制订_电气设备状态维修导则_的原则框架
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LIU You-wei1, LI Guang-fan1, GAO Ke-li1, DU Yan-ming1, ZHANG Qin2, NIU Xiao-min3, SUN Wei-ben3 （1. China Electric Power Research Institute, Beijing 100085, China; 2. Wuhan High Voltage Research Institute, Wuhan 430074, Hubei Province, China; 3. North China Electric Power Research Institute, Beijing 100045, China ）
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基本框架
3.1 状态分析和状态评分 制订一个可操作的导则会面临许多技术和策略 问题。作为一个指导设备维护的标准文件，它首先 应是可操作的，因为模糊的、概念化的条文使决策 的压力落到标准执行者身上，最终可能会导致标准 本身无法贯彻执行。此外导则还必须考虑地域的差 异，包括地理环境、供电网络环境等差异，即导则 要为本地化留有空间。因此导则应具有统一的原则 和程序，但贯穿导则的量化指标应既有缺省值，又 可以本地化。 此外，笔者认为，不宜把导则制订成一个设备 状态的诊断手册，这一方面是因为设备种类及其缺 陷的复杂性会使导则变得难以执行，甚至在
合格）两种状态，没有更细致的评价相对优劣的方 法；③预试周期有较大的弹性范围（事实上也是为 状态维修考虑） ，但没有给出相应的选择依据；④ 没有考虑不良工况对预试或检修周期的影响，如断 路器开断短路电流的幅值、次数，变压器出口或近 区短路等；⑤没有考虑设备缺陷（包括自身和同类 设备）对预试或检修周期的影响；⑥未能及时考虑 1997 年之后发展的一些新的试验手段， 如变压器绕 组变形、红外检测等；⑦没有考虑在线监测技术的 应用；⑧未仔细考虑地域差异等。 2.5 与一些设备检修规程或导则的关系 目前除《预试规程》外还为一些设备制订了检 修规程，这些检修规程旨在规范设备检修的具体策 略、操作步骤及工艺。导则也涉及预试和检修，但 其目标是如何应用设备的各类状态信息，从而对预 试和检修的时机做出更加合理的规定。如何实施维 修及维修过程中的工艺要求则由具体设备的检修 导则或规程予以规范。 2.6 与在线监测的关系 可靠而有效的在线监测对于状态维修是有益 的，但在线监测并非必需。美国德州 900 个变电站 中仅有 30 个站装有各类在线监测装置，2002 年 4 月笔者参观了达拉斯附近的两个站，一个站装有一 套断路器在线检测装置，运行了两年多，另一个站 装有一套变压器套管在线监测装置，运行了半年， 但状态维修在美国已进行了十余年。这很说明问 题。当然，高压套管、电流互感器等的介损和电容 量等在线监测技术趋于成熟，且确实能够起到事故 预知的作用，适当应用是有益的。
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Power System Technology
Vol. 27 No. 6
制订中便走入陷阱；更重要的是在目前的技术水平 下制定此类性质的标准文件还不现实。但状态维修 又需突出设备的状态评估，因此笔者提出了对设备 状态进行评分的解决方案，即综合设备的各类状态 信息，对设备的健康状态打分，分值为 0~100 分， 0 分表示设备需要立即维修，如变压器轻重瓦斯动 作或红外检测套管头严重过热等；100 分则表示所 有预试数据均远离注意值或与优质产品的出厂值 相近，且既没有经历不良工况，又没有家族质量缺 陷史，即设备完全处于正常状态，无需维护。其他 情形的状态评分介于 0 分与 100 分之间。状态评分 有如几个优点： 1）打破了以往只有合格或超标两种状态，满 足了状态维修对设备状态进行更细分级的要求； 2）便于数字化管理； 3）摆脱了在维修活动之前试图诊断设备具体 缺陷的陷阱。 虽然根据目前的技术水平不能妄言 99 分设备 的状态就比 98 分的要好，但只要计分原则合理、 计分程序明确、操作简单、结果唯一性好，状态评 分值不失为一个好的指导状态维修的依据。对设备 状态与评分应进行必要的规范以使各类设备有一个 相近的标准，表 1 为其推荐值。
第 27 卷 第 6 期 2003 年 6 月 文章编号：1000-3673（2003）06-0064-04
电 网 技 术 Power System Technology 中图分类号：TM707 文献标识码：A
Vol. 27 No. 6 Jun. 2003
制订《电气设备状态维修导则》的原则框架
刘有为 1，李光范 1，高克利 1，杜彦明 1，张 勤 2，牛晓民 3，孙维本 3
