葉杰宏，蘆 興

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司管理科學(xué)研究院，廣州 510080)

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變電設(shè)備差異化運(yùn)維策略的研究與應(yīng)用

葉杰宏，蘆 興

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司管理科學(xué)研究院，廣州 510080)

為解決運(yùn)維人員數(shù)量與設(shè)備運(yùn)維工作量之間的矛盾,提升設(shè)備精益化管理水平，分析了變電站傳統(tǒng)設(shè)備運(yùn)維策略存在的不足，提出了一種基于設(shè)備管控級(jí)別、關(guān)注設(shè)備健康和重要性的差異化運(yùn)維策略，并分析研究了此差異化運(yùn)維策略的制定原則、方法和執(zhí)行。通過(guò)討論此策略在廣東電網(wǎng)公司的應(yīng)用和效果，驗(yàn)證了差異化運(yùn)維策略適合當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展和變電站設(shè)備運(yùn)行要求的，具有較高的可行性、較強(qiáng)的可操作性。

變電設(shè)備；差異化運(yùn)維；運(yùn)維策略；研究；應(yīng)用

設(shè)備巡視維護(hù)是變電運(yùn)行專業(yè)的核心任務(wù)之一，充分有效的巡視維護(hù)工作能夠提高設(shè)備性能，對(duì)變電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要的保障作用。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)也迅速發(fā)展，變電設(shè)備的數(shù)量也大幅增加，但由于人員定額沒變，運(yùn)維員工的數(shù)量沒有相應(yīng)的增長(zhǎng)，導(dǎo)致出現(xiàn)運(yùn)維工作量增加、巡視質(zhì)量降低的現(xiàn)象，從而危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，原有的運(yùn)維策略已經(jīng)不能適應(yīng)目前設(shè)備大規(guī)模增長(zhǎng)的現(xiàn)狀。因此，需要引入并應(yīng)用差異化的運(yùn)維策略，提升變電設(shè)備的運(yùn)維質(zhì)量及效率。

1 差異化運(yùn)維策略的提出

這里所說(shuō)的“運(yùn)維”，是指巡視和維護(hù)，指在設(shè)備不停電狀態(tài)下由變電運(yùn)行人員開展的設(shè)備巡視和維護(hù)工作[1]。在電力設(shè)備投入運(yùn)行后，運(yùn)維是及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備存在的問(wèn)題，使其在可控狀態(tài)下保持安全穩(wěn)定運(yùn)行的一種重要的方式。

長(zhǎng)期以來(lái)，變電站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)維管理一直采用按變電站的類別定期運(yùn)維的策略，在南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)主要執(zhí)行《110 kV及以上變電站運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)》(Q/CSG 2 1002—2008)。其對(duì)日常巡視和維護(hù)的要求如下：

(1)有人值班變電站、集控中心、巡維中心必須制定“設(shè)備巡視工作規(guī)范”。明確設(shè)備巡視時(shí)間、巡視方式及巡視要求。

(2)有人值班變電站日常巡視每日1次，夜間巡視宜每周1次。

(3)無(wú)人值班變電站日常巡視每月1～2次，夜間巡視宜每月1次。

(4)電氣設(shè)備測(cè)溫宜結(jié)合設(shè)備巡視進(jìn)行，每月至少1次[2]。

由此可見，上述運(yùn)維策略是一種經(jīng)驗(yàn)型、粗放式、簡(jiǎn)單周期化的策略，對(duì)同一類型變電站的所有設(shè)備都同等對(duì)待，執(zhí)行同樣的運(yùn)維策略，其存在的不足是忽視了不同設(shè)備不同的運(yùn)行工況，出現(xiàn)部分運(yùn)行工況優(yōu)良的設(shè)備過(guò)運(yùn)維，部分運(yùn)行工況差的設(shè)備欠運(yùn)維的問(wèn)題。特別在目前電網(wǎng)快速發(fā)展的情況下，運(yùn)維人員數(shù)量與設(shè)備運(yùn)維工作量之間的矛盾越來(lái)越大，導(dǎo)致部分運(yùn)維人員為完成工作量而降低運(yùn)維質(zhì)量(如：未及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這就極大地增加了因設(shè)備缺陷造成設(shè)備事故或者電網(wǎng)事故的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，在目前南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備大規(guī)模增長(zhǎng)的情況下，為有效解決運(yùn)維人員數(shù)量與設(shè)備運(yùn)維工作量之間的矛盾，有必要研究出一種基于設(shè)備運(yùn)行工況的差異化運(yùn)維策略并應(yīng)用于實(shí)際，從而保證運(yùn)維人員的運(yùn)維工作到位，保障設(shè)備與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 差異化運(yùn)維策略的介紹

