǒng)化的需求日漸強(qiáng)烈。

2 設(shè)備風(fēng)險評估及策略制定

差異化運維的“差異化”取決于設(shè)備的運行風(fēng)險，設(shè)備風(fēng)險值計算主要由兩方面構(gòu)成：設(shè)備重要性及設(shè)備故障概率。

2.1 設(shè)備狀態(tài)評價

設(shè)備故障概率主要取決于設(shè)備的運行狀態(tài)，即設(shè)備狀態(tài)評價。所謂設(shè)備狀態(tài)評價，指基于運行巡視、維護(hù)、檢修、預(yù)防性試驗和帶電測試（在線監(jiān)測）等結(jié)果，對反映設(shè)備健康狀態(tài)的各狀態(tài)量指標(biāo)進(jìn)行分析評價，從而確定設(shè)備狀態(tài)等級。

組成狀態(tài)評價要素的狀態(tài)量能表征設(shè)備運行的各個狀態(tài)，包括原始資料（出廠報告等）、運行資料（監(jiān)測數(shù)據(jù)，缺陷報告等）、檢修試驗報告等。狀態(tài)量的權(quán)重及劣化程度均分為4個等級，狀態(tài)量劣化后的應(yīng)扣分值由狀態(tài)量劣化程度和狀態(tài)量權(quán)重共同決定。

設(shè)備的狀態(tài)評價分為部件評價和整體評價兩部分。

①當(dāng)部件的狀態(tài)量發(fā)生變化時，應(yīng)進(jìn)行分析診斷，確定扣分部件及扣分值。各狀態(tài)量的扣分值及該部件的總扣分值就決定了部件的運行狀態(tài)。

②整體評價應(yīng)綜合其部件的評價結(jié)果，取以下2種算法的最大值：其一，將各部件中的最高狀態(tài)定級賦予給整體的狀態(tài)定級；其二，除正常狀態(tài)以外，如果存在3個以上同級別的最高狀態(tài)，則將整體狀態(tài)向上提一級。

根據(jù)設(shè)備狀態(tài)評價結(jié)果，便可推算出設(shè)備平均故障率，見表1。

2.2 設(shè)備評級及管控策略

設(shè)備重要性根據(jù)設(shè)備在電網(wǎng)中的價值及設(shè)備本身價值兩點進(jìn)行綜合評估。根據(jù)前文所論述，可得設(shè)備評級的最基本公式是：

設(shè)備風(fēng)險值（R）=設(shè)備平均故障率（P）×設(shè)備重要性（C）

C=電網(wǎng)損失后果C1+設(shè)備損失后果C2×設(shè)備價值L

我們按R值大小劃分風(fēng)險等級。由此生成各電壓等級變壓器不同狀態(tài)、不同風(fēng)險下的設(shè)備風(fēng)險，映射出設(shè)備管控級別。設(shè)備管控級別從高到低分為“Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級”，見表2。

2.3 差異化運維策略

根據(jù)設(shè)備管控等級，生成差異化運維策略。策略制定后，將所有對設(shè)備的運維要求綜合在一個風(fēng)險-策略數(shù)據(jù)表內(nèi)反映，并根據(jù)要求編制運維計劃，按照運維計劃開展運維工作。

差異化運維策略分為基準(zhǔn)運維策略和動態(tài)運維策略。

①年度基準(zhǔn)運維策略根據(jù)年度設(shè)備狀態(tài)評價結(jié)果及年度電網(wǎng)運行方式中基準(zhǔn)風(fēng)險來共同制定。

②當(dāng)發(fā)生設(shè)備缺陷、電網(wǎng)方式改變等變化時，啟動動態(tài)運維策略，并一直持續(xù)到變化結(jié)束為止。

3 差異化運維策略系統(tǒng)的設(shè)計

設(shè)計系統(tǒng)的主要目的主要有三點，一是能應(yīng)用系統(tǒng)將設(shè)備資產(chǎn)臺賬自動導(dǎo)入；二是應(yīng)用系統(tǒng)將設(shè)備算法導(dǎo)入到系統(tǒng)中，使得設(shè)備風(fēng)險值及管控策略可以實時變化；三是將差異化運維策略固化成表單，讓運維班組剛性執(zhí)行。

