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摘要:高压断路器在电力系统中主要承担保护与控制的作用,作为维护电力系统高效安全运行的可靠保障,高压断路器的运行情况直接决定了电力系统运行的安全程度,同时也影响着供电的稳定程度。因此,对高压断路器状态记录与检修决策支持系统的研究在很大程度上能够提高压断路器的经济性与安全性。本文简要介绍了高压断路器状态记录与检修的现状以及状态记录与检修的重要作用,对其检修决策系统的相关应用进行一定的分析研究,决策支持系统集基础数据管理、数据分析、设备预警、维修优化方案以及进度跟踪为一体,在一定程度上能够促进高压断路器的状态检修决策水准的提升,有利于电力系统的安全有效运行。
关键词:电力系统;高压断路器;状态记录与检修,决策支持系统
0 引言
在电力电子技术不断发展完善的今天,作为电力系统运行的关键元件高压断路器的性能与技术也不断趋于成熟,目前的发展方向趋于集成智能化,网络化。我们知道,高压断路器安全运行直接影响着电力系统的运转,提高其检修作业水平能够增强电网运行的可靠性,传统的维修技术的决策方法未能涉及系统可靠性的内容,这里我们把改进可靠性维修的概念带入高压电路器的维修过程,通过对其可靠性分析、设备寿命分析来建设能够满足电网约束、检修时间与能力约束的决策支持系统,达到最优的可靠性收益。系统不仅能够自动生成维修计划(图形与文字),還能够实时更新数据,实现数据的在线分析,跟踪状态记录与检修进度,确保提供数据的准确性。
1、高压断路器状态记录与检修发展概述
1.1 发展阶段
在电力系统的发展过程中,其检修策略发展分为三个阶段:第一个阶段是事故检修阶段,属于被动性检修,只在发生故障时开展检修工作,第二个阶段是计划机修阶段,在设备的运行过程中进行预防性检修工作,需要花费较大的人力物力,不能保证经济效益最佳,第三个阶段为目前较为先进的可靠性检修策略。
1.2国内现状
目前我国的设备状态记录与检修工作正在日趋完善与成熟,部门单位对于状态管理还不十分明确。随着计算机与互联网技术不断发展与普及,其不断催化着电力系统的改革促进了电气设备状态记录与检修的发展,涌现出很多相关的管理软件和检修决策系统来指导检修工作。
2、高压断路器状态记录与检修的作用
我们知道,高压断路器状态记录与检修能够在一定程度上提高经济社会效益。表现为下述几个方面:
(1)高压断路器状态记录工作能够为检修策略提供依据,提高工作效率
(2)实行高压断路器状态记录与检修,能够规避设备故障风险,同时,可以优化配置检修经费,正确预估设备使用期限,能够达到设备使用的最优配置,节约成本。
(3)对高压断路器状态分析能够有效指导预防事故、改进工作、提高管理水平。
3、基于可靠性的高压断路器状态记录与检修决策支持系统
3.1 以可靠性为中心的检修
目前国际上使用范围较广的维修方法似乎可靠性维修( RCM),能够做到设备维修的预防、优化检修策略。RCM作为一中系统的工程检修方法,能够对电力设备比如高压断路器以及整个电力网络进行整体性能评价,通过状态记录数据来对电力设备的各个元件进行可靠性分析。RCM技术的提高有助于电力设备检修策略的提升。主要有以下就几个方面:
(1)检修方案的比较选择;(2)最低风险检修计划;(3)检修方式的比较;(4)合理排序各个电力设备。
高压断路器状态记录与检修决策支持系统是将检修方案的选择比较与最低风险检修计划位依据,通过有效收集分析高压断路器的状态记录数据来进行设备可靠性(自身性能以及检修对电网运行的影响)的分析来指导检修决策。
3.2高压断路器状态记录与检修决策支持系统的开发
