专业文献综述报告

我国电气设备状态检修的发展与前景

摘要：状态维修是国内外电气设备维修的发展方向，在介绍我国电力系统中电气设备维修方式发展过程的基础上，指出实施状态维修的必要性。分析当前设备状态维修所包含的内容，对其所需要的技术支持系统发展状况进行了详细讨论，指出需要深入研究的问题。结合实际情况，在现有的技术条件和管理基础上对具体设备的维修方式进行讨论，提出对不同设备选用合适的维修方式，可提高设备维修的经济效益。

关键词：电气设备；状态维修

前言

电力系统对设备的检修方法，一般有定期检修、事故检修以及状态检修。状态维修是国内外电气设备维修的发展方向，改革传统的检修制度，实施状态检修制度是设备管理的一场重大变革，它不仅有利于保证安全生产，降低检修费用，提高设备利用率和企业自身效益，更重要的是有利于培养生产技术管理人员运用科学的思维，正确的观点和方法分析问题，有利于培养尊重实践、实事求是的工作作风和敢于实践、敢于开拓创新的精神。本文基于状态检修的历史现状总结了过去几十年状态检修的发展和在接下来几十年的前景。

1.电气设备维修的发展过程

华北电力大学李燕青教授曾在《我国电气设备状态维修的发展与实现》中较为详细地介绍了状态检修这一专业名词。我国的电力系统形成于19世纪90年代，电气设备基本上采取故障后维修。在这个时期，每次故障都会给系统带来很大损失，特别是一些重要设备的故障往往还导致长时间的停电；设备故障后的维修造成费用很大，维修时间也较长。然而解放后我国的电力行业发展很快，故障后维修已不能满足电力行业发展的要求，从1954年开始，开始以时间为标准进行维修，该维修亦称为计划维修或定期维修。它是以设备的故障率为基础确定的维修，一般规定每年春天进行维修，所以又称为春季预试。通过定期维修，一般可在维修时发现设备存在的缺陷，对保证设备安全经济运行发挥了重大作用，同时长期的

运行经验也积累了设备应当监测和实验的项目及监测方法。但定期维修也有它的缺点主要表现为“维修过剩”，即对不必进行维修的设备进行维修。这样就会造成人力、物力的浪费和停电的损失。甚至由于维修人员的水平和责任心等原因，有时会发生本身良好的设备维修后状态变坏的情况。同时定期维修还存在一定的“维修不足”，对该维修的设备没有进行维修，其原因或是实验方法、设备有问题，或是有的缺陷未被发现，或是维修任务重、时间紧，造成该修的设备没修，这样设备发生故障而引起损失。定期维修造成维修费用浪费，提高了电能成本。由于定期维修方式存在以上问题，人们希望改变维修方式，做到需要维修再修。随着在线监测技术和故障诊断技术的进步，20世纪80年代开始提出状态维修问题并进行研究，对此，江苏省南京市供电公司的屠颖在《电气设备状态检修技术分析》中指出了人们开始对电力设备检修管理由“到期必修、修必修好”的方针向“应修必修、修必修好”的观念转移。状态维修可减少维修过剩，减少停电时间，节约人力物力，保证电气设备的健康水平，使电气设备的更新有了依据，尤其在电力市场的条件下，可保障电力系统运行的安全性和经济性，做到投入少，售电多，增加供电企业和用户的效益。

2.状态检修的技术支持

四川电力试验研究院的李晶在《电气设备的状态检修》中给出定义——状态检修是以在、离线监测及诊断技术为基础，对设备通过纵向( 历史和现状) 、横向( 同类设备的运行情况) 的比较分析，掌握其状态信息，对变化发展趋势及使用期限等作出预测，制定出维修计划。状态维修根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行维修的方式，即根据设备的健康状态来安排维修计划，实施设备维修。状态维修包括以可靠性为中心的维修和预测性维修两个互相紧密联系而又不同技术领域的内容。以可靠性为中心的维修（RCM）是在对元件的可能故障对整个系统可靠性影响评估的基础上决定维修计划的一种维修策略。RCM技术是20世纪60年代末在航空领域开始发展起来的。20世纪80年代美国EPRI将RCM引入核电站的维修，后来又应用于火电厂，取得了提高可靠性和降低维修费用的目的。现在正在研究变电站设备的RCM技术。在我国，通常整体设备状态维修可采用RCM技术。预

测性维修是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其他信息来安排维修的技术。其关键是依靠先进的故障诊断技术对潜伏故障进行分类和严重性分析，以决定设备（部件）是否需要立即退出运行和应及时采取的措施。具体的关键设备状态维修采用预测性维修技术。

