變電站設備差異性運維策略的應用及評價

易 慧，詹鐘濤，鄭奕輝

(廣州供電局有限公司，廣東 廣州 510000)

設備巡視維護是變電運行專業的核心任務之一，充足有效的巡視維護能夠提高設備運行性能并及早發現和消除缺陷，對電力設備的安全穩定運行有重要保障作用。多年以來，設備巡視維護管理執行的是一種經驗型、粗放式、簡單周期化的策略，這種策略忽視了不同設備具體狀況的差異而采用千篇一律的方法，已經不能適應設備大規模增長的現狀。因此，需要引入差異性運維策略，并在實際執行過程中對差異性運維策略的應用情況進行分析和評價。

1 差異性運維策略的提出

在電力設備投入運行的生命周期中，發現并消除設備問題，使其在較長時間內保持安全穩定運行狀態的維護方式一般有試驗、檢修、巡視和維護4種。這里所說的“運維”是指巡視和維護，指在設備不停電狀態下由變電運行人員主導開展的設備巡視和簡單維護工作。其目的是及時發現設備存在的問題并及時處理，保持設備在可控狀態下安全穩定運行。

長期以來，變電站內設備的運維管理一直采取定期運維的策略，在南方電網系統內主要執行《110 kV及以上變電站運行管理標準》。其對日常巡視和維護的要求如下：

(1)有人值班變電站日常巡視每日1次，夜間巡視宜每周1次；

(2)無人值班變電站日常巡視每月不少于1次，夜間巡視宜每月1次；

(3)有人值班變電站、集控中心、運維中心必須制定變電站的年、季、月設備維護周期表，并按周期開展維護工作。

可見，這些對運維規范性的要求均比較粗放，對所有設備基本都同等對待，執行同樣的運維策略。在設備數量不多和人力資源較充足的情況下，該運維策略可能不會有明顯的不足。但近年來隨著電網的快速發展，按照常規的運維策略，運維人員數量與設備運維工作需求間的矛盾越來越大，且還會存在部分運行狀態優良的設備過運維，而部分老舊設備欠運維的問題，甚至可能出現由于未及時發現一般設備缺陷而發展成為重大缺陷，造成設備及電網事故的嚴重后果。

2 差異性運維策略的定義

針對常規運維策略存在的問題，提出一種針對不同設備的差異性運維策略，對技術狀況較差、重要度高的設備，適當加強運維力度；對技術狀況較好、重要度低的設備，適當減少運維工作的投入，最終達到綜合運維效益最大化的目的。

差異性運維是指根據設備運行工況和在電網中的重要程度2個維度進行設備運維等級的分類，動態實施差異性的運維，分為V級運維、IV級運維、III級運維、II級運維、I級運維及特級運維6個等級。設備運行工況包括正常狀態、注意狀態、異常狀態及嚴重狀態4種。設備在電網中的重要程度可按其風險等級來界定，風險等級越高則越為重要，可分為V級風險、IV級風險、III級風險、II級風險、I級風險及特級風險6個依次增高的風險等級。

3 設備運維等級的確定

設備運維等級的分類首先由調度部門根據電網情況對設備在電網中的重要程度，即風險等級進行分類，然后由設備運維單位(變電管理所)對設備的運行工況進行分類，最后由供電局生產設備歸口管理部門(生產設備部或生技部)根據《設備差異性特殊運維模型》確定設備運維等級，具體如表1所示。

表1 設備差異性特殊運維模型

設備在電網中的重要程度，主要根據各級調度管理部門對各類設備在電網中的重要程度對應的風險評估結果而定。如《廣東電網地區的楚穗直流專項特維》、《廣州中部電網解環運行專項特維》、《廣州地區重要安自裝置特維》、《廣州地區度夏重載設備特維》、《提高廣州地區220 kV線路斷面運行極限的專項特維工作》等文件將廣州地區的電力設備在電網中的重要程度進行合理的分級，包括V級、IV級、III級、II級、I級及特級6個等級。

設備運行工況的主要評定依據有設備缺陷、壽命及反措。有家族性缺陷的或者各級設備歸口管理部門下發的需要實施反措但還未來得及停電實施或者更換的設備的運行工況一般較差；帶其他常見缺陷(如主變總烴超標、滲漏油或接頭發熱)的設備的運行工況一般都認定為較差；老舊設備的運行工況根據設備年齡進行評定。

需要特別說明的是，由于生產設備歸口管理部門很難適時掌控一般性設備缺陷(家族性缺陷及反措以外的)及設備的老舊程度，且即使掌控了但下達特殊運維策略也往往不及時，因此，這一部分設備運行工況的評定由設備運維部門(變電管理所)的生技部來完成。

