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摘要 电力拖动作为占据主导地位的动力系统，检修水平的高低直接控制着生产系统的运行水平，从而决定收益水平。通过对检修体制的分析和审视，以实例对比，分析检修体制监理方法，提出在线监测法，提高了电力拖动系统的可靠性。
关键词 衍射；检修体制；RCM；故障分布
中图分类号 U283 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0172-01
拖动即指以各种原动机带动工作机械（负荷）产生并完成运动，电力拖动即以电力为原动力的拖动系统。在各产业中，电力拖动提供了90%以上的原动力，在生产流程中占据基础而重要的核心点位。EPRI（Electric Power Research Institute，美国电力研究协会）2011年的报告指出：全美电力拖动系统消耗了19%的总能源，57%的电力能源；制造业中电力拖动消耗了70%以上的电能；过程工业中电力拖动消耗的电能占90%以上。每年度成本核算中，附加消耗分布为停产损失93.6%，附加能量消耗3.1%，电力拖动寿命降低1.2%，常规消耗2.1% 。状态检测新方法的提出，有益于进一步降低维护及衍射费用，提升生产效率。
1 电力拖动系统设备检修体制衍射
1.1 事后维修RM/BM
特点是：“任其损坏”Reactive（Break-Down）Maintenance。
优点体现在：不必投资在状态监测上，不会出现过度维修，适用于少数非重点设备。缺点为：无法预测事故停机，产生设备二次损坏及灾难性后果，生产损失，高额维修费用，管理失控。
1.2 预防维修PM/TDM
要点在于“定期体检”Preventive Maintenance。优点体现在维修以可控制的方式在方便的时间进行，减少意外事故，有效避免灾难性事故，可更好的控制备件，节约资金。缺点体现在状态良好的设备也被频繁检修（维修过盛），维修导致的损伤可能大于维修的益处，仍存在计划外故障停机，没有针对不同设备进行优化与寿命分析。
1.3 预测维修PdM
预测维修即Predictive Maintenance，要点在于“没有故障就不修”。优点在于：减少意外停机，仅在需要时购买和使用所需备件，只需在适当时候进行维修。缺点在于： 监测仪器、系统、服务、人员花费，不能延长设备寿命。
1.4 主动维修PAM
即Proactive Maintenance，要点在于“查明根源，精确维修，一切基于可靠性”。优点在于：设备寿命延长，设备可靠性增加，更少的故障及二次损坏，停机时间减少，总维护费用降低。缺点在于：监测仪器、系统、服务、人员花费，要求特殊技能，需要更多时间进行分析，全体员工改变观念
2 状态监测朝向
2.1 当前状况分析
EPRI报告中指出：一个新的资产管理的平台提高生产能力，依靠运行在收支平衡之上，生产中断不可容忍，世界级的生产运营需要可靠性维护。对应的管理策略应为合理利用现有设备，增加生产速度提高质量，增加有效生产时间，降低成本。维修部门从单纯的维修，逐渐转变成为确保企业生产能力的高级职能单元，维修费用占企业生产总成本的4%到14%，维修费用所占比例大于企业利润率。故障停机异常昂贵，远远超过维修费用。
2.2 状态监测的目的
保护系统（保障运行，避免事故造成二次损伤）——预知维修（提前预警，减少非计划停机事件）——故障诊断（指导维修进程，实施精密维修）——根源分析（有目的地提高设备可靠性）。
2.3 案例分析
美国总统轮船公司2001年8月16日安装检修状态监控系统。2001年8月21日TC1轴承失效（已使用10，000小时）。在海上更换轴承，耽搁时间。二次损伤，造成叶片和迷宫密封损伤（价值$180，000）包括产量损失与人工费用。到达港口后，更换整个轴系，浪费时间。
同样在轮船公司的案例中，预测维修经济效益评估可知，VTR 714轴承每套USD 20，000 to 25，000；VTR 714轴系每套USD 120，000 to 150，000。已知更换轴承推荐时间为10，000小时（16个月），17条船，实行状态监测4年，轴承更换时间由10，000小时提高到20，000（有些轴承达到30，000小时）。总的价值体现为：17×3台涡轮增压器xUSD 20，000 = USD 1，020，000，其中未计算节省时间与人工的效益及二次损伤费用
3 RCM
RCM战略即Strategy for RCM，包括设计与改造、设备与备件采购、备品备件库存保养、安装调试、操作与日常保养、运行调度、维修维护。衍射流程为设备改造—提高运行寿命—状态监测日常维护保养—状态监测—有计划的停机—定期维修—备用策略—事后维修。
RCM手段（Instrument for RCM）包括红外诊断静态/动态电气诊断、机械振动分析、激光对中/现场动平衡、润滑油品分析、超声诊断、腐蚀检测/探伤和实现静态检测、动态巡检、在线监控
