基于电力设备状态评价体系的GIS状态评估方法

基于电力设备状态评价体系的GIS状态评估方法
发表时间：2018-01-19T21:48:50.807Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：吴文利
[导读] 摘要：随着社会不断进步，电网飞速发展，电力通信网络已构建成复杂化的专网，极大地促进了地区经济全面发展。

(平高集团印度电力有限公司河南省平顶山市 467001)
摘要：随着社会不断进步，电网飞速发展，电力通信网络已构建成复杂化的专网，极大地促进了地区经济全面发展。

在电网运行中，极易受到多种因素影响，加强电力设备完整化管理尤为重要。

因此，该文笔者以多角度客观分析了电力设备状态评价，多层次探讨了状态评价下电力设备完整化管理有效途径。

关键词：封闭式组合电器；SF6；状态检修；状态评估；状态指数
导言
GIS(gas insulated switchgear)是指一种将断路器、隔离开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、套管及电缆终端等其他功能部件封闭组合在接地的金属外壳中并采用SF 6作为绝缘介质的电器装置。

当前对GIS展开的研究工作大部分集中在检测技术领域，对其健康状态及剩余使用寿命评估领域的研究未见有比较成熟的报道。

电力技术与市场经济的高速发展已经对电力设备的管理提出了新的要求，需要电力企业在GIS全寿命周期内基于GIS的状态实行有针对性的差异化检修管理方案。

1电力设备状态评价与风险管理系统
在电力设备运行中，状态评价流程贯穿其完整化管理系统的关键性，促使电力设备系统核心功能模块紧密相连，处于统一化的网络结构体系中，各自发挥着不同的作用。

试验、巡视是日常检查电力设备运行状态的重要形式，其检查时间以及方式各不相同，通常情况下，不能同时采用这两种检查方式，但电力设备状态评价和试验、巡视紧密相连，缺一不可。

也就是说，试验以及巡视之后，相关人员都必须综合分析各方面主客观影响因素，严格按照相关规定，再次对各类电力设备进行必要的状态评价，这是提高电力设备状态评价结果实效性的重要保障。

就电力设备状态评价来说，具有多样化的功能，比如，查询电力设备状态评价数据，审核电力设备状态评价结果。

在检查电力设备过程中，相关人员需要对电力设备各部件进行状态评价，根据各个部件状态评价结果，明确电力设备整体情况，是否处于“健康”状态，个部件都没有异常情况出現，才能说明电力设备处于稳定运行中，一旦某部件不属于“正常状态”，比如，注意状态、严重状态，需要将电力设备评价为最严重的状态。

通常情况下，在评价电力设备部件状态中，其评价结果建立在一组状态参量基础上，以状态判断为基点，各状态参量劣化情况可以分为多个等级，等级越高，说明电力设备劣化状态最为严重。

1.1简介
“电力设备状态评价与风险管理系统，(Condi-tion Assessment and Risk Management System of E-lectrical Equipment，CARMS)”通过收集设备资产信息(直接反映与间接反映资产状态的信息，包括基础数据、运行参数、变电站环境资料、试验数据、缺陷情况等信息)，采用信息量化方法，结合工程学理论知识与现场运行经验，深入研究电网资产的老化过程和故障机理，在充分了解和掌握设备资产运行、环境、维护以及设备状态性能之间关系的基础上，针对电网资产开展状态评估与风险评估，以量化的状态指标准确、直观地计算每台、每组设备当前、未来的运行状态，每台、每组设备当前、未来的运行风险并最终直观地以货币化的参数展示，同时基于状态评估结果与风险评估结果，在电力企业可用的检修资源的情况下，以定量的指标(故障率、状态、风险等)给出合理的检修、维护建议。

1.2理论基础
1.2.1特征状态量
目前国内外主要通过对GIS的绝缘性能进行监测以评估其运行状态，但单独采用该数据以表征GIS的健康状态较为片面，实际上该数据只能反映GIS的绝缘状态。

GIS的主要功能是开合线路，由于机械性能劣化是断路器无法正常工作的主要原因，因此基于触头的机械特性评估其状态，对于GIS的健康状态评估及剩余寿命评估具有重大意义。