状态检修主要由监测和诊断两部分构成。监测方式一般为常规监测、在线监测以及其它新型或特殊监测方法。

常规监测: 常规的试验( 基本为预防性试验) 和小修，是目前最基本的监测手段。但项目和周期不完全等同现行的规程，是按设备状态需要来确定。

在线监测: 设备故障是一个累积和发展的过程，在线监测的周期可以任意选择和自动调节，有利于跟踪劣化设备，提高测量的正确性和连续性。在线监测是运用传感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段，适时反映设备状态。配予诊断系统，形成真正意义上的状态检修。

其它监测: 远红外测试技术、油气色谱分析技术、超声波探测技术、机械振动加速度监测( 如GIS 及断路器触头的监测) 以及带电测试等等。

状态检修的地位日渐重要，相应的管理措施也就提上日程。中煤集团大屯公司铁路管理处的薛玉梅在《浅谈变电站电气设备检修的必要性与实践措施》一文中指出目前，各变电站均按照原电力工业部颁布的《变电站检修规程》执行计划性检修。《规程》规定，变电站机组大修一般2～4 年一次，每次10~15 天，小修每年1 次，每次3~5 天（视具体机型而定），并规定：“到期必修，修必修好”。用以指导检修安排的依据就是这些时间量，只要检修周期已到，不管设备好坏，运行状态如何，就要检修。显然，这种检修制度有失科学性，而且存在如下负面影响。对此，武汉大学邓瑞鹏在《发电厂电气设备状态检修管理信息系统的设计》中提出为了提高检修管理工作的效率，有必要建立状态检修管理信息系统(MMIS)。文章提出了发电厂电气设备MMIS 的主要框架及实现的基本功能。该系统采用模块化的设计思想，可分解形成发电厂主要电气设备的各自独立的管理专家系统，功能模块的设计充分考虑了发电厂开展状态检修工作的实际需要。因此该系统操作方便，功能完善，具有较高的开发实用价值。过去，设备状态的评估都由有经验的工人、技术人员负责，评估的结果保存在他们的记忆或笔记本中。这种设备管理方式毫无效率可言，可靠性也不高，而且很难设想这些评估结果能

够公开处理并公开使用。因此，为了提高检修管理工作的效率，有必要建立状态检修管理信息系统(MMIS) ，使主要数据的收集、储存、处理做到计算机化。通过收集基础数据，完善原始资料，完善设备状态监测系统，加强设备异常状态分析，加强设备维护保养工作来及时消除设备缺陷。

3.状态检修的前景

美国等工业发达国家，自70年代就开始了状态监测和检修研究。美国电力研究院诊断检修中心，现能为全美五十家最大的电力公司80% 的设备提供状态检修服务。据其统计表明，实施状态检修提高设备利用率在5%以上，节约检修费用25% ~ 30%。

除了电站之外，其他的重工业的电气方面也可以以此为标准做出一系列的改进。莱芜钢铁集团有限公司的陈济涛在《电气设备状态检修模式的探讨与实践》中给出了莱钢运输电气设备检修的实践改进，采用设备检修采取“点检定修”模式，日常点检与定期检修相结合，对重点设备除每天点检外，定期进行状态检修测试，保证设备正常运转和良好技术状态。电气设备的检修由电务段综合技术室负责制订设备的检查、维护保养和修理计划及采用先进的检修技术并组织实施；及时根据设备更新情况对检修规程进行修订完善，全面指导铁路运输电气设备的管理与检修工作。设备管理员负责对设备实行全过程日常管理，从总体上保证和提高设备可靠性、维修性、经济性，做到安全、节能、环保。

目前，全面推行状态维修方式还存在一定的问题。主要包括：在线监测技术满足不了工程的要求，还不健全；对在线监测到的信号加工处理+故障诊断更不成熟，标准不健全，可信度不高。因此，状态维修工作应首先在一些人员素质高、设备基础好、管理先进的部门试行，在试行成功的基础上逐渐加大推广力度，定期维修方式在今后一段时间内仍将是主要维修方式。目前全国很多试点已开展状态维修工作，电业部门根据设备状况，改变维修时间，提高了设备的利用效率。随着监测技术、诊断技术的进步，状态维修方式必然成为一种主要的维修方式，在保证电力系统经济运行中发挥重要作用。

那将来状态维修完全替代定期维修的可能性有多大呢？李燕青教授认为电

气设备的大小、结构、用才、功能各不相同，出现缺陷的原因和规律也不相同。

另外在工作时所受的电、热、机械、环境各不相同，呈现的损耗规律不会相同。如密封橡胶垫呈现自然老化的规律，而变压器的绝缘缺陷形成有时间因素也有其他因素。其次，各个设备在电力系统中的地位和影响不同，每个设备中部件对设备功能的影响也不相同。能否或有没有必要对所有设备进行状态监测+故障诊断+状态维修呢？即能否用状态维修完全替代定期维修呢？对所有设备及其部件进行状态监测所以，和故障诊断在技术上有困难，对所有设备及其部件进行状态监测在费用上难以承受。

