基于風(fēng)險的輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修實用化技術(shù)探討

王國臣 白鵬 邵建國

摘 要：在電力系統(tǒng)，輸變電設(shè)備安裝位置、發(fā)生的不同故障都會使后果產(chǎn)生差異，所以應(yīng)該在各種風(fēng)險指標(biāo)的基礎(chǔ)上，設(shè)計一套比較合理的狀態(tài)檢修技術(shù)。因為風(fēng)險指標(biāo)具有安全性以及經(jīng)濟(jì)性的特點，所以，把不同的風(fēng)險指標(biāo)引入輸電設(shè)備實際狀態(tài)檢修工作過程中，能夠有效衡量設(shè)備實際運行狀態(tài)和產(chǎn)生的故障可能引發(fā)的后果。本文主要對在風(fēng)險條件下，輸變電設(shè)備實際狀態(tài)檢修中采用的實用化技術(shù)進(jìn)行分析探討，提出筆者的思考，僅供參考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險；輸變電設(shè)備；狀態(tài)檢修；技術(shù)

1 采用的技術(shù)原理

設(shè)備缺陷是變壓器設(shè)備出現(xiàn)風(fēng)險時產(chǎn)生設(shè)備缺陷的關(guān)鍵原因，設(shè)備自身缺陷在外界條件作用下很容易引發(fā)設(shè)備故障，最后出現(xiàn)一系列風(fēng)險，主要有社會損失風(fēng)險、輸變電設(shè)備損失風(fēng)險、系統(tǒng)損失風(fēng)險和環(huán)境風(fēng)險，以上風(fēng)險具體表現(xiàn)形式存在差異性，在一定時間里不能對其進(jìn)行量化。可在它們的風(fēng)險均比較獨立的時候，因為設(shè)備某種缺陷會使得設(shè)備在一定時間里需要面臨的總風(fēng)險造成設(shè)備在某一時間產(chǎn)生的總風(fēng)險 R（t）為：

（R）×（t）=

式中，表示設(shè)備缺陷引發(fā)設(shè)備故障的概率；表示設(shè)備故障后果；表示4種風(fēng)險在一定權(quán)重關(guān)系下的具體系數(shù)；表示設(shè)備故障引發(fā)4種風(fēng)險的概率。

2 構(gòu)建基于風(fēng)險的輸變電設(shè)備具體狀態(tài)檢修體系

2.1 軟件模塊

應(yīng)用基于風(fēng)險狀態(tài)檢修具體實用化技術(shù)的一個必備條件就是軟件模塊，所以，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該構(gòu)建一個相應(yīng)的具體輔助決策系統(tǒng)，有效結(jié)合電網(wǎng)目前的維修管理體系、狀態(tài)評價以及風(fēng)險管理，通過相關(guān)風(fēng)險指標(biāo)對維修人員設(shè)備狀態(tài)檢修工作進(jìn)行指導(dǎo)。這一輔助決策系統(tǒng)的組成部分主要有：系統(tǒng)功能設(shè)計、核心算法以及系統(tǒng)運行設(shè)計。

2.2 信息模塊

該模塊的關(guān)鍵作用就是給評估體系提供具體數(shù)據(jù)，設(shè)備狀態(tài)檢修以及風(fēng)險評估和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的關(guān)系非常密切，如，生產(chǎn)MIS系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測中心以及技術(shù)監(jiān)督等系統(tǒng)，利用輔助決策系統(tǒng)連接上述數(shù)據(jù)系統(tǒng)，能夠得到設(shè)備狀態(tài)評價以及風(fēng)險評價具體數(shù)據(jù)。生產(chǎn)MIS系統(tǒng)能夠提供缺陷、臺賬和檢修等數(shù)據(jù)，技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)能夠提供家族性缺陷數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)，在線監(jiān)測系統(tǒng)可以提供在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，SCADA 數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒃O(shè)備運行狀態(tài)和系統(tǒng)負(fù)荷斷面數(shù)據(jù)。

2.3 狀態(tài)評價模塊

該模塊主要用于評價輸變電設(shè)備實際缺陷狀態(tài)。這一方法首先定義設(shè)備缺陷指數(shù)，再反演計算以前設(shè)備缺陷指數(shù)以及故障數(shù)據(jù)，獲得設(shè)備故障概率以及缺陷指數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系，缺陷指數(shù) d 的具體計算公式是：

式中，表示設(shè)備狀態(tài)指數(shù)；M 表示設(shè)備總扣分值；表示這種設(shè)備相同等級扣分極限值。設(shè)備正常時為 0，狀態(tài)取值是 1，設(shè)備異常時取值是 2，設(shè)備異常很嚴(yán)重時的取值是 3。應(yīng)該按照南網(wǎng)狀態(tài)評價導(dǎo)則統(tǒng)計得到。

