新技术在电气设备状态检修中的应用

电力18讯：    作者：朱玉璧　

摘要：简要地叙述了几种新技术在电气设备状态检修中的应用。
关键词：新技术　电气设备　状态检修
    1　引言传统的电厂设备检修，都是按照《SD370-87电厂设备检修规程》规定进行的。规程规定主机、主设备和辅助设备检修周期各为多少年，并由发电部门统一制订检修滚动计划，将机组的检修性质定义为大修、中修、小修和扩大性检修等，各设备的检修被安排进不同的检修时段。在这种情况下，即使有些机组检修计划安排的非常周密，也是针对某些特殊项目，其他常规项目仍然是按照滚动计划检修。不管设备该不该修，一到检修周期所有设备统统检修一遍。这样做的直接后果是：①设备到期就修，造成人力、物力、财力的浪费；②给检修计划的安排造成困难；③造成部分设备检修质量失控；④个别不需要检修的设备由于经常检修造成损坏。
设备状态检修是指根据先进的状态检测和诊断技术提供的设备状态信息，来判断设备的异常和预知设备的故障，并在故障发生前进行检修的方式。即通过应用现代检修管理技术，用先进的设备状态检测手段和分析诊断技术，实时了解设备的健康状况和运行工况，及时给出设备的寿命评估，然后根据设备的健康状态，合理安排检修项目和检修时机，最大化地降低检修成本乃至发电成本，提高设备的可用性。
状态检修技术包含以可靠性为中心的检修技术和预测检修技术。这项技术最初应用于航空、航天系统，后应用于核电站，现已成功地应用于发电厂设备的检修。电力系统的可靠性在很大程度上取决于电力设施的可靠性，随着电网容量的增大和用户对供电可靠性要求的提高，检修管理的重要性日益显现。检修费用占电力成本的比例也不断提高，检修费用同燃料费用一样占有重要比例。如何采取合理的检修策略和制订正确的检修计划，保证在不降低可靠性的前提下节省检修费用，便成为电力部门面临的重要课题。过去常用的计划检修和以它为基础根据经验决定延长或缩短检修周期的做法已不能满足需要，必须采用新技术。
    2　设备状态检修
以可靠性为中心的检修和预测性检修是互相紧密联系而又不同的两个技术领域。前者是在评估元件可能故障对整个系统可靠性影响的基础上决定检修计划的一种策略，后者是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其他信息来安排检修的技术。其关键是依靠先进的故障诊断技术对潜伏故障进行分类和严重性分析,以决定设备（部件）是否需要立即退出运行和制订应对措施。因此，电力设备状态检修技术涉及复杂的可靠性评价、传感技术、信息采集处理技术、干扰抑制技术、模式识别技术、故障严重性分析、寿命估计等领域[1]。
实施状态检修的前提是：①健全的设备管理体制；②完善的检修质量管理体系；③灵活的设备运行方式；④齐全的设备管理台帐；⑤高素质的检修队伍、运行队伍和设备管理人员；⑥具备状态检修的设备记录和检测手段；⑦先进的测试、分析设备。
电厂的大部分设备要求实行状态检修，常用的检测技术有振动检测、油液分析、红外线热成像、超声波检漏、电机状态检测等[2]。这里仅就电气设备作说明。
状态检修涉及的电气设备，主要是针对需要经过时效考验并随着负载变化而出现的工况和寿命发生变化的电气一次设备，包括发电机、断路器、高低压电动机、大型变压器、中小型变压器、高压开关、隔离闸刀、CT（电流互感器）、CVT（电容式电压互感器）、PT（电压互感器）、避雷器、母线及连接、中压开关、配电变压器、高压套管、电力电缆、变频器、整流组件、绝缘子、电力电容器等。这里介绍一些新技术，不包括具体的设备选型，仅供设备订购或管理时参考。
    3　新技术的应用
（1）红外线点温计：可手持操作，方便灵活，直观迅速，几乎适用于所有电气设备的表面测温和故障发热检测。
（2）红外线热像仪：既可以在线检测电气设备正常的运行状况，也可以在检修中进行热像分析。它适用于发电机、断路器、高低压电动机、大型变压器、中小型变压器、高压开关、隔离闸刀、CT、CVT、PT、避雷器、母线及连接、中压开关、配电变压器、高压套管、电力电缆、变频器、整流组件、绝缘子、电力电容器等设备的检测[3]。在停机检修中还可以辅助进行发电机定子铁损试验和发电机转子护环的拆装工作等[4]。
（3）超声波流量探测仪：适用于在线测量发电机定子进（出）水总管的流量、停机检修中发电机定子线棒的流量、高压电动机的冷却水流量和断路器附属系统的冷却水流量以及大型变压器循环油系统的流量等。
（4）振动分析系统：适用于大型发电机和电动机的振动检测和分析，包括定子绕组端部振型分析、转子轴系振动分析、转子轴振动监视器。通过观察轴承振动的轨迹、平均值的幅值和性质来判断其振动的问题等。
（5）发电机在线综合分析专家系统：可以综合发电机的各种工况参数，例如对温度、电压、电流、振动、励磁、绝缘、寿命等进行分析，并对照专家系统给