所以，未来的状态维修不可能完全代替定期维修，而是状态维修和定期维修共同存在的局面。具体设备的维修方式应根据设备的重要程度、结构、材料、运行环境及用什么方式更有效等条件确定。其作法应当对设备及其部件按以上条件进行分类，指导维修工作。例如对发电机，变压器等设备进行状态监测，研究其故障诊断方法，对其进行状态维修；而对一些设备或组成部分，如断路器的操作机构，液压油作定期润滑和过滤比状态监测更有效，更节省；又如一些橡胶绝缘垫的老化定期更换就行了。对于具体的设备，状态维修方式不一定比定期维修方式好，而是对于具体的设备选择其具体的维修方式。

而由莱钢的发展可以发展提炼出重要的发展模式。创新设备检修模式，追求检修效益最大化的点检定修和状态检修相结合的新模式，由技术室负责制定全年检修计划。从电务专业设备出发，抓好设备管理和维修的总体预见性和计划超前性，全面分析研究各电务专业设备总体运行状况和关键重点设备技术性能，分析老旧设备检修运行特点和新投用设备运行特点，合理制定全年设备检修计划和检修重点，将检修类别、检修项目、检修工期分析透彻、编排合理，作为全年设备检修纲领性文件。设备状态检修是在设备运行中或基本不解体的情况下，利用先进的仪器对设备进行监测，鉴定设备状态，分析产生故障的部位和原因，并预测设备使用寿命而开展的设备维修方式。今后，电务段应以状态监测为手段，注重应用先进技术、先进仪器，强化设备状态监测，实行设备状态检修。状态检修便于及时准备维修部件，安排维修计划，克服了定期维修带来的不必要的经济损失和设备性能的下降，避免了维修的盲目性，使检修有的放矢、简便易行，大大缩短了维修工期，同时保证了设备的良好状态和使用寿命。

根据以上分析，可把设备检修分为四步：一是设备日常巡检。日常巡检是由

职工对设备进行日常巡检，发现异常，排除小故障，进行及时修理。二是设备状态监测。利用人的感官和各种检测仪器，以设备技术检修规程和技术标准为基础，对设备进行全面、细致、实时、动态的检查，并将检查结果加以分析统计获得准确、及时的设备运行状态数据。三是设备技术状态诊断与设备定期轮修相结合。即在日常点检和设备专业检测的基础上，对数量大、相对集中的设备根据状态的变化，进行更深一层的技术检测与跟踪分析，实行离线轮修。对于设备的大中修工程，把好检修前、中、后各个环节，做好检修过程控制，确保检修过程中设备状态受控。施工完成后，要进行工程验收，填写验收台账，完成竣工资料，写出工程总结，对工程施工存在的问题和薄弱环节进行分析，明确施工中各主要节点设备的状态，为以后设备运行中的状态检修奠定基础。不同的设备应有不同的检修模式，采用ABC分类法，把设备分为三类：A类设备是对电站生产有重要影响的设备，B类设备是不会对电气生产造成直接影响的辅助生产设备，C类设备是一般设备或简单设备，对生产不会造成影响。以上三类设备采取不同的检修模式，A 类设备以点检定修和状态检修相结合的模式进行维修，B类设备以状态检修和故障检修相结合的模式进行，C类设备主要是以故障检修的模式进行。

结论

设备检修是一个具有系统性、规划性的长远工作，随着设备先进性和技术含量的不断提高，不仅要总结原有的先进管理经验和设备检修方法，还要运用创新的检修模式和科学的设备检修方法，才能使设备始终处于良好的运行状态。对不同的设备按其重要程度选用合适的维修方式，尽可能使产出投入比高，提高设备维修的经济效益。

参考文献

1.《我国电气设备状态维修的发展与实现》李燕青，律方成，刘国平，陈世军，闫卫国

2.《电气设备的状态检修》李晶

3.《电气设备状态检修模式的探讨与实践》陈济涛，郭玉刚

4.《电气设备在线监测与状态检修技术》王璐

5.《电气设备在线状态监测与故障诊断系统技术的研究》龚伟

6.《电气设备状态检修的实践》漆炜之

7.《电气设备状态检修技术分析》屠颖

8.《发电厂电气设备状态检修管理信息系统的设计》邓瑞鹏

9.《高压电气设备状态检修的探讨》应高亮

10.《浅谈变电站电气设备检修的必要性与实践措施》薛玉梅

11.《人工智能在电气设备中的应用现状与前景展望》陈丽安