RCM收益（Benefit from RCM）主要有提高产量（2-40%），减少维修费用（7-60%），提高产品质量（重新回炉生产&废品率减少5-90%），延长设备寿命（>1- 10x life extension），减少零配件库存（10-60%），增加库存周转率（up to 75%），减少成品库存，降低能耗（5-15%），提升生产安全及环境保护。
4 故障分布与测试
4.1 故障分布
根据 EPRI的报告：电力拖动故障的53%源于机械原因，如轴承故障、不平衡、松动等；47%源于电气原因；这其中，10%源于转子，如铸件缺陷导致的不平衡气隙、断条等；37%源于定子绕组。阻抗不平衡导致的电力拖动系统效率的降低。阻抗不平衡导致功率因数的降低。阻抗不平衡导致电力拖动损耗。阻抗不平衡导致温度上升。附加的温升导致电力拖动系统寿命的降低。
4.2 电气测试
静态电气测试SET包括：欧姆表/毫欧表、绝缘电阻计（DA/PI）、
（下转第169页）
（上接第172页）
高压绝缘测试仪、LCR测试仪、浪涌测试仪、静态电路分析（MCA）。
动态电气测试DET包括：电压表、安培表、功率表、数据采集器、电源质量分析仪、动态效率仪。
其他还有动态电信号分析（ESA）、动态机械测试 DMT、红外分析、振动分析、超声诊断。
5 电力拖动监测与管理系统的建立
维修策略的优化通过监控点的系统建立得以实现预知维修与监测进程，需要以下为电力拖动状态监测的时间间隔，以月为单位。台湾麦寮电厂拥有7台600 MW火力发电力拖动组2台，12 MW柴油发电力拖动组（备用）。实现的技术服务有SPM Introduction（1998）、CMS 用于涡轮增压机（1998）、便携式仪器A30-3（1999）、诊断服务（2001）。现在装备4台A30-3，整体监控点数7600点，远程监控2100点，“VCM+BMS”56点，“MG4 to AMS to PRO46”软件72点。下一步装备6台Leonova，远程监控1445点，“MG4 to AMS to PRO46”136点。通过系统的故障检点监测成形，有效地实现了检修管理技术的提升。
6 结束语
电力拖动系统中检修水平的提升，除了依托于设备管理人员的技术水平外，通过在线检测方法，以先进的检测检修管理技术可以实现更加优化的资源配置和生产效率。
参考文献
[1]温熙森.模式识别与状态监控[M].科学出版社，北京：2007，10，01.
[2]冯德富.工厂实用在线检测技术[M].国防工业出版社，北京：2007，03，02.
[3]严璋编.电气绝缘在线检测技术[M].水利电力出版社，北京：1995.
关键词 衍射；检修体制；RCM；故障分布
中图分类号 U283 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0172-01
拖动即指以各种原动机带动工作机械（负荷）产生并完成运动，电力拖动即以电力为原动力的拖动系统。在各产业中，电力拖动提供了90%以上的原动力，在生产流程中占据基础而重要的核心点位。EPRI（Electric Power Research Institute，美国电力研究协会）2011年的报告指出：全美电力拖动系统消耗了19%的总能源，57%的电力能源；制造业中电力拖动消耗了70%以上的电能；过程工业中电力拖动消耗的电能占90%以上。每年度成本核算中，附加消耗分布为停产损失93.6%，附加能量消耗3.1%，电力拖动寿命降低1.2%，常规消耗2.1% 。状态检测新方法的提出，有益于进一步降低维护及衍射费用，提升生产效率。
1 电力拖动系统设备检修体制衍射
1.1 事后维修RM/BM
特点是：“任其损坏”Reactive（Break-Down）Maintenance。
优点体现在：不必投资在状态监测上，不会出现过度维修，适用于少数非重点设备。缺点为：无法预测事故停机，产生设备二次损坏及灾难性后果，生产损失，高额维修费用，管理失控。
1.2 预防维修PM/TDM
要点在于“定期体检”Preventive Maintenance。优点体现在维修以可控制的方式在方便的时间进行，减少意外事故，有效避免灾难性事故，可更好的控制备件，节约资金。缺点体现在状态良好的设备也被频繁检修（维修过盛），维修导致的损伤可能大于维修的益处，仍存在计划外故障停机，没有针对不同设备进行优化与寿命分析。
1.3 预测维修PdM
预测维修即Predictive Maintenance，要点在于“没有故障就不修”。优点在于：减少意外停机，仅在需要时购买和使用所需备件，只需在适当时候进行维修。缺点在于： 监测仪器、系统、服务、人员花费，不能延长设备寿命。
1.4 主动维修PAM
即Proactive Maintenance，要点在于“查明根源，精确维修，一切基于可靠性”。优点在于：设备寿命延长，设备可靠性增加，更少的故障及二次损坏，停机时间减少，总维护费用降低。缺点在于：监测仪器、系统、服务、人员花费，要求特殊技能，需要更多时间进行分析，全体员工改变观念
