張 濤

中石油獨山子石化公司供水供電公司

在電力設(shè)備和設(shè)施運行的過程中，一般用于控制缺陷的防線有3種，分別為故障起因的消除或避免、故障的確定或檢測、故障影響后果的減少。而利用FMEA方法最大的優(yōu)點就是做好安全防線，最大限度減少安全事故發(fā)生[1]。FMEA方法本就是一種有效性、可靠性、安全性等比較高的重要設(shè)計方法，也是將故障影響分析模式（FEA模式）與故障模式分析方法（FMA）有機結(jié)合，對于各種可能存在的風(fēng)險進(jìn)行相應(yīng)的評價和分析，再基于當(dāng)前的技術(shù)將風(fēng)險降到最低。FMEA方法應(yīng)用當(dāng)中最重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)是及時性，也就是意味著它是事前發(fā)生的行為，需要在故障發(fā)生之前進(jìn)行運行管控[2]。

1 FMEA方法主要內(nèi)容及可行之處

1.1 FMEA方法主要內(nèi)容

需要在電力設(shè)備設(shè)施安裝以及運行之前進(jìn)行相應(yīng)的可行性分析，所針對的對象則是所有計劃投入安裝或者運營的設(shè)備/過程，對已有設(shè)備等進(jìn)行的改造，運行環(huán)境發(fā)生改變的設(shè)備等，在該方法具體應(yīng)用的過程中需要考慮到和計劃相關(guān)的設(shè)備本身所具有的特性，便于更好的適應(yīng)環(huán)境[2]。

1.2 FMEA方法的可行之處

（1）分析前的準(zhǔn)備階段，一些重要設(shè)備的廠家資料以及包含的參數(shù)，設(shè)備在之前所發(fā)生過的維修記錄和故障，現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范等。

（2）需要構(gòu)建專門的小組。小組當(dāng)中的成員應(yīng)當(dāng)包含對FMEA方法運行產(chǎn)生重要幫助的人，比如供配電單位電氣專業(yè)管理人員、安全人員、班組技師，廠商設(shè)備的維修人員等。

（3）對設(shè)備設(shè)施進(jìn)行FMEA分析，包含分析的對象以及按照不同的類別來進(jìn)行重點設(shè)備的分類分析，例如將設(shè)備按照系統(tǒng)功能劃分成主要單元。

（4）明確具體分析內(nèi)容，包含設(shè)備的功能要求，遇到風(fēng)險后失效的模式，所帶來的后果，出現(xiàn)風(fēng)險的原因以及當(dāng)前所采取的措施，風(fēng)險的嚴(yán)重程度等。

（5）分析設(shè)備設(shè)施的風(fēng)險順序數(shù)。這項任務(wù)的完成需要由配電車間的各班組和設(shè)備維修廠商來進(jìn)行相應(yīng)的點檢。班組人員分析FMEA，評價一些特殊性的風(fēng)險，最終的評價結(jié)果是由小組內(nèi)的所有成員都認(rèn)可通過的，只有這樣才可以具體投入使用。

（6）利用公式來對風(fēng)險優(yōu)先數(shù)進(jìn)行計算。所采用的計算公式為：

式中，

S—風(fēng)險的嚴(yán)重度系數(shù)，也就是風(fēng)險所帶來的危害程度。風(fēng)險程度需要依照設(shè)備的安全、運行狀態(tài)以及可維修特點來進(jìn)行判斷。失效分為：較小，檢修時間＜1h；一般失效，檢修時間1～6h之間；主要失效，檢修時間＞6h；嚴(yán)重失效為設(shè)備出現(xiàn)故障，需要停運，或者故障需要更換。

D—不易探測度，分為總發(fā)現(xiàn)，可以及時發(fā)現(xiàn)引起故障的原因，能夠有效避免；便于發(fā)現(xiàn)，則是可以發(fā)掘大部分的失效原因，但是有少數(shù)幾種探測不到；另外，還有難于發(fā)現(xiàn)和內(nèi)部幾乎不能發(fā)現(xiàn)。

O—拼讀系數(shù)，分為不存在，即在設(shè)備的運行周期之內(nèi)，風(fēng)險未出現(xiàn)或者最多出現(xiàn)1次；罕有則是表現(xiàn)每年可能會出現(xiàn)1次故障；偶然則是風(fēng)險或失效會偶然發(fā)生；頻繁為設(shè)備頻繁發(fā)生，每月發(fā)生1次或者1次以上。

2 FMEA在電力設(shè)備設(shè)施風(fēng)險分析中具體的應(yīng)用

本次以110kV為例，開展針對FMEA方法在電力設(shè)備設(shè)施風(fēng)險分析當(dāng)中的具體應(yīng)用分析。

（1）確定110kV變電站的性質(zhì)、運維檢修的范圍以及安裝投運的范圍，是繼續(xù)開展研究的約束和條件。

（2）對參與到本次風(fēng)險分析當(dāng)中的人員進(jìn)行確認(rèn)，要讓相關(guān)的成員、工廠用戶以及配電設(shè)備廠商都參與其中。為了讓小組內(nèi)的成員更加了解110kV變電站電氣設(shè)備在應(yīng)用當(dāng)中的特點、安裝以及運維檢修等，需要做好準(zhǔn)備工作。