ABSTRACT: The key issue of condition maintenance is how to work out a reasonable maintenance schedule based on the evaluation of the condition of electric power equipments. A graded approach to evaluate the condition of electric power equipments is proposed by means of grading and weighting of their condition information and a usable quantitized equipment condition evaluation system is established. Some basic principles relevant to the drafting of the “Guide for Condition Maintenance of Electric Power Equipment” are dissected and necessary arguments are performed. Three principles are emphasized on, i.e. analysis of equipment’s condition should be based on experiment (including on-line monitoring) and family quality fault events and itself quality events; hundred grade system used to evaluate equipment’s condition and experiment item should be introduced and employed; the necessity of digital administration should be considered at the beginning of mapping out the Guide. KEY WORDS: Condition maintenance; Electric power equipments; Guide 摘要： 状态维修的核心是如何基于对设备状态的评估来制定 科学的维修计划。 文中提出了通过对设备各类状态信息进行 评分并加权处理的方法，实现对设备状态的评分，并建立了 可操作的设备状态量化评估体系。 还论述了有关制订电力行 业《电气设备状态维修导则》的一些基本原则，主要强调了 三个原则：设备状态的分析应基于试验（包括在线监测） 、 家族缺陷和自身质量事件； 引入设备状态和试验项目的百分 制评价方法；导则制订之初必须考虑数值化管理的需要。 关键词：状态维修；电气设备；导则
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Байду номын сангаас
基本原则
2.1 状态维修的概念应包括预防性试验 维修旨在保证设备的安全运行。我国的电气设 备维修体制实际上包括两个方面：①定期预防性试 验（简称预试） ；②定期解体维修（简称检修） 。其 中预试占整个维修工作量的 50%以上，在因设备维 修临时退出运行的时间中预试也占主要部分。近年 来，由于电力系统的迅速扩展和预试项目的不断增 加，预试的执行和分析质量受到了制约，国内已出
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引言
电气设备状态维修在我国已酝酿了十余年，但 至今仍处在学术讨论范围中。对于状态维修的定 义，仁者见仁，智者见智。有人把状态维修简单化， 认为延长设备预试和检修周期就是状态维修，或者 反过来，认为状态维修就是延长预试和检修周期， 从而顾虑重重，担心松懈了设备监督工作；也有人 把 状 态 维 修 绝 对 化 ， 认 为 必 须 准 确 诊断设备的具体故障模式甚至要求实时在线监测， 才具备开展状态维修的条件。这两种极端均制约了 状态维修的开展，为了实质性推动状态维修工作， 必须在国内达成基本共识的情况下并借鉴国外相 关经验，制订电力行业《电气设备状态维修导则》 （以下简称导则） 。本文深入探讨了状态维修的原 则、策略及实施方法。
第 27 卷 第 6 期
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技 术
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现多起预试数据已有问题而忽略分析致使投运后 出现重大事故的典例。 此外， 预试过程中发生误碰、 误操作等也屡见不鲜。根据初步调查，目前预试的 缺陷检出率很低，若要加强设备状态分析，应在适 当保守的前提下，依据设备状态对预试周期和项目 以及检修周期和策略进行调整，以突出重点和提高 质量，从而提高设备的安全运行指标。仅把状态维 修定位在检修上而不涉及预试，状态维修的概念是 不完整的，或者说只解决了现行设备维护体制的部 分问题。因此状态维修应该是状态预试加状态检 修。 2.2 应将各类设备一并考虑 预试及检修均要求设备退出运行，而设备一般 不易单独退出运行，通常一个间隔的设备必须同时 退出运行，因此电气设备的维护是相互关联和相互 影响的，必须统筹安排各类设备的维修工作以尽可 能保证设备的可用性。如果把维修的周期及项目上 升为一种管理策略，就必须将各类设备一并考虑。 