4 差異性運維策略的制定

設備運維策略與設備的運維等級具有一一對應的關系，設備運維等級分類完成后，設備運維策略也隨之確定。運維的差異性主要體現在：特級運維是在常規運維(相當于III級運維)的基礎上縮短運維周期及加大人力資源的投入，I級運維次之;依次類推，V級運維周期最長，投入的人力資源最少。以特級、I級、II級為例，具體運維要求如表2所示。

5 差異性運維策略的應用

差異性運維策略的應用主要由變電設備的運維單位——變電管理所來實施。變電管理所下設的生技部根據上級設備歸口管理部門下達的各種特殊運維文件，結合本單位設備運行工況的現狀，綜合制定本單位的年度差異性運維計劃。在實際生產過程中制定差異性運維計劃主要參照以下3個方面。

表2 差異性運維策略的實施

(1)承接上級部門發布的各類專項特殊運維的要求，主要體現在巡視周期上，將同一設備的不同巡視周期及要求梳理歸類在一起。如某站220 kV厚瑞甲乙線按照上級《楚穗直流專項特維要求》確定的是IV級運維，日常巡視周期不大于20天；按照《廣州中部電網解環運行專項特維要求》確定的是III級運維，日常巡視3天1次；按照《度夏期間重載設備專項特維要求》確定的是V級運維，度夏期間每月增加1次巡視和測溫，那么可得最高要求的綜合運維策略，即按III級運維要求，日常巡視周期3天1次且每月增加1次測溫。

(2)對老舊或者帶缺陷運行的設備，變電管理所下設的生技部可根據運行經驗，實施適當加大運維密度的特殊運維。

① 對于SF6類設備的壓力監視設備，可根據設備具體情況設置一個“人為”預告警值(比額定告警值高0.02 MPa)，如某設備氣室的告警值是0.45 MPa，則人為預告警值設置為0.47 MPa，當發現SF6壓力低于0.47 MPa時即可進行補氣。

② 對存在滲漏油的主變、集合式電容器等主設備，一般在發現缺陷后連續3天每天檢查1次，然后根據漏油變化情況相應調整檢查周期，制定檢查周期表，具體如表3所示。

表3 滲漏油設備特殊運維檢查周期

③ 對超過額定負荷80 %的重載設備，一般在初起時每日連續巡視檢查3次，然后根據發熱變化趨勢相應調整檢查周期，具體如表4所示。

表4 重載設備特殊運維檢查周期

④ 對存在接頭發熱的設備，根據設備溫度、負荷和天氣等因素的變化情況制定檢查周期表，具體如表5所示。

表5 接頭發熱設備特殊運維檢查周期

(3)將運行工況良好、負荷較小設備的一般性日常運維周期延長1倍。

以某220 kV變電站為例，根據上述方法，可得到該變電站的設備差異性運維周期表，具體如表6所示。

表6 某220 kV站設備差異性運維要求

6 差異性運維策略的效益評價

6.1 設備運維水平

由于優先對重要度高、狀態薄弱的設備投入充足運維資源，變電站整體的運維水平明顯得以提高。在實際運作中，主要體現在能夠及時發現重要設備的隱患并組織處理，避免造成大的影響，使其處于安全可控范圍內運行。

例如，某110 kV變電站日常有2臺主變運行，在其中1臺主變停電前后，按照差異性運維策略對該站剩余運行的主變進行紅外測溫和特巡，及時發現了該主變過負荷以及變低開關柜熱縮套熔化的問題，并在問題消除前采用每30 min測溫檢查1次的高密度運維策略，有效確保了過載設備的安全可靠運行。如果按照常規策略開展運維工作，很可能造成該站全停的嚴重后果。

6.2 人力資源優化利用

選取某220 kV巡維中心(包括16個變電站)的差異性運維工作作為試驗研究對象，從2012年開始將差異性運維策略融入其巡維工作中。經過一段時間的執行后進行了統計(見表7)，可知按照常規的運維策略并考慮特殊運維工作(當前普遍實施的策略)，一年內總的運維次數為187人次。如果將運行工況良好及負荷較小的一般設備的運維周期增大1倍，重要設備按照常規特殊運維要求來開展差異性的運維，總的運維次數是127人次，與按常規運維策略相比大大提高了運維工作質量，與當前普遍實施的策略(考慮特殊運維)相比降低了32 %的運維工作量。

表7 差異性策略應用前后人力資源投入對照統計

7 結束語

由于現階段的運維策略(考慮特殊運維)主要是“做加法”，是在常規運維的基礎上疊加特殊運維，不能有效利用有限的人力資源。建議深化推進差異性運維策略，修改相關行業規范，在現有行業規范要求的日常運維基礎上增加對運行工況差但對確保電網安全運行重要程度高的設備的運維強度，減少對運行工況良好卻對確保電網安全運行重要程度低的設備的運維次數，在不降低運維質量的情況下嘗試“做減法”，減少運維次數，真正做到差異性特殊運維，以期能有效節省人力支出。