差異化運(yùn)維策略，是指基于設(shè)備管控級(jí)別確定的日常巡維、特別巡維(包括專業(yè)巡維、特殊巡視、停電維護(hù)和動(dòng)態(tài)巡維)、工作周期、工作內(nèi)容及工作要求。也就是對(duì)運(yùn)行工況較差、重要度高的設(shè)備，適當(dāng)加強(qiáng)運(yùn)維力度，對(duì)運(yùn)行工況較好、重要度低的設(shè)備，適當(dāng)減少運(yùn)維工作的投入，最終實(shí)現(xiàn)綜合運(yùn)維效益最大化的目的。而設(shè)備管控級(jí)別是依據(jù)設(shè)備健康度和重要度兩個(gè)維度綜合判定。

2.1 設(shè)備健康度的確定

設(shè)備的健康度，直接引用設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果，分為“正常、注意、異常、嚴(yán)重”4個(gè)級(jí)別。而設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的結(jié)果有4個(gè)級(jí)別, 即正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、異常狀態(tài)及嚴(yán)重狀態(tài)[3]。當(dāng)各狀態(tài)量穩(wěn)定，且在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，設(shè)備可以正常運(yùn)行的，視為正常狀態(tài)；狀態(tài)量朝接近標(biāo)準(zhǔn)限值方向發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)的，視為注意狀態(tài)；當(dāng)重要狀態(tài)量略超標(biāo)準(zhǔn)限值，應(yīng)采取措施，適時(shí)停電檢修的，視為異常狀態(tài)；當(dāng)重要狀態(tài)量嚴(yán)重超標(biāo)準(zhǔn)限值，應(yīng)盡快安排設(shè)備停電檢修的，視為嚴(yán)重狀態(tài)[4，5]。

設(shè)備健康度的“正常、注意、異常、嚴(yán)重”4個(gè)級(jí)別，分別對(duì)應(yīng)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的“正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、異常狀態(tài)、嚴(yán)重狀態(tài)”4個(gè)級(jí)別。

2.2 設(shè)備重要度的確定

依據(jù)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)布的年度運(yùn)行方式，評(píng)估設(shè)備故障可能造成的事件后果，結(jié)合設(shè)備價(jià)值及對(duì)重要用戶供電情況確定設(shè)備的重要度，將其分為“關(guān)鍵、重要、關(guān)注、一般”4個(gè)級(jí)別[6]。

(1)關(guān)鍵設(shè)備

符合以下條件之一者，為關(guān)鍵設(shè)備：1)在正常運(yùn)行方式下，設(shè)備故障存在引發(fā)一般及以上電力安全事故可能的；2)輸變電設(shè)備價(jià)值在1 000萬(wàn)及以上的；3)設(shè)備故障將直接引發(fā)特級(jí)重要用戶供電中斷的。

(2)重要設(shè)備

符合以下條件之一者，為重要設(shè)備：1)在正常運(yùn)行方式下，設(shè)備故障存在引發(fā)一級(jí)電力安全事件可能的；2)輸變電設(shè)備價(jià)值800～1 000萬(wàn)的；3)設(shè)備故障將直接引發(fā)一級(jí)重要用戶供電中斷的。

(3) 關(guān)注設(shè)備

符合以下條件之一者，為關(guān)注設(shè)備：1)在正常運(yùn)行方式下，設(shè)備故障存在引發(fā)二、三級(jí)電力安全事件可能的；2)輸變電設(shè)備價(jià)值500～800萬(wàn)的；3)設(shè)備故障將直接引發(fā)二級(jí)重要用戶供電中斷的。

