基于全寿命周期的变压器有载分接开关检修策略探讨

基于全寿命周期的变压器有载分接开关检修策略探讨 张青柏 （东海县域检修分公司，东海县牛山镇和平东路167号 222300） 摘  要：本文主要是在国家电网公司状态检修试验规程的框架内，针对与目前普遍采用的无功优化系统运行密切相关两类设备，包括变压器有载分接开关及无功补偿电容器控制开关（在另一篇论文叙述）的状态量分析，利用设备全寿命周期管理理论（LCC），结合以可靠性为中心的状态检修方法研究，提出变压器有载分接开关的检修策略，提出国网公司输变电设备状态检修试验规程的局限性，及再修订或制定细则需参考的必要性。 关键词：有载开关、状态检修、策略。 0  引言 国家电网公司2008年颁布了Q/GDW168-2008《输变电设备状态检修试验规程》[9]，标志着国网公司全面进入以输变电设备评估为基础的状态检修时代，同时下发了相关的输变电设备 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 、评估办法及 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，于是“状态检修”作为各网省地市公司的主要检修模式得以全面实施应用。但受“可靠性”的影响[6]，各单位执行输变电设备状态评价时，多有向“正常状态”趋势，制定检修策略时多有向“上限”趋势；结果造成输变电设备检修策略又回到最为原始的“故障后检修模式” [2]，特别是电容器断路器与有载调压变压器更是如此。如何解决可靠性与状态检修之间的矛盾，如何制定检修策略降低检修维护成本和安全风险，确值得探讨！特别是国网公司ERP系统的投入运行，给基于设备全寿命周期理论的状态检修策略制定成为可能。 1 设备全寿命周期理论与状态检修理论说明 1.1 设备全寿命周期理论 设备全寿命周期管理是以设备作为研究对象，从系统的整体目标出发，统筹考虑设备的规划、设计、采购、建设、运行、检修、技改、报废的全过程，在满足安全、效能的前提下追求资产全寿命周期成本最优，实现系统优化的科学方法[7]。 1.2 状态检修理论 状态检修是企业以安全、可靠性、环境、成本为基础，通过设备状态评价、风险评估，检修决策，达到运行安全可靠，检修成本合理的一种检修策略[9]。 2 变压器有载分接开关状态量分析 2.1 变压器有载分接开关CALS系统 [3] 实际上在有载开关投运之前，关于该台变压器的所有资料都应该齐全，且均有电子版资料，而该电子版资料不仅运行单位要存档备份，而且制造厂和施工调试单位也要有相同的资料，可供相关人员随时随地进行方便查阅（甚至包括有载分接开关的所有零部件供应商及零部件的信息资料）。笔者就遇到试验人员无法查阅到一台MR有载分接开关的接线图纸，导致变压器直流电阻测试延时半天才得以完成，CALS系统的推广使用要求生产厂家必须提供该平台，以便有效降低运行维护成本。 2.2 影响变压器有载分接开关使用寿命的状态量 文献[1]及文献[9]均指出各类型有载分接开关的大修时间，可以理解为该规定期限如果不检修其性能将有所降低，即：其设计的可靠性将降低。以M型有载开关为例，III300-600型在额定电流下变换50000-80000次，或5-6年，然而实际对于有载分接开关来说，影响其使用寿命的往往与各种类型的过电压、并列运行的环流、变压器的各种短路故障，系统的谐波等等均有关系，在加上无功优化系统的运行，个别地区昼夜负荷变化极大，往往运行不到一两年就会产生轻瓦斯动作，如果处理不好往往造成有载分接开关爆炸事故，笔者就经历过数台有载分接开关爆炸事故，其停电检修后运行均不超过2年。所以，有载开关设计使用寿命实际上只是一个良好的愿望，要想实现这个愿望无疑需投入巨大的检修维护成本。 