3.1 系統(tǒng)框架

系統(tǒng)主要由信息輸入系統(tǒng)、核心算法系統(tǒng)和策略輸出系統(tǒng)構(gòu)成，如圖1所示。

3.2 系統(tǒng)功能介紹

根據(jù)設(shè)備運維策略及管控機(jī)制的要求，“運維管控模塊具有年度評價、動態(tài)評價、運維策略、信息上報四項功能。系統(tǒng)通過自動同步生產(chǎn)系統(tǒng)缺陷和試驗信息，自動對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評價，并根據(jù)評價結(jié)果自動更新設(shè)備的健康度和管控級別。

支持開展年度狀態(tài)評價和設(shè)備定級，運維人員可根據(jù)年度電網(wǎng)風(fēng)險和設(shè)備健康狀態(tài)，修正設(shè)備的重要度和健康度，形成設(shè)備的年度管控級別；支持設(shè)備管控級別動態(tài)調(diào)整，并通過賬號為不同層級用戶設(shè)置了不同的職責(zé)和權(quán)限，可以通過系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備級別變更的調(diào)整和審核。

支持生成設(shè)備運維策略卡，通過選取作業(yè)間隔和作業(yè)項目，系統(tǒng)動態(tài)生成作業(yè)記錄，并對應(yīng)生成I、II級設(shè)備運維策略卡。

通過系統(tǒng)的搭建，我們將狀態(tài)評價、風(fēng)險結(jié)果規(guī)范、固化，并利用核心算法得出應(yīng)用策略，運行人員輸入評審內(nèi)容即可生成運維表單，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計的目的。

4 差異化運維策略系統(tǒng)應(yīng)用與驗證

實施差異化運維后最明顯的優(yōu)化在于變電巡視總次數(shù)得到明顯減少，釋放大量人力資源；而風(fēng)險較高的設(shè)備得到更多的運維，降低故障的可能發(fā)生概率。

4.1 變電巡視次數(shù)對比

取2014年7月-2015年6月的數(shù)據(jù)與上一個年周期的數(shù)據(jù)對比。總的運維次數(shù)同比減少32.7%，實現(xiàn)為班組減負(fù)的目的。變電巡視工作量對比，如圖2所示，四級風(fēng)險設(shè)備運維次數(shù)減少48.6%；三級風(fēng)險設(shè)備運維次數(shù)增加57.4%；二級設(shè)備運維增加113.9%，很好地達(dá)到差異化的效果。

4.2 設(shè)備發(fā)現(xiàn)缺陷及消缺數(shù)量對比

系統(tǒng)應(yīng)用后，共發(fā)現(xiàn)缺陷508項，同比增加17.6%；消缺486項，同比增加43.8%。明顯提高運維效果，其中四級風(fēng)險發(fā)現(xiàn)缺陷下降2.5%，消缺率86%；三級風(fēng)險設(shè)備發(fā)現(xiàn)缺陷增幅47.4%，消缺率98%；二級風(fēng)險設(shè)備發(fā)現(xiàn)缺陷增幅83.9%，全部得到消缺。設(shè)備發(fā)現(xiàn)缺陷對比，如圖3所示，從數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，四級風(fēng)險設(shè)備并沒有因為運維次數(shù)減少而降低缺陷的發(fā)現(xiàn)率，而三級、二級設(shè)備確實因為運維力量增加而讓更多的隱患得到發(fā)現(xiàn)，極大地保證了供電可靠性，效果顯著。

5 結(jié) 語

本文以主變壓器為例，介紹了設(shè)備狀態(tài)評價與風(fēng)險評級管控的主要模型、參數(shù)與算法，并形成差異化運維策略，經(jīng)在差異化運維策略系統(tǒng)中應(yīng)用驗證，確實能減少運維人員工作量，降低停電時間，提升設(shè)備的運維效果。

接下來的工作重點包括：①進(jìn)一步提高軟件處理數(shù)據(jù)能力；②將研究領(lǐng)域擴(kuò)展至狀態(tài)檢修以及基于設(shè)備風(fēng)險的技改策略之中。

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