(4) 一般設(shè)備

除上述設(shè)備外的設(shè)備。

2.3 設(shè)備管控級(jí)別的確定

設(shè)備管控級(jí)別是根據(jù)設(shè)備健康度和重要度評(píng)價(jià)結(jié)果，按照設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)矩陣確定的，設(shè)備管控級(jí)別從高到低分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)(見圖1)。

圖1 設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)矩陣

(1) Ⅰ級(jí)管控 狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于異常、嚴(yán)重的關(guān)鍵設(shè)備，狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于嚴(yán)重的重要設(shè)備，納入Ⅰ級(jí)管控。由省公司層面督導(dǎo)，電科院(電力研究院)及所屬供電單位負(fù)責(zé)，提高現(xiàn)行運(yùn)維要求并制定設(shè)備管控措施落實(shí)卡，共同參與措施的執(zhí)行，對(duì)各項(xiàng)措施進(jìn)行閉環(huán)管理。

(2) Ⅱ級(jí)管控 狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于正常、注意的關(guān)鍵設(shè)備，狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于注意、異常的重要設(shè)備，狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于異常、嚴(yán)重的關(guān)注設(shè)備及狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于嚴(yán)重的一般設(shè)備，納入Ⅱ級(jí)管控。由所屬供電單位負(fù)責(zé)，提高現(xiàn)行運(yùn)維要求并制定設(shè)備管控措施落實(shí)卡，負(fù)責(zé)措施的執(zhí)行，對(duì)各項(xiàng)措施進(jìn)行閉環(huán)管理。

(3) Ⅲ級(jí)管控 狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于正常的重要設(shè)備，狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于正常、注意的關(guān)注設(shè)備，狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于注意、異常的一般設(shè)備，納入Ⅲ級(jí)管控。由所屬供電單位負(fù)責(zé)，依據(jù)現(xiàn)有運(yùn)維要求完成措施的執(zhí)行。

(4) Ⅳ級(jí)管控 狀態(tài)評(píng)價(jià)屬于正常的一般設(shè)備，納入Ⅳ級(jí)管控。由所屬供電單位負(fù)責(zé)，依據(jù)現(xiàn)有運(yùn)維要求完成措施的執(zhí)行。

3 差異化運(yùn)維策略的應(yīng)用

3.1 設(shè)備運(yùn)維策略的編制原則

設(shè)備健康狀況包括設(shè)備電壓等級(jí)、設(shè)備類型、運(yùn)行年限、缺陷及檢修情況、運(yùn)行工況、家族缺陷、反措執(zhí)行情況、負(fù)荷水平、環(huán)境、氣候等。通過(guò)研究，把相關(guān)巡視、反措及其它維護(hù)工作要求融入各種巡視、維護(hù)項(xiàng)目以及技術(shù)手段中，逐步形成專項(xiàng)運(yùn)維策略庫(kù)。巡維策略包含周期性巡視及維護(hù)、日常巡視、特殊巡視(包括專業(yè)巡維、特殊巡視、停電維護(hù)和動(dòng)態(tài)巡維)、大修、技改等技術(shù)手段，以及在線監(jiān)測(cè)和視頻在線監(jiān)控等輔助手段。

表2 變電站日常巡維策略表

3.2 運(yùn)維策略的編制

根據(jù)文獻(xiàn)[6]的要求，廣東電網(wǎng)公司結(jié)合實(shí)際并開展研究，編制了變電站的差異化運(yùn)維策略。變電站的運(yùn)維策略包括季節(jié)性巡視策略、日常巡維策略和特別巡維策略(見表1～表3)。

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，目前管控級(jí)別中的Ⅰ、Ⅱ級(jí)設(shè)備主要集中在500 kV、220 kV變電站，這些站均屬于有人值守或是巡維中心所在地，對(duì)于巡視工作的開展影響較少，因此巡維的周期相對(duì)短。Ⅲ、Ⅳ級(jí)設(shè)備主要集中在110 kV及以下的變電站，大部分工作內(nèi)容的巡維周期則視情況適當(dāng)延長(zhǎng)，并且不同級(jí)別的設(shè)備，相應(yīng)的巡維標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目是不同的。對(duì)于特別巡維中的停電維護(hù)和動(dòng)態(tài)巡維，由于不同類型的設(shè)備，其維護(hù)項(xiàng)目、觸發(fā)條件均不同，因此需要針對(duì)不同電壓等級(jí)、不同類型的設(shè)備編制專門的停電維護(hù)和動(dòng)態(tài)巡維策略表，策略表按照“電壓等級(jí)+設(shè)備類別+設(shè)備名稱”的規(guī)則進(jìn)行命名和歸類。