1.2.2理论基础
CARMS定义GIS的剩余使用寿命是指GIS能够在一定可靠性的情况下连续运行的时长，当GIS的可靠性无法满足电网运行的需求时，即认定GIS达到了寿命终期。

一般意义来说，GIS在寿命周期内的失效概率呈浴盆曲线，刚投运时，由于设计、原材料及制造过程中产生的一些缺陷，GIS在该阶段失效率较高，但GIS此时处于老化的初始阶段，仍有较长的剩余使用寿命；投运一段时间后，GIS进入稳定期，开始了正常老化过程，其状态相对来说比较稳定；当GIS的失效概率开始急剧上升，说明GIS已经严重老化，接近寿命终期。

2状态评价下电力设备完整化管理有效途径
2.1状态评价下电力设备完整化管理的重要性
在状态评价下，电力设备完整化管理尤为重要，可以对电力设备进行必要的缺陷以及预防性检修，有效防止电力设备运行中出现“过修、欠修”现象，提高电力设备整体性能的基础上，延长了电力设备使用寿命，不需要多次对电力设备进行较大的检修，计划检修已成为状态检修，可以避免检修中电力设备被损坏，电力设备检修成本大幅度降低。

在此基础上，还在一定程度上减少了电力设备检修人员工作量，电力设备状态检修各方面明确化，其检修难度大幅度降低，极大地提高了电力设备检修准确率，利于电力设备随时处于稳定运行中，提高其运行效益。

2.2状态评价下电力设备完整化管理有效途径
2.2.1电力设备风险评估依据
从某种角度来说，在电力设备完整化管理方面，电力设备风险评估是其不可忽视的关键性依据。

相关人员客观评价电力设备运行状态之后，需要客观评估其存在的风险，明确电力设备存在或者即将发生的风险，便于领导者科学决策，确保输变电设备方面一系列工作顺利开展，比如，运行、检修、试验，进而将电力设备完整化管理工作落到实处。

在评估电力设备风险过程中，相关人员必须准确把握其具体化评估依据，比如，电力设备价值、用户，准确把握电力设备各方面权重，比如，价值、地位，根据相关计算公式准确计算电力设备风险值等，确保电力设备风险评估工作有序展开。

2.2.2电力设备检修对策
在客观“评价、评估”之后，电力企业需要根据电力设备各自运行情况，进行针对性的状态检修，需要围绕状态评价结果，全方位客观
分析电力设备风险评估结果，采取合理化的技术，借助信息化手段，构建可行的决策模型，电力设备的运行状态和风险元素处于统一的结构体系中，促使二者间的二维关系更加明确化。

同时，在新形势下，电力设备状态以及风险可以分为三类，即“高、中、低”三类风险。

制定电力设备检修对策之前，相关人员必须以此为基点，明确已评估的电力设备状态以及风险，准确把握电力设备状态检修类型，制定合理化的检修方案，科学检修各类电力设备，及时解决其存在的故障问题，有效降低各类风险发生率，避免电网运行中安全事故频繁发生，避免造成严重的经济损失，有效提高电网整体运行效益。

2.2.3电力设备状态分布
在日常运行过程中，电力设备极易受到运行条件以及时间的影响，运行条件体现在多个方面，比如，温度、湿度，极易改变运行中电力设备各方面性能，引发各类故障问题，无法处于“安全、稳定”运行中。

针对这种情况下，在状态评价下，电力企业必须根据电力设备各方面运行情况，借助信息化手段，构建合理化的监督管理系统，全方位动态监督运行中的各类电力设备，随时掌握电力设备运行状态以及各方面变化情况。

结束语相对于预防性试验为主的周期性检修策略，状态检修策略能在不影响设备运行的情况下实施，较大程度地减少工作量、降低维护资金、提高设备可靠性。

电力技术与市场经济的高速发展需要电力企业在GIS全寿命周期内实施状态检修策略。

本文采用CARMS理论体系分析，确定了能够反映GIS健康状态的特征信息，建立了GIS健康状态评估方法。

采用状态指数、失效概率及剩余使用寿命三个性能指标来表征GIS的健康状态，并分别建立了评估模型。

通过实际计算，验证了评估方法的有效性和准确性。

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