基于可靠性的高压断路器状态记录与检修决策支持系统由5个模块构成,如图1所示,分别为:高压断路器基础数据录入模块、可靠性在线分析预警模块、 设备可靠性档案模块、风险最低维修日程决策模块和维修过程跟踪模块。
3.3基础数据库的建设
如2图所示,其基础数据库中包含多种信息数据,主要为:厂家数据、运行数据、负荷数据、可靠性评估数据、设备维系记录、状态评估数据等信息,其中状态评估数据的记录使高压断路器状态记录与检修决策支持系统向可靠性维护检修发展,为整个电网的数字化检修做好铺垫。各信息数据流向如图所示,所有信息数据共同为决策支持系统提供数据支撑。
3.4可靠性在线分析预警模块
可靠性在线分析预警模块将系统录入的基础数据进行可性指标更新分析,预测断路器的使用寿命,同时对其是否进入老化状态进行相关的判定,做出相应的分析预警。我们知道断路器这类开关设备的故障率曲线服从浴盆曲线。通过对其故障率变化规律的分析研究,我们将高压断路器的寿命周期分为3个阶段分别为:早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。
当高压电路器进入损耗失效期后,其故障率发生增多,严重威胁电网的安全运行,因此决策支持系统通过计算录入数据,整合故障率曲线图为判断高压断路器是否进入损耗失效期作为依据,然后进行相应的预警工作。
3.5高压断路器可靠性档案模块
基于 RCM的检修决策支持系统能够自动归档相关这杯的数据集可靠性信息。其可靠性档案分为四大类,分别为:包括出厂来源、状态评价、设备故障与检修修档案以及负荷档案。决策支持系统的基础数据模块数据与可靠性档案模块数据实时共享,同时可靠性档案模块实自动整理归类录入信息数据;可靠性在线分析预警模块与之相辅相成,互为支撑。
3.6风险最低维修日程决策模块
风险最低维修日程决策模块是该决策支持系统的重要内容。一般通过三步实现设备的检修计划。首先确定待修设备,然后确定检修次序,最后进行日程安排。 3.7维修过程跟踪模块
大家知道,维修过程涉及范围、设计对象较多,与时间空间有着紧密联系,优化维修过程总的范围、对象等基础信息,隨时跟踪记录维修作业,实时更新基础数据与可靠性档案,对维修过程与相关元件进行管理,对于检修工作有着重要帮助。
4、应用示例
我们这里以某供电局110千伏变电站,10台高压断路器的状态记录与检修决策支持为例进行说明。
上图为决策支持系统主界面,首先,我们需要建立新的项目,将待修设备信息录入,这时,决策支持系统从基础数据库中查询相关待修设备的基础信息数据,与此同时,可靠性档案模块根据实时状态记录以及故障在线更新计算故障率,然后,决策支持系统将自动生成对比图直观展示故障率。在进行风险最低维修日程决策之前,可靠性在线分析预警模块先进行相关设备的使用寿命进行判定预警。然后进行检修的日程安排,开展系统检修的决策支持工作。
5、需注意的问题
(1)加强基础数据整理工作。通过决策支持系统,收集整理高压断路器的基础数据作为状态检修的基础工作。
(2)严格控制高压电路器的初始状态。
(3)实时更新状态量信息库,确保故障预测与检修安排的正常开展。
6、结束语
综上所述,我们了解到高压断路器状态记录与检修工作对于电网安全高效的运行有着重要意义,其决策支持系统的运用,能够提高其可靠性,RCM的引入,能够对高压断路器进行高压断路器基础数据录入、可靠性在线分析预警、设备可靠性档案管理、风险最低维修日程决策和维修过程跟踪管理,为提高检修决策支持提供了有力的保障。在以后的实际工作中,还需要更为丰富的理论研究及实践探索去不断完善此系统,指导高压断路器的检修决策,促进整个电网的检修水准。
参考文献:
[1] 束洪春.电力系统以可靠性为中心的维修[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2] 武星,游一民,成勇,等.高压开关设备可靠性评价指标及计算方法探究[J].高压电器,2012,