2.3 应适宜于数字化管理 供电企业的主要设备均按周期进行预防性试 验和检修，而一台设备一次预试所得的数据就是成 百上千，若干年累积之后，一台设备就有数千或数 万个预试数据。分析设备状态时每一类数据又有相 应的判断或分析标准，还要对同一类数据进行横向 比较（检验个体之间是否存在显著性差异）和纵向 比较（检验状态信息的劣化趋势） 。如果再考虑缺 陷、不良工况等，可以想象这项工作的艰巨性，靠 手工是难以胜任的。因此在导则制订之初必须考虑 数值化管理的需要。数值化管理就是将一些模糊的 概念量化，例如把设备状态分为优、良、中、合格 和不合格，用 5、4、3、2 和 1 来表示设备的分级 以适用于计算机管理，特别是 MIS 系统。 2.4 与《电气设备预防性试验规程》的衔接 《电气设备预防性试验规程》 （以下简称《预 试规程》 ）是目前我国电力行业设备维护的指导性 文件，已对我国电网的安全运行发挥了积极的作 用。预防性试验所确定的原则在导则的设备状态评 估和分析中仍然是重要依据之一，但在导则中应注 意克服以下几方面的不足：①绝大多数预试项目的 判断标准是静态的，一般给出一个阈值（或称注意 值） ，而没有劣化速率的具体指标，其中个别项目 的阈值还有待完善，如避雷器阻性电流的规定等； ②预试数据分类偏于简单化，仅有合格、超标（不
Tab. 1 表 1 设备状态与评分推荐表 Reference form of equipment condition and grade
息进行评分。以预试项目为例，过去仅有合格或 超标两种状态，本导则扩展为百分制项目评分，其 中 100 分对应于出厂值（交接值或首次预试值，但 对于多次返工才出厂的设备，可考虑以同类良好产 品的初值代之） ，或被行业认可的新产品初值，而 0 分对应于注意值（包括绝对值和劣化率） 。 就预试项目而言，百分评分制与《预试规程》 中的“是非”制相比，其优势和意义是不言而喻的。 《预试规程》规定 220 kV 变压器油中色谱分析中 乙炔注意值为小于 5 µL/L，但痕量与 4.95 µL/ L 显 然是有差别的；又如《预试规程》规定 0.75 U1mA 下的泄漏电流小于 50 µA 为合格，４5 µＡ 和 １5 µＡ 虽然都算合格，但反映出金属氧化物避雷器（ＭＯＡ） 阀片的状态并不相同；再如，运行了十年的 ＭＯＡ 逐 年缓慢达到 ４5 µＡ 和运行了一年就达到 ４5 µＡ， 所反 映出的 ＭＯＡ 阀片的状态也不相同。 《预试规程》没 有强调这些差别，而状态维修强调这些差别。 由于各个预试项目反映设备状态的敏感性并 不相同，同一设备各个预试项目的评分也可能有较 大差异，因此加权平均是综合各预试项目反映设备 状态的理想方式。令每一个预试项目有一个 权重系数 w1i 、一个评分值 n1i （参见表 2） ，就预试 项目而言，综合的设备评分值 r1 为 r1 =
（1．中国电力科学研究院，北京 100085；2．武汉高压研究所，湖北省 武汉市 430074； 3．华北电力科学研究院，北京 100045）
FUNDAMENTAL FRAME TO DRAFT “GUIDE FOR CONDITION MAINTENANCE OF ELECTRIC POWER EQUIPMENT”
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基本框架
3.1 状态分析和状态评分 制订一个可操作的导则会面临许多技术和策略 问题。作为一个指导设备维护的标准文件，它首先 应是可操作的，因为模糊的、概念化的条文使决策 的压力落到标准执行者身上，最终可能会导致标准 本身无法贯彻执行。此外导则还必须考虑地域的差 异，包括地理环境、供电网络环境等差异，即导则 要为本地化留有空间。因此导则应具有统一的原则 和程序，但贯穿导则的量化指标应既有缺省值，又 可以本地化。 此外，笔者认为，不宜把导则制订成一个设备 状态的诊断手册，这一方面是因为设备种类及其缺 陷的复杂性会使导则变得难以执行，甚至在
合格）两种状态，没有更细致的评价相对优劣的方 法；③预试周期有较大的弹性范围（事实上也是为 状态维修考虑） ，但没有给出相应的选择依据；④ 没有考虑不良工况对预试或检修周期的影响，如断 路器开断短路电流的幅值、次数，变压器出口或近 区短路等；⑤没有考虑设备缺陷（包括自身和同类 设备）对预试或检修周期的影响；⑥未能及时考虑 1997 年之后发展的一些新的试验手段， 如变压器绕 组变形、红外检测等；⑦没有考虑在线监测技术的 应用；⑧未仔细考虑地域差异等。 2.5 与一些设备检修规程或导则的关系 目前除《预试规程》外还为一些设备制订了检 修规程，这些检修规程旨在规范设备检修的具体策 略、操作步骤及工艺。导则也涉及预试和检修，但 其目标是如何应用设备的各类状态信息，从而对预 试和检修的时机做出更加合理的规定。如何实施维 修及维修过程中的工艺要求则由具体设备的检修 导则或规程予以规范。 2.6 与在线监测的关系 可靠而有效的在线监测对于状态维修是有益 的，但在线监测并非必需。美国德州 900 个变电站 中仅有 30 个站装有各类在线监测装置，2002 年 4 月笔者参观了达拉斯附近的两个站，一个站装有一 套断路器在线检测装置，运行了两年多，另一个站 装有一套变压器套管在线监测装置，运行了半年， 但状态维修在美国已进行了十余年。这很说明问 题。当然，高压套管、电流互感器等的介损和电容 量等在线监测技术趋于成熟，且确实能够起到事故 预知的作用，适当应用是有益的。
