煙臺業(yè)達(dá)項(xiàng)目管理咨詢有限公司 王英明

1 引言

電力設(shè)備的安全穩(wěn)定是支撐電網(wǎng)長期運(yùn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)。當(dāng)電力設(shè)備出現(xiàn)故障和異常時(shí)，維護(hù)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測設(shè)備狀態(tài)、進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估和狀態(tài)評估，以確保電力設(shè)備始終保持穩(wěn)定、安全的運(yùn)行狀態(tài)。電力設(shè)備狀態(tài)檢修在控制維護(hù)成本、減少停電時(shí)間等方面具有顯著優(yōu)勢，能夠有效延長動(dòng)力設(shè)備的壽命。一體化運(yùn)維可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢測、現(xiàn)場操作、運(yùn)維的綜合集成，以較低的資源利用率促進(jìn)設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

2 電力設(shè)備狀態(tài)檢修和運(yùn)維一體化技術(shù)的必要性

電力設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，需要對電力設(shè)備進(jìn)行定期狀態(tài)維護(hù)，以完成電力設(shè)備的分析和檢測，確保電力設(shè)備能夠處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，并挖掘設(shè)備的潛在隱患問題，設(shè)計(jì)出故障排除方案。應(yīng)用狀態(tài)維修技術(shù)可以有效避免設(shè)備維修不足或過度維修，避免維修問題造成的資源浪費(fèi)。

電力設(shè)備的狀態(tài)檢修是基于電力設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)參數(shù)，狀態(tài)檢修能夠準(zhǔn)確地分析設(shè)備的運(yùn)行狀況，確保自身在使用過程中的準(zhǔn)確性和可靠性。通過將狀態(tài)檢修與運(yùn)維一體化技術(shù)的應(yīng)用相結(jié)合，進(jìn)行分工協(xié)作，可以高效完成電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行等任務(wù)。此外，基于狀態(tài)檢修的準(zhǔn)確性，能源公司不僅可以有效控制電力設(shè)備的檢修成本，還可以保持能源的連續(xù)穩(wěn)定輸送。狀態(tài)檢修與運(yùn)維一體化技術(shù)的應(yīng)用作為當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行管理流程的核心內(nèi)容，可以提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

3 電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)

3.1 傳統(tǒng)檢修工作弊端

3.1.1 定期維護(hù)

定期維護(hù)模式的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備狀況的定期檢查，但實(shí)際操作需要投入大量的人力和時(shí)間，并且在維護(hù)后，電力設(shè)備仍然存在著潛在隱患的問題，具有效果差、成本高、效率低等問題。

3.1.2 計(jì)劃維護(hù)

計(jì)劃維護(hù)模式的實(shí)施不能確保制定的周期計(jì)劃與設(shè)備使用壽命的常規(guī)模式相匹配。雖然可以進(jìn)行計(jì)劃性維護(hù)，但存在維護(hù)不足和過早維護(hù)等問題。

3.1.3 事后檢修

事后檢修雖然可以完全消除相關(guān)設(shè)備的錯(cuò)誤和問題，但維護(hù)效率低，降低了設(shè)備的使用壽命，并且不能在設(shè)備首次出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行有針對性的處理，影響供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 狀態(tài)檢修開展意義分析

電力設(shè)備運(yùn)行期間實(shí)施狀態(tài)檢修主要基于日常檢查、在線監(jiān)測、重點(diǎn)檢查、預(yù)防性試驗(yàn)等工作，收集電廠運(yùn)行狀態(tài)信息，利用先進(jìn)的技術(shù)手段評估電廠狀態(tài)，合理預(yù)測設(shè)備的實(shí)際壽命，全面識別設(shè)備故障隱患，結(jié)合數(shù)據(jù)分析，科學(xué)評估設(shè)備故障的程度和位置，實(shí)現(xiàn)在發(fā)生設(shè)備故障前及時(shí)維護(hù)，減少故障問題對電力設(shè)備運(yùn)行的影響。

針對電力設(shè)備狀態(tài)檢修，需考慮以下兩方面。

一是滿足設(shè)備可靠運(yùn)行的要求。以往電力設(shè)備檢修多采用預(yù)防性試驗(yàn)檢修手段，電力企業(yè)會以春檢為基準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)防性檢修試驗(yàn)，但受到設(shè)備數(shù)量多、春季用電高峰的影響，所以預(yù)防性試驗(yàn)檢修開展極易對供電可靠性造成影響[1]。

二是電力設(shè)備運(yùn)行期間主要由運(yùn)行人員負(fù)責(zé)設(shè)備的巡視檢查，但受限于管理人員專業(yè)能力缺失、經(jīng)驗(yàn)不足等影響，極易出現(xiàn)設(shè)備問題無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，甚至因設(shè)備的故障隱患未排除而影響供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行[2]。運(yùn)維一體化的實(shí)施，可以整合維護(hù)與運(yùn)行，通過對運(yùn)維人員全面培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)在設(shè)備狀態(tài)檢修過程中對問題進(jìn)行全面剖析，結(jié)合針對性的實(shí)施方案，可以延長電力設(shè)備運(yùn)行年限。