2.4 風(fēng)險評估模塊

①自身損失風(fēng)險

狀態(tài)檢修時，設(shè)備自身的具體損失風(fēng)險的計算公式為：

表示設(shè)備自身的具體損失風(fēng)險；表示設(shè)備故障出現(xiàn)概率； 表示設(shè)備故障所需維修資金。

②人身以及環(huán)境風(fēng)險

按照中國人身傷亡具體標(biāo)準(zhǔn)，輸變電設(shè)備具有的人身以及環(huán)境風(fēng)險的相關(guān)計算公式為：

式中， 表示設(shè)備人身風(fēng)險；表示設(shè)備環(huán)境風(fēng)險； 表示故障發(fā)生率；表示故障導(dǎo)致的人身損失；表示故障導(dǎo)致的環(huán)境損失。設(shè)備故障人身以及環(huán)境風(fēng)險等級直接決定了具體損失情況。

③系統(tǒng)風(fēng)險

潮流越限非常嚴(yán)重：變壓器具體負(fù)載比例表示輸變電設(shè)備輸送功率以及功率限額的比例，所以，應(yīng)該全面考慮系統(tǒng)運行具體穩(wěn)定裕度以及繼電保護(hù)設(shè)備閾值。電壓越限非常嚴(yán)重：為各個節(jié)點實際電壓以及額定電壓之比，應(yīng)該按照本區(qū)域電壓質(zhì)量具體標(biāo)準(zhǔn)來考慮電壓偏移以及電壓保護(hù)對相關(guān)動作值提出的要求。

④社會損失風(fēng)險

該風(fēng)險為設(shè)備故障給電網(wǎng)客戶造成的損失，故社會損失的具體計算公式為：

式中，表示故障引發(fā)的社會損失；表示故障發(fā)生率；表示本地目前產(chǎn)電比；表示設(shè)備負(fù)荷丟失量；T 表示故障運檢修所花時間。

2.5 輔助決策模塊

對于輔助檢修決策，其內(nèi)容主要有：維修設(shè)備以及設(shè)備檢修順序。對設(shè)備檢修順序進(jìn)行安排時，應(yīng)該結(jié)合下列四方面：設(shè)備故障率（）、風(fēng)險（）、檢修純收益（）、維修純收益率（）。

在相關(guān)決策人員應(yīng)該同時按照上述兩種或者是兩種以上具體準(zhǔn)則考慮的時候，就會由原來的單目標(biāo)決策變成一種多目標(biāo)決策，具體計算公式是：

表示經(jīng)過歸一化的復(fù)合目標(biāo)；N 表示排序準(zhǔn)則類別；表示變壓器第 i 種排序準(zhǔn)則具體指標(biāo)值； 表示需維修變壓器第 i 種排序準(zhǔn)則的極限數(shù)值；表示相關(guān)決策者對第 i 種排序準(zhǔn)則的具體主觀權(quán)重系數(shù)。

3 該狀態(tài)檢修實用化技術(shù)應(yīng)用價值

以風(fēng)險狀態(tài)檢修就基礎(chǔ)的輔助決策系統(tǒng)完善了技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)、生產(chǎn) MIS 和在線監(jiān)測中心系統(tǒng)等的實際工作狀態(tài)，讓設(shè)備在線監(jiān)測、家族性缺陷以及試驗和巡檢具體狀態(tài)量變得信息化以及數(shù)據(jù)化，利用狀態(tài)檢修以及風(fēng)險評估具體輔助決策系統(tǒng)連接不同信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)接口，可以讓設(shè)備狀態(tài)量達(dá)到自動評價目標(biāo)，而建立風(fēng)險評估模塊則可以讓SCADA/EMS 系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)傳輸能力，能夠通過模塊算法算出輸變電設(shè)備實際損失、社會損失、人身以及環(huán)境損失和系統(tǒng)損失等風(fēng)險，同時能夠?qū)⑵渫ㄟ^貨幣形式有效表現(xiàn)出來。除此之外，這一系統(tǒng)提出的不同先進(jìn)技術(shù)以及措施能夠顯著減小輸變電設(shè)備所承受的安全總風(fēng)險，從而提升設(shè)備運行所具有的安全性以及穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

對于現(xiàn)階段電網(wǎng)企業(yè)設(shè)備狀態(tài)檢修工作中存在的主要問題，企業(yè)必須建立一套比較全面的基于風(fēng)險的相應(yīng)設(shè)備狀態(tài)檢修具體體系，同時綜合運用該狀態(tài)檢修技術(shù)，把狀態(tài)檢修技術(shù)從原來的單一理論變成操作性非常強(qiáng)的技術(shù)體系，以此提升電網(wǎng)企業(yè)狀態(tài)檢修水平以及質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]潘樂真，魯國起，張焰，等.基于風(fēng)險綜合評判的設(shè)備狀態(tài)檢修決策優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)自動化，2010，34（11）：28-32，66.