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制订中便走入陷阱；更重要的是在目前的技术水平 下制定此类性质的标准文件还不现实。但状态维修 又需突出设备的状态评估，因此笔者提出了对设备 状态进行评分的解决方案，即综合设备的各类状态 信息，对设备的健康状态打分，分值为 0~100 分， 0 分表示设备需要立即维修，如变压器轻重瓦斯动 作或红外检测套管头严重过热等；100 分则表示所 有预试数据均远离注意值或与优质产品的出厂值 相近，且既没有经历不良工况，又没有家族质量缺 陷史，即设备完全处于正常状态，无需维护。其他 情形的状态评分介于 0 分与 100 分之间。状态评分 有如几个优点： 1）打破了以往只有合格或超标两种状态，满 足了状态维修对设备状态进行更细分级的要求； 2）便于数字化管理； 3）摆脱了在维修活动之前试图诊断设备具体 缺陷的陷阱。 虽然根据目前的技术水平不能妄言 99 分设备 的状态就比 98 分的要好，但只要计分原则合理、 计分程序明确、操作简单、结果唯一性好，状态评 分值不失为一个好的指导状态维修的依据。对设备 状态与评分应进行必要的规范以使各类设备有一个 相近的标准，表 1 为其推荐值。
第 27 卷 第 6 期 2003 年 6 月 文章编号：1000-3673（2003）06-0064-04
电 网 技 术 Power System Technology 中图分类号：TM707 文献标识码：A
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制订《电气设备状态维修导则》的原则框架
刘有为 1，李光范 1，高克利 1，杜彦明 1，张 勤 2，牛晓民 3，孙维本 3
ABSTRACT: The key issue of condition maintenance is how to work out a reasonable maintenance schedule based on the evaluation of the condition of electric power equipments. A graded approach to evaluate the condition of electric power equipments is proposed by means of grading and weighting of their condition information and a usable quantitized equipment condition evaluation system is established. Some basic principles relevant to the drafting of the “Guide for Condition Maintenance of Electric Power Equipment” are dissected and necessary arguments are performed. Three principles are emphasized on, i.e. analysis of equipment’s condition should be based on experiment (including on-line monitoring) and family quality fault events and itself quality events; hundred grade system used to evaluate equipment’s condition and experiment item should be introduced and employed; the necessity of digital administration should be considered at the beginning of mapping out the Guide. KEY WORDS: Condition maintenance; Electric power equipments; Guide 摘要： 状态维修的核心是如何基于对设备状态的评估来制定 科学的维修计划。 文中提出了通过对设备各类状态信息进行 评分并加权处理的方法，实现对设备状态的评分，并建立了 可操作的设备状态量化评估体系。 还论述了有关制订电力行 业《电气设备状态维修导则》的一些基本原则，主要强调了 三个原则：设备状态的分析应基于试验（包括在线监测） 、 家族缺陷和自身质量事件； 引入设备状态和试验项目的百分 制评价方法；导则制订之初必须考虑数值化管理的需要。 关键词：状态维修；电气设备；导则
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基本原则