4 設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括智能手機(jī)端和PC端，設(shè)備組成包括應(yīng)用服務(wù)器和負(fù)載平衡。它以能源行業(yè)內(nèi)網(wǎng)為載體，根據(jù)相關(guān)要求部署服務(wù)器設(shè)備，以Http協(xié)議為通道將服務(wù)器連接到客戶端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)通信傳輸，確保高效、安全的數(shù)據(jù)交互。服務(wù)器設(shè)備是系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲的主要載體[3]。

4.1.2 系統(tǒng)體系架構(gòu)

基于Spring、Struts2 等框架，構(gòu)建了系統(tǒng)服務(wù)器架構(gòu)。使用Ajax 框架和Mvvm 模式實(shí)現(xiàn)客戶端架構(gòu)的組合。集成框架優(yōu)勢創(chuàng)建一個(gè)多級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，滿足維護(hù)設(shè)備條件的要求。分析系統(tǒng)多層Java EE 架構(gòu)的組成，尤其包括數(shù)據(jù)持久層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層和客戶層。

在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)持久層的主要作用是直接與數(shù)據(jù)交互，并為數(shù)據(jù)的持久性提供支持。業(yè)務(wù)邏輯層的主要功能是細(xì)化基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，通過接口向下完成數(shù)據(jù)調(diào)用，通過接口向上與表示層交互。表示層的主要功能是控制系統(tǒng)，并在操作過程中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)?？蛻魧拥闹饕δ苁菍?shí)現(xiàn)用戶交互。

4.1.3 多客戶端設(shè)計(jì)

基于服務(wù)端與客戶端共同構(gòu)成該系統(tǒng)整體架構(gòu)，以Http協(xié)議作為樞紐實(shí)現(xiàn)服務(wù)端與客戶端通信，依托于多客戶端設(shè)計(jì)，在運(yùn)行階段介入具備Http通信功能的設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)服務(wù)端與客戶端設(shè)備的交互，通過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互傳輸為電力設(shè)備狀態(tài)檢修提供支撐。

檢修系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 檢修系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

分析該系統(tǒng)架構(gòu)的具體設(shè)計(jì)包含以下兩部分。

一是Net 客戶端設(shè)計(jì)，該客戶端設(shè)計(jì)主要是在與服務(wù)端交互的前提下，試驗(yàn)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)審核編輯、數(shù)據(jù)上傳下載、數(shù)據(jù)分析等操作。依托于專用客戶端的設(shè)計(jì)，為大量業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)提供支撐。功能設(shè)計(jì)包括設(shè)備管理、個(gè)人信息維護(hù)、用戶登錄、試驗(yàn)報(bào)告瀏覽、設(shè)備狀態(tài)分析、試驗(yàn)報(bào)告編輯瀏覽等。

二是Web客戶端設(shè)計(jì)，客戶端設(shè)計(jì)主要作用體現(xiàn)為資料查詢、展示、共享以及瀏覽等。功能設(shè)計(jì)囊括用戶登錄、設(shè)備狀態(tài)分析、網(wǎng)站介紹、資料下載、結(jié)果展示等。Net 客戶端運(yùn)行階段的數(shù)據(jù)分析可以通過Web客戶端同步顯示，以客戶端互聯(lián)的方式來促進(jìn)狀態(tài)檢修系統(tǒng)作用的理想化體現(xiàn)。

4.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

4.2.1 數(shù)據(jù)采集模塊

系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集功能的實(shí)現(xiàn)主要依托于振蕩波局放測試，該模塊下設(shè)振蕩波與局放通信、測距信號采集、網(wǎng)絡(luò)通信、信號采集校準(zhǔn)子模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)在運(yùn)行期間對所需信息數(shù)據(jù)的全面、實(shí)時(shí)采集。

4.2.2 數(shù)據(jù)傳輸模塊

數(shù)據(jù)傳輸模塊以上位機(jī)為載體進(jìn)行線路系統(tǒng)采集和存儲數(shù)據(jù)，并使用數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析和處理提供支持。數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)應(yīng)基于測試數(shù)據(jù)的持久性。通過傳輸模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，上位機(jī)可以快速返回，為不同客戶的交互訪問提供保障。

4.2.3 客戶端模塊

客戶端模塊設(shè)計(jì)需要考慮數(shù)據(jù)的采集與交互，同時(shí)需要增設(shè)安裝與卸載功能，其中安裝功能的設(shè)置以EPCBM 軟件為主要對象，可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行階段進(jìn)行下載、安裝以及檢測，而卸載功能同樣以EPCBM 軟件為主，可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行期間進(jìn)行軟件快捷方式、運(yùn)行文件刪除、功能模塊體系架構(gòu)等，客戶端安裝卸載功能顯示如圖2所示。