（3）確認(rèn)每個成員需要承擔(dān)的責(zé)任和任務(wù)。比如組長需要對整個小組的活動進(jìn)行協(xié)調(diào)，要進(jìn)行管理和鼓舞，同時也要和大家一起溝通交流。工廠用戶的需求滿足是電力部門開展風(fēng)險管理的主要目標(biāo)，因此需要讓他們參與到電力設(shè)備設(shè)施運行風(fēng)險管理控制小組當(dāng)中，設(shè)備的生產(chǎn)廠商和專家則可以提供產(chǎn)品更多的信息以及更專業(yè)的意見。

（4）由小組內(nèi)不同的成員來對設(shè)備的特點、運維檢修等進(jìn)行研究分析，這個過程是讓成員熟悉配電設(shè)備，運維檢修等相關(guān)程序的重要內(nèi)容。

（5）分析可能發(fā)生的風(fēng)險以及原因和影響等。通過分析可以發(fā)現(xiàn)110kV變電站常見的主變火災(zāi)類型和原因，如圖1。

圖1 110kV主變火災(zāi)類型及原因

（6）對主變發(fā)生火災(zāi)的類型，原因及當(dāng)前控制情況等進(jìn)行處理，以其中的一種主變火災(zāi)類型為例進(jìn)行分析。

（7）將嚴(yán)重程度進(jìn)行發(fā)生率、發(fā)現(xiàn)率以及嚴(yán)重性的相應(yīng)評分。按照質(zhì)量等級標(biāo)準(zhǔn)來把因素轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的數(shù)值。對于任何的一個原因、風(fēng)險因素以及所帶來的影響都需要進(jìn)行等級劃分。由于小組內(nèi)的成員工作背景，知識儲備存在差異，因此也會出現(xiàn)意見相左的現(xiàn)象，建議要事先收集足夠的證據(jù)。分別結(jié)合S、O、D的情況來計算出最終的風(fēng)險優(yōu)先度數(shù)值。

（8）將風(fēng)險發(fā)生的嚴(yán)重性、發(fā)生率以及發(fā)現(xiàn)度等進(jìn)行相乘，計算RPN值，每個指標(biāo)的權(quán)重也應(yīng)當(dāng)是一致的，見表1。

（9）因為要對現(xiàn)在所有的風(fēng)險發(fā)生原因進(jìn)行明確，所以必須選擇最需要進(jìn)行改善的風(fēng)險現(xiàn)象和失效模式，這個步驟必須由設(shè)備的工程師參與其中，如果設(shè)備屬于專變用戶產(chǎn)權(quán)設(shè)備，則還需要用戶參與其中。不少小組成員對于風(fēng)險的程度把控存在疑問，即：“哪一種的風(fēng)險程度在可以被接受的范圍之內(nèi)呢？”當(dāng)前進(jìn)行風(fēng)險程度衡量的方法也有不少，比如最高分方法、帕累托方法等[4]。

表1 110kV主變類型、原因、當(dāng)前控制分析

（10）確定需要采取行動的RPN界限值。即帕累托最優(yōu)，如圖2。

圖2 帕累托最優(yōu)

（11）擬定需要改善的方法。針對在110kV變電站主變火災(zāi)爆炸等發(fā)生的類型及原因進(jìn)行分析之后，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致主變發(fā)生火災(zāi)爆炸的原因包含雷電起火、接觸不良起火以及短路過熱起火等。因此在后期改善的過程中應(yīng)當(dāng)從以下幾個方面入手改善：

①變電站需要安裝常規(guī)的滅火器、干粉滅火器、MODEL MTZ2 二氧化碳滅火器、干沙滅火器等。

②要安裝JB-QB/LN1010型或者其他型號的區(qū)域火災(zāi)報警控制器（多點位的煙感和感溫電纜，聲光報警等）。

③需按國家已有的關(guān)于變電站相關(guān)火災(zāi)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范做好防雷設(shè)施的預(yù)防性試驗和檢修工作。

④需要定期檢查設(shè)施設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)問題需要及時維修。對于已經(jīng)發(fā)生的火災(zāi)爆炸必須要根據(jù)應(yīng)急事件等級啟動主變火災(zāi)爆炸應(yīng)急預(yù)案，盡量降低事故損失，確保人員安全。

（12）確定整改的有效性。任務(wù)的開展必須要有明確的始終，而FMEA小組則需要對檢查的成效進(jìn)行檢查，整改并不是最終的目的，而是需要確定通過這一次的整改可以確保這個風(fēng)險多久不會發(fā)生[5]。如發(fā)現(xiàn)整改無效，還需要繼續(xù)開展研討，見表2。

表2 整改有效性分析

3 結(jié)束語

FMEA方法在很多領(lǐng)域都有較好的應(yīng)用，同樣在電力設(shè)備設(shè)施運行安全風(fēng)險管理方面也有應(yīng)用的價值和必要性。電力設(shè)備設(shè)施的風(fēng)險控制管理對于電力行業(yè)的長期發(fā)展產(chǎn)生重要價值，對其相關(guān)內(nèi)容研究也有重要的意義。本文分析了FMEA方法在110kV變電站當(dāng)中的應(yīng)用過程及方法，將FMEA方法在110kV變電站的具體應(yīng)用步驟，如性質(zhì)確定，人員確定，確認(rèn)每個成員需要承擔(dān)的責(zé)任義務(wù)，分析可能存在的風(fēng)險，風(fēng)險的原因類型，具體到該案例為火災(zāi)的類型，發(fā)生原因，對風(fēng)險的嚴(yán)重程度進(jìn)行評分，確定采取行動RPN值，擬定改善方法，確定改革有效性，本次實踐結(jié)果證實其有效性比較好，對電力設(shè)備設(shè)施運行安全的風(fēng)險評估和控制提供了技術(shù)支撐。