2.1 状态维修的概念应包括预防性试验 维修旨在保证设备的安全运行。我国的电气设 备维修体制实际上包括两个方面：①定期预防性试 验（简称预试） ；②定期解体维修（简称检修） 。其 中预试占整个维修工作量的 50%以上，在因设备维 修临时退出运行的时间中预试也占主要部分。近年 来，由于电力系统的迅速扩展和预试项目的不断增 加，预试的执行和分析质量受到了制约，国内已出
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电气设备状态维修在我国已酝酿了十余年，但 至今仍处在学术讨论范围中。对于状态维修的定 义，仁者见仁，智者见智。有人把状态维修简单化， 认为延长设备预试和检修周期就是状态维修，或者 反过来，认为状态维修就是延长预试和检修周期， 从而顾虑重重，担心松懈了设备监督工作；也有人 把 状 态 维 修 绝 对 化 ， 认 为 必 须 准 确 诊断设备的具体故障模式甚至要求实时在线监测， 才具备开展状态维修的条件。这两种极端均制约了 状态维修的开展，为了实质性推动状态维修工作， 必须在国内达成基本共识的情况下并借鉴国外相 关经验，制订电力行业《电气设备状态维修导则》 （以下简称导则） 。本文深入探讨了状态维修的原 则、策略及实施方法。
第 27 卷 第 6 期
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现多起预试数据已有问题而忽略分析致使投运后 出现重大事故的典例。 此外， 预试过程中发生误碰、 误操作等也屡见不鲜。根据初步调查，目前预试的 缺陷检出率很低，若要加强设备状态分析，应在适 当保守的前提下，依据设备状态对预试周期和项目 以及检修周期和策略进行调整，以突出重点和提高 质量，从而提高设备的安全运行指标。仅把状态维 修定位在检修上而不涉及预试，状态维修的概念是 不完整的，或者说只解决了现行设备维护体制的部 分问题。因此状态维修应该是状态预试加状态检 修。 2.2 应将各类设备一并考虑 预试及检修均要求设备退出运行，而设备一般 不易单独退出运行，通常一个间隔的设备必须同时 退出运行，因此电气设备的维护是相互关联和相互 影响的，必须统筹安排各类设备的维修工作以尽可 能保证设备的可用性。如果把维修的周期及项目上 升为一种管理策略，就必须将各类设备一并考虑。 2.3 应适宜于数字化管理 供电企业的主要设备均按周期进行预防性试 验和检修，而一台设备一次预试所得的数据就是成 百上千，若干年累积之后，一台设备就有数千或数 万个预试数据。分析设备状态时每一类数据又有相 应的判断或分析标准，还要对同一类数据进行横向 比较（检验个体之间是否存在显著性差异）和纵向 比较（检验状态信息的劣化趋势） 。如果再考虑缺 陷、不良工况等，可以想象这项工作的艰巨性，靠 手工是难以胜任的。因此在导则制订之初必须考虑 数值化管理的需要。数值化管理就是将一些模糊的 概念量化，例如把设备状态分为优、良、中、合格 和不合格，用 5、4、3、2 和 1 来表示设备的分级 以适用于计算机管理，特别是 MIS 系统。 2.4 与《电气设备预防性试验规程》的衔接 《电气设备预防性试验规程》 （以下简称《预 试规程》 ）是目前我国电力行业设备维护的指导性 文件，已对我国电网的安全运行发挥了积极的作 用。预防性试验所确定的原则在导则的设备状态评 估和分析中仍然是重要依据之一，但在导则中应注 意克服以下几方面的不足：①绝大多数预试项目的 判断标准是静态的，一般给出一个阈值（或称注意 值） ，而没有劣化速率的具体指标，其中个别项目 的阈值还有待完善，如避雷器阻性电流的规定等； ②预试数据分类偏于简单化，仅有合格、超标（不
Tab. 1 表 1 设备状态与评分推荐表 Reference form of equipment condition and grade
息进行评分。以预试项目为例，过去仅有合格或 超标两种状态，本导则扩展为百分制项目评分，其 中 100 分对应于出厂值（交接值或首次预试值，但 对于多次返工才出厂的设备，可考虑以同类良好产 品的初值代之） ，或被行业认可的新产品初值，而 0 分对应于注意值（包括绝对值和劣化率） 。 就预试项目而言，百分评分制与《预试规程》 中的“是非”制相比，其优势和意义是不言而喻的。 《预试规程》规定 220 kV 变压器油中色谱分析中 乙炔注意值为小于 5 µL/L，但痕量与 4.95 µL/ L 显 然是有差别的；又如《预试规程》规定 0.75 U1mA 下的泄漏电流小于 50 µA 为合格，４5 µＡ 和 １5 µＡ 虽然都算合格，但反映出金属氧化物避雷器（ＭＯＡ） 阀片的状态并不相同；再如，运行了十年的 ＭＯＡ 逐 年缓慢达到 ４5 µＡ 和运行了一年就达到 ４5 µＡ， 所反 映出的 ＭＯＡ 阀片的状态也不相同。 《预试规程》没 有强调这些差别，而状态维修强调这些差别。 由于各个预试项目反映设备状态的敏感性并 不相同，同一设备各个预试项目的评分也可能有较 大差异，因此加权平均是综合各预试项目反映设备 状态的理想方式。令每一个预试项目有一个 权重系数 w1i 、一个评分值 n1i （参见表 2） ，就预试 项目而言，综合的设备评分值 r1 为 r1 =
（1．中国电力科学研究院，北京 100085；2．武汉高压研究所，湖北省 武汉市 430074； 3．华北电力科学研究院，北京 100045）
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