圖2 客戶端安裝卸載功能顯示

4.2.4 系統(tǒng)工作流程

該系統(tǒng)在運(yùn)行期間依托于傳感設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集，并以后臺服務(wù)器為載體利用Http協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸存儲，通過數(shù)據(jù)分析處理進(jìn)行設(shè)備報(bào)告管理，試驗(yàn)報(bào)告的上傳需保證對設(shè)備狀態(tài)情況的全面體現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上借助智能模型進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的智能化分析，為相關(guān)人員提供客觀且準(zhǔn)確的設(shè)備狀態(tài)結(jié)果。

5 狀態(tài)檢修與運(yùn)維一體化的融合

在電器運(yùn)行中滲透運(yùn)維一體化和狀態(tài)檢修，可以保證設(shè)備管理的創(chuàng)新和效率。其主要優(yōu)點(diǎn)為：根據(jù)運(yùn)維一體化的要求重新配置現(xiàn)有人員，盡可能地利用和配置現(xiàn)有人力資源，并與運(yùn)維人員進(jìn)行合作和補(bǔ)充，可以用更少的人力資源支持能源設(shè)備的穩(wěn)定和安全運(yùn)行；運(yùn)維一體化的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了同一專業(yè)的運(yùn)維管理，使運(yùn)維工作在設(shè)備運(yùn)行過程中同步進(jìn)行，相關(guān)人員可以統(tǒng)一匯總、整理和管理運(yùn)維數(shù)據(jù)，為高效開展?fàn)顟B(tài)維修奠定基礎(chǔ)。

以某電力公司為例，2020年1月～3月實(shí)施運(yùn)維一體化和狀態(tài)檢修，公司運(yùn)維團(tuán)隊(duì)嚴(yán)格按照相關(guān)要求開展了測試和檢測工作，包括38 個(gè)元件的絕緣在線監(jiān)測設(shè)備維護(hù)、油色譜帶電檢測、變壓器絕緣油取樣試驗(yàn)、超高頻局部放電、46 個(gè)元件的微水含量檢測、SF6斷路器帶電補(bǔ)風(fēng)等維護(hù)工作。運(yùn)維一體化和狀態(tài)檢修的滲透應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電力設(shè)備運(yùn)行過程中的設(shè)備檢修、切換運(yùn)行、運(yùn)維一體化，不僅顯著提高了設(shè)備運(yùn)維效率，同時(shí)也保證了能源設(shè)備的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

為了確保運(yùn)維與狀態(tài)檢修一體化發(fā)揮應(yīng)有的作用，應(yīng)注意，安全第一、預(yù)防為主。加強(qiáng)安全管理，強(qiáng)調(diào)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)防控和安全生產(chǎn)，從教育、技術(shù)、管理等方面完善和設(shè)計(jì)安全管理模式，確保狀態(tài)維修與運(yùn)維的一體化始終在安全的環(huán)境中進(jìn)行。人員通過實(shí)訓(xùn)為運(yùn)維一體化和狀態(tài)維修的高層次發(fā)展，提供人才支撐，同時(shí)可以促進(jìn)人員提高技能。

傳統(tǒng)管理模式與運(yùn)維一體化模式進(jìn)行比較，具體比較內(nèi)容包括人員素質(zhì)、安全和質(zhì)量控制水平、人員效率、工作協(xié)調(diào)等。

一是應(yīng)全面分析現(xiàn)有設(shè)備維護(hù)工作內(nèi)容，逐步推進(jìn)維護(hù)檢修業(yè)務(wù)。二是必須根據(jù)“先簡單后復(fù)雜”和“一次后兩次”的原則，優(yōu)化工廠運(yùn)維安全管理。三是根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)要求，明確劃分人員的安全任務(wù)，并結(jié)合現(xiàn)狀開展?fàn)顟B(tài)檢修和運(yùn)維一體化，科學(xué)制定和實(shí)施細(xì)則。四是維修團(tuán)隊(duì)在運(yùn)維團(tuán)隊(duì)組建過程中的領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，在運(yùn)維一體化模式的實(shí)施過程中，確保狀態(tài)維修和人員集成的規(guī)范化。五是深入分析設(shè)備運(yùn)維管理現(xiàn)狀，明確運(yùn)維一體化模式的過渡程序，突出狀態(tài)檢修的重點(diǎn)，為運(yùn)維一體化和狀態(tài)維修的集成和滲透提供支持。

6 結(jié)語

電力設(shè)備的維護(hù)和運(yùn)行管理直接影響電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性?；诖?，為了延長電力設(shè)備的使用壽命，并降低故障和異常出現(xiàn)的概率，電力公司需要依靠智能化系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全面狀態(tài)檢修，并結(jié)合運(yùn)維一體化模式的實(shí)施，促進(jìn)電力設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行。