表1 變電站季節(jié)性巡視策略表

表3 變電站特別巡維策略表

3.3 運(yùn)維策略的執(zhí)行

在絕大多數(shù)情況下，同一個(gè)變電站會(huì)存在多個(gè)管控級(jí)別的變電一次設(shè)備，而同一個(gè)變電站同一電壓等級(jí)的變電一次設(shè)備是具有物理的電氣連接的。因此，為將有效的人力資源投放到管控級(jí)別高的設(shè)備，提高運(yùn)維質(zhì)量和效力，廣東電網(wǎng)公司制定了如下運(yùn)維策略的執(zhí)行原則：

(1)“三”聯(lián)動(dòng) 日常巡維、專業(yè)巡視(特殊巡視)工作與設(shè)備管控級(jí)別聯(lián)動(dòng)，停電維護(hù)工作應(yīng)與設(shè)備停電計(jì)劃聯(lián)動(dòng)，動(dòng)態(tài)巡維工作應(yīng)與電網(wǎng)運(yùn)行方式、保供電任務(wù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、外部因素(如氣象、環(huán)境因素)聯(lián)動(dòng)。

(2)日常巡視按間隔 變電一次設(shè)備的日常巡視工作以間隔為基本單元，按間隔內(nèi)最高管控級(jí)別設(shè)備的日常巡視工作周期，開展間隔內(nèi)一次設(shè)備的日常巡視工作。

(3)專業(yè)巡視、監(jiān)察性巡視及夜巡按站 變電一次設(shè)備的專業(yè)巡視、監(jiān)察性巡視及夜巡工作以變電站為基本單元，按站內(nèi)最高管控級(jí)別設(shè)備對(duì)應(yīng)的工作周期，開展全站所有一次設(shè)備的巡視工作。

(4)停電維護(hù)按”制度” 變電一次設(shè)備的停電維護(hù)要根據(jù)停電維護(hù)策略、預(yù)試規(guī)程和相關(guān)設(shè)備檢修維護(hù)手冊(cè)，開展周期性預(yù)試和檢修維護(hù)工作。

3.4 應(yīng)用效果

廣東電網(wǎng)公司制定的差異化運(yùn)維策略，通過(guò)試點(diǎn)、推廣、應(yīng)用3個(gè)階段，現(xiàn)已在全省19個(gè)地市供電局應(yīng)用超過(guò)1年，并取得了明顯的效果。

(1) 有效解決運(yùn)維人員不足與變電設(shè)備增長(zhǎng)過(guò)快的矛盾，提高人員巡視效能

差異化運(yùn)維策略是圍繞設(shè)備狀態(tài)和電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)，動(dòng)態(tài)地開展差異化運(yùn)維，改變了過(guò)去按單一的巡視周期進(jìn)行巡維的傳統(tǒng)模式，創(chuàng)新提出了關(guān)注點(diǎn)巡視的概念，將運(yùn)維資源更多的投入在重要設(shè)備和不健康的設(shè)備上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在實(shí)行變電設(shè)備差異化運(yùn)維策略后，廣東電網(wǎng)公司平均每月運(yùn)行人員巡視作業(yè)的承載率(巡視時(shí)間與值班時(shí)間的百分比)由31.78 %下降至10.97 %，巡視發(fā)現(xiàn)缺陷人時(shí)數(shù)環(huán)比由25.81人·h/次下降至8.89人·h/次，巡視發(fā)現(xiàn)缺陷數(shù)量占總?cè)毕莅俜直拳h(huán)比由43%提高至63%。這就有效解決了運(yùn)維人員數(shù)量與設(shè)備運(yùn)維工作量之間的矛盾，切實(shí)提高了運(yùn)維人員的巡視效能。