[3]孟忠,徐凌燕,房兆祥.高压短路器状态检修在线监测系统的应用[J].华北电力技术(1)
[4]吴忠良.高压断路器在线检测技术进展[J].电气开关,2011(1)
[5]李卫良,高春雷.高压断路器在线监测技术的综合研究[J].江苏电机工程,2008(1)
关键词:电力系统;高压断路器;状态记录与检修,决策支持系统
0 引言
在电力电子技术不断发展完善的今天,作为电力系统运行的关键元件高压断路器的性能与技术也不断趋于成熟,目前的发展方向趋于集成智能化,网络化。我们知道,高压断路器安全运行直接影响着电力系统的运转,提高其检修作业水平能够增强电网运行的可靠性,传统的维修技术的决策方法未能涉及系统可靠性的内容,这里我们把改进可靠性维修的概念带入高压电路器的维修过程,通过对其可靠性分析、设备寿命分析来建设能够满足电网约束、检修时间与能力约束的决策支持系统,达到最优的可靠性收益。系统不仅能够自动生成维修计划(图形与文字),還能够实时更新数据,实现数据的在线分析,跟踪状态记录与检修进度,确保提供数据的准确性。
1、高压断路器状态记录与检修发展概述
1.1 发展阶段
在电力系统的发展过程中,其检修策略发展分为三个阶段:第一个阶段是事故检修阶段,属于被动性检修,只在发生故障时开展检修工作,第二个阶段是计划机修阶段,在设备的运行过程中进行预防性检修工作,需要花费较大的人力物力,不能保证经济效益最佳,第三个阶段为目前较为先进的可靠性检修策略。
1.2国内现状
目前我国的设备状态记录与检修工作正在日趋完善与成熟,部门单位对于状态管理还不十分明确。随着计算机与互联网技术不断发展与普及,其不断催化着电力系统的改革促进了电气设备状态记录与检修的发展,涌现出很多相关的管理软件和检修决策系统来指导检修工作。
2、高压断路器状态记录与检修的作用
我们知道,高压断路器状态记录与检修能够在一定程度上提高经济社会效益。表现为下述几个方面:
(1)高压断路器状态记录工作能够为检修策略提供依据,提高工作效率
(2)实行高压断路器状态记录与检修,能够规避设备故障风险,同时,可以优化配置检修经费,正确预估设备使用期限,能够达到设备使用的最优配置,节约成本。
(3)对高压断路器状态分析能够有效指导预防事故、改进工作、提高管理水平。
3、基于可靠性的高压断路器状态记录与检修决策支持系统
3.1 以可靠性为中心的检修
目前国际上使用范围较广的维修方法似乎可靠性维修( RCM),能够做到设备维修的预防、优化检修策略。RCM作为一中系统的工程检修方法,能够对电力设备比如高压断路器以及整个电力网络进行整体性能评价,通过状态记录数据来对电力设备的各个元件进行可靠性分析。RCM技术的提高有助于电力设备检修策略的提升。主要有以下就几个方面:
(1)检修方案的比较选择;(2)最低风险检修计划;(3)检修方式的比较;(4)合理排序各个电力设备。
高压断路器状态记录与检修决策支持系统是将检修方案的选择比较与最低风险检修计划位依据,通过有效收集分析高压断路器的状态记录数据来进行设备可靠性(自身性能以及检修对电网运行的影响)的分析来指导检修决策。
3.2高压断路器状态记录与检修决策支持系统的开发
基于可靠性的高压断路器状态记录与检修决策支持系统由5个模块构成,如图1所示,分别为:高压断路器基础数据录入模块、可靠性在线分析预警模块、 设备可靠性档案模块、风险最低维修日程决策模块和维修过程跟踪模块。
3.3基础数据库的建设
如2图所示,其基础数据库中包含多种信息数据,主要为:厂家数据、运行数据、负荷数据、可靠性评估数据、设备维系记录、状态评估数据等信息,其中状态评估数据的记录使高压断路器状态记录与检修决策支持系统向可靠性维护检修发展,为整个电网的数字化检修做好铺垫。各信息数据流向如图所示,所有信息数据共同为决策支持系统提供数据支撑。