2 状态监测朝向
2.1 当前状况分析
EPRI报告中指出：一个新的资产管理的平台提高生产能力，依靠运行在收支平衡之上，生产中断不可容忍，世界级的生产运营需要可靠性维护。对应的管理策略应为合理利用现有设备，增加生产速度提高质量，增加有效生产时间，降低成本。维修部门从单纯的维修，逐渐转变成为确保企业生产能力的高级职能单元，维修费用占企业生产总成本的4%到14%，维修费用所占比例大于企业利润率。故障停机异常昂贵，远远超过维修费用。
2.2 状态监测的目的
保护系统（保障运行，避免事故造成二次损伤）——预知维修（提前预警，减少非计划停机事件）——故障诊断（指导维修进程，实施精密维修）——根源分析（有目的地提高设备可靠性）。
2.3 案例分析
美国总统轮船公司2001年8月16日安装检修状态监控系统。2001年8月21日TC1轴承失效（已使用10，000小时）。在海上更换轴承，耽搁时间。二次损伤，造成叶片和迷宫密封损伤（价值$180，000）包括产量损失与人工费用。到达港口后，更换整个轴系，浪费时间。
同样在轮船公司的案例中，预测维修经济效益评估可知，VTR 714轴承每套USD 20，000 to 25，000；VTR 714轴系每套USD 120，000 to 150，000。已知更换轴承推荐时间为10，000小时（16个月），17条船，实行状态监测4年，轴承更换时间由10，000小时提高到20，000（有些轴承达到30，000小时）。总的价值体现为：17×3台涡轮增压器xUSD 20，000 = USD 1，020，000，其中未计算节省时间与人工的效益及二次损伤费用
3 RCM
RCM战略即Strategy for RCM，包括设计与改造、设备与备件采购、备品备件库存保养、安装调试、操作与日常保养、运行调度、维修维护。衍射流程为设备改造—提高运行寿命—状态监测日常维护保养—状态监测—有计划的停机—定期维修—备用策略—事后维修。
RCM手段（Instrument for RCM）包括红外诊断静态/动态电气诊断、机械振动分析、激光对中/现场动平衡、润滑油品分析、超声诊断、腐蚀检测/探伤和实现静态检测、动态巡检、在线监控
RCM收益（Benefit from RCM）主要有提高产量（2-40%），减少维修费用（7-60%），提高产品质量（重新回炉生产&废品率减少5-90%），延长设备寿命（>1- 10x life extension），减少零配件库存（10-60%），增加库存周转率（up to 75%），减少成品库存，降低能耗（5-15%），提升生产安全及环境保护。
4 故障分布与测试
4.1 故障分布
根据 EPRI的报告：电力拖动故障的53%源于机械原因，如轴承故障、不平衡、松动等；47%源于电气原因；这其中，10%源于转子，如铸件缺陷导致的不平衡气隙、断条等；37%源于定子绕组。阻抗不平衡导致的电力拖动系统效率的降低。阻抗不平衡导致功率因数的降低。阻抗不平衡导致电力拖动损耗。阻抗不平衡导致温度上升。附加的温升导致电力拖动系统寿命的降低。
4.2 电气测试
静态电气测试SET包括：欧姆表/毫欧表、绝缘电阻计（DA/PI）、
（下转第169页）
（上接第172页）
高压绝缘测试仪、LCR测试仪、浪涌测试仪、静态电路分析（MCA）。
动态电气测试DET包括：电压表、安培表、功率表、数据采集器、电源质量分析仪、动态效率仪。
其他还有动态电信号分析（ESA）、动态机械测试 DMT、红外分析、振动分析、超声诊断。
5 电力拖动监测与管理系统的建立
维修策略的优化通过监控点的系统建立得以实现预知维修与监测进程，需要以下为电力拖动状态监测的时间间隔，以月为单位。台湾麦寮电厂拥有7台600 MW火力发电力拖动组2台，12 MW柴油发电力拖动组（备用）。实现的技术服务有SPM Introduction（1998）、CMS 用于涡轮增压机（1998）、便携式仪器A30-3（1999）、诊断服务（2001）。现在装备4台A30-3，整体监控点数7600点，远程监控2100点，“VCM+BMS”56点，“MG4 to AMS to PRO46”软件72点。下一步装备6台Leonova，远程监控1445点，“MG4 to AMS to PRO46”136点。通过系统的故障检点监测成形，有效地实现了检修管理技术的提升。
6 结束语
电力拖动系统中检修水平的提升，除了依托于设备管理人员的技术水平外，通过在线检测方法，以先进的检测检修管理技术可以实现更加优化的资源配置和生产效率。
参考文献
[1]温熙森.模式识别与状态监控[M].科学出版社，北京：2007，10，01.
[2]冯德富.工厂实用在线检测技术[M].国防工业出版社，北京：2007，03，02.
[3]严璋编.电气绝缘在线检测技术[M].水利电力出版社，北京：1995.