(2) 建立操作性更強(qiáng)的運(yùn)維模式

差異化運(yùn)維策略，明確了“能縮能伸”的巡視周期，針對(duì)不同級(jí)別、不同情況制定了對(duì)設(shè)備運(yùn)維要求的標(biāo)準(zhǔn)，能有效避免電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)布和其他保供電等種種因素所帶來(lái)對(duì)正常設(shè)備運(yùn)維工作造成的影響，使運(yùn)維計(jì)劃的編制和執(zhí)行具有更強(qiáng)的可操作性。

(3) 提升設(shè)備精益化管理水平

差異化運(yùn)維策略的應(yīng)用，發(fā)揮了有限的運(yùn)維資源的效能，管住了風(fēng)險(xiǎn)高的設(shè)備，穩(wěn)住了風(fēng)險(xiǎn)低的設(shè)備，提高了設(shè)備健康水平和使用效率，保障設(shè)備的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)、效能和成本的綜合最優(yōu)，提升設(shè)備精益化管理水平。

4 結(jié)語(yǔ)

事實(shí)證明，越來(lái)越多的設(shè)備、越來(lái)越緊張的人力和成本將無(wú)法繼續(xù)沿用過(guò)去傳統(tǒng)的巡維模式來(lái)進(jìn)行管理。純粹加大正常巡視和特殊巡視的密度，對(duì)于缺陷的發(fā)現(xiàn)并無(wú)太大的幫助，反而會(huì)在一定程度上降低巡視的質(zhì)量和針對(duì)性。本文主要針對(duì)變電設(shè)備差異化運(yùn)維策略進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究和探討，通過(guò)應(yīng)用得知，變電設(shè)備差異化運(yùn)維策略是以設(shè)備為中心，關(guān)注設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)，巡視周期可動(dòng)態(tài)調(diào)整、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)差異化，具有較高的可行性、較強(qiáng)的可操作性。差異化運(yùn)維策略的應(yīng)用，有效解決運(yùn)維人員數(shù)量與設(shè)備運(yùn)維工作量之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)、效能和成本的綜合最優(yōu)，提升設(shè)備精益化管理水平。

[1]易 慧，詹鐘濤，鄭奕輝.變電站設(shè)備差異性運(yùn)維策略的應(yīng)用及評(píng)價(jià)[J]. 定力安全技術(shù)，2014,16(11)：38-41.

[2]中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司.110 kV及以上變電站運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)[M]. 廣州:中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司,2008.

[3]中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司.110 kV～500 kV SF6斷路器狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則[R]. 廣州: 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 2010.

[4]廣東電網(wǎng)公司.廣東電網(wǎng)公司設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則[R].廣州: 廣東電網(wǎng)公司, 2010.

[5]喇 元，王紅斌，陳忠東. 基于狀態(tài)評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修策略的研究[J].廣東電力，2010，23(10)：36-40.

LA Yuan, WANG Hong-bin, CHEN Zhong-dong Research on condition-based maintenance strategy of transmission and transformation equipments based on condition evaluation and risk assessment[J]. Guangdong Electric Power, 2010,23(10):36-40.

[6]中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司,南方電網(wǎng)公司設(shè)備運(yùn)維策略及管控機(jī)制建設(shè)指導(dǎo)意見(試行)[M].廣州:中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司,2013.

(本文編輯：嚴(yán) 加)

Research and Application of Differential Operational Strategy for Substation Equipment

YE Jie-hong, LU Xing

(Management Science Research Institute, Guangdong Power Grid Co., Ltd., Guangzhou 510080, China)

To solve the contradiction between the operation staff number and the equipment operation workload, and improve the lean management of equipment, this paper analyzes the defects of traditional equipment operation strategy in substation, and puts forward a differential operation strategy on the basis of the equipment control level and with a focus on the equipment health and importance. Then the formulation principle, method and implementation of the differential operational strategy is discussed. The application in Guangdong Power Grid Corporation verifies that the differential operation strategy, high in feasibility and operability, is suitable for the current power grid development and the requirements of the substation equipment operation.

substation equipment; differential operation; operational strategy; research; application

10.11973/dlyny201506007

葉杰宏(1979)，男，碩士，工程師，從事電力系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)管理、安全風(fēng)險(xiǎn)管理與研究。

TM63

B

2095-1256(2015)06-0775-04

2015-10-22