3.4可靠性在线分析预警模块
可靠性在线分析预警模块将系统录入的基础数据进行可性指标更新分析,预测断路器的使用寿命,同时对其是否进入老化状态进行相关的判定,做出相应的分析预警。我们知道断路器这类开关设备的故障率曲线服从浴盆曲线。通过对其故障率变化规律的分析研究,我们将高压断路器的寿命周期分为3个阶段分别为:早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。
当高压电路器进入损耗失效期后,其故障率发生增多,严重威胁电网的安全运行,因此决策支持系统通过计算录入数据,整合故障率曲线图为判断高压断路器是否进入损耗失效期作为依据,然后进行相应的预警工作。
3.5高压断路器可靠性档案模块
基于 RCM的检修决策支持系统能够自动归档相关这杯的数据集可靠性信息。其可靠性档案分为四大类,分别为:包括出厂来源、状态评价、设备故障与检修修档案以及负荷档案。决策支持系统的基础数据模块数据与可靠性档案模块数据实时共享,同时可靠性档案模块实自动整理归类录入信息数据;可靠性在线分析预警模块与之相辅相成,互为支撑。
3.6风险最低维修日程决策模块
风险最低维修日程决策模块是该决策支持系统的重要内容。一般通过三步实现设备的检修计划。首先确定待修设备,然后确定检修次序,最后进行日程安排。 3.7维修过程跟踪模块
大家知道,维修过程涉及范围、设计对象较多,与时间空间有着紧密联系,优化维修过程总的范围、对象等基础信息,隨时跟踪记录维修作业,实时更新基础数据与可靠性档案,对维修过程与相关元件进行管理,对于检修工作有着重要帮助。
4、应用示例
我们这里以某供电局110千伏变电站,10台高压断路器的状态记录与检修决策支持为例进行说明。
上图为决策支持系统主界面,首先,我们需要建立新的项目,将待修设备信息录入,这时,决策支持系统从基础数据库中查询相关待修设备的基础信息数据,与此同时,可靠性档案模块根据实时状态记录以及故障在线更新计算故障率,然后,决策支持系统将自动生成对比图直观展示故障率。在进行风险最低维修日程决策之前,可靠性在线分析预警模块先进行相关设备的使用寿命进行判定预警。然后进行检修的日程安排,开展系统检修的决策支持工作。
5、需注意的问题
(1)加强基础数据整理工作。通过决策支持系统,收集整理高压断路器的基础数据作为状态检修的基础工作。
(2)严格控制高压电路器的初始状态。
(3)实时更新状态量信息库,确保故障预测与检修安排的正常开展。
6、结束语
综上所述,我们了解到高压断路器状态记录与检修工作对于电网安全高效的运行有着重要意义,其决策支持系统的运用,能够提高其可靠性,RCM的引入,能够对高压断路器进行高压断路器基础数据录入、可靠性在线分析预警、设备可靠性档案管理、风险最低维修日程决策和维修过程跟踪管理,为提高检修决策支持提供了有力的保障。在以后的实际工作中,还需要更为丰富的理论研究及实践探索去不断完善此系统,指导高压断路器的检修决策,促进整个电网的检修水准。
参考文献:
[1] 束洪春.电力系统以可靠性为中心的维修[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2] 武星,游一民,成勇,等.高压开关设备可靠性评价指标及计算方法探究[J].高压电器,2012,
[3]孟忠,徐凌燕,房兆祥.高压短路器状态检修在线监测系统的应用[J].华北电力技术(1)
[4]吴忠良.高压断路器在线检测技术进展[J].电气开关,2011(1)
[5]李卫良,高春雷.高压断路器在线监测技术的综合研究[J].江苏电机工程,2008(1)