2.3 有载分接开关缺陷类状态量 这是设备评价特别是国网公司PMS系统中的设备评价，确定设备状态最常用的评估状态量，其基本上可以分为两类，其中一类为诊断性试验和周期性例行试验发现的，另一类就是正常运行发现的，主要缺陷项目见参考文献[10]。该状态量通过不同的权重体现出不同状态量对变压器状态的影响，没有专门对有载分接开关的检修策略制定，这通过参考文献[1]来实现。 3 考虑全寿命周期成本有载分接开关检修策略的制定 3.1 变压器有载开关全寿命周期成本分析 变压器有载分接开关的LCC计算模型为[5]： LCC=CI+CO+CM+CF+CP；其中CO CM为运行维护成本；CF为故障成本；CP退役处置成本；CI为初始购置安装调试成本。 按年计算，以一座110kV变电站2台110kV主变（容量为31.5MVA，有载开关为上海华明）无人值班变电站为例其CO CM为运行维护成本组成如下： 表1  CO CM为运行维护成本表（万元） 费用名称 单价 合计 正常巡视 0.0820 2.976 检修巡视 0.0820 0.164 不停电检测（红外测温，油简化耐压） 0.1236 0.247 缺陷处理不停电 0.0820 0.246 定期停电检修（换油清洗） 0.8820 1.146 合计 4.78 9.56       而如果产生不是预期的停电检修作业的话，比如有载调压开关轻瓦斯动作或更为严重的故障，则其CF值将在2.97万元至15万元之间[7]，这样按国网公司状态检修试验规程规定的基准周期CF远大于CM。 3.2 变压器有载分接开关检修策略制定 当然有载开关毕竟是变压器的一个组成部分，一个部件而已，但由于其故障站变压器故障约40%，所以不可小视，这就要在二者之间寻找一个平衡点，但对于调压频繁，运行工况恶劣的情况下，有载开关的检修策略的制定，显然不能受主变本身的限制。可见根据成本费用分析，显然执行3年以上的例行试验周期风险很大且成本费用不合理。这个的确是有前提条件的。 4 推行“状态检修”检修模式建议 加强状态检修的理论研究，引入全寿命周期管理理念，以状态检修为主实施多元化检修理念[4]，建立全寿命技术信息管理平台，培养一批掌握过硬检修技术的专业检修人员，同时加强以各类设备为基础的设备运行状况研究性检修项目，保证其连续性，以掌握各种类型设备全寿命周期的基本情况。 5 结论 引入全寿命周期管理理念，可以优化变压器有载分接开关的检修策略，使得检修策略的制定更加科学化，更能符合检修现场的实际，取得全寿命周期内的最佳检修成本控制及提高检修质量和供电可靠性。另，变压器有载分接开关的例行试验和绝缘油更换周期不宜与主变压器相同，需按其运行工况定期进行。 参考文献： [1] DL/T574-2010《变压器分接开关运行维护导则》. [2] 孙书鸿，吴建军：维修理论的发展与保障性工程.北京: 总装工程兵科研二所.100093. [3] 赵孟林，常西畅：大型装备制造业的CALS推广实施 [4] 曹先常，蒋安众等：国外以可靠性为中心的状态检修技术现状分析 上海交通大学能源系.上海.200240 [5] 赵宏，卢永平等：基于LCC的断路器可靠性分析，华北电力大学工商管理学院.北京.102206 [6] 王凯：基于可靠性的状态检修策略，上海锐捷自动化科技有限公司 [7] 姜益民：变压器全寿命周期成本分析，上海市电力公司生产技术部 [8] 段可，郁东升等： LCC方法评价500kV变压器的研究与应用，华东电网有限公司 资产全寿命周期管理项目组，上海 200002 [9] Q/GDW168-2008《输变电设备状态检修试验规程》，国家电网公司，2008 [10] 国家电网公司《变电一次设备标准缺陷库》 作者简介： 张青柏（1966－），男，江苏省东海县，助理工程师，变电运检管理。 注：（作者联系方式：张青柏，150********，87253113，150********@163.com，江苏省东海县牛山镇和平东路167号，222300）