电网设备运行管理新技术.pptx
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电网设备运行管理新技术
企业发展的需要
• 资产膨胀的压力与传统设备管理制度的矛 盾日益突出
• 经济转型，电网的扩张式发展趋缓 • 在能源短缺、维修费用减少和资产收益率
杠杆的多重压力下，资产管理制度和管理 理念的革新势在必行
推动设备运行管理的发展
• 对于设备运维而言，以状态检修与资产全寿命周 期管理为特征的设备管理方式转变势在必行→设 备运行管理技术发展
油色谱分析 局放
台风 雨量污闪 雷电
设备故障损失 电网损失
故障检修费用 其他
风险评估
性能下降 性能恢复 直接损失 间接损失
典型缺陷检修费用
使用价值、下降幅度 电量、备用
人身 环境
分档
检修策略选择
费用最优原则： 全寿命周期成本↓
设备可靠性原则： 设备的自身与系统风险↓
设备最大可用原则： 一定可靠度下设备最大 可用时间↑
状态评价
• 状态评价是状态检修的关键，应通过持续 开展设备状态跟踪监视，综合停电试验、 带电检测、在线监测等各种技术手段，准 确掌握设备运行状态和健康水平。
• 状态评价的方法有许多，层次分析法、模 糊综合评判法、基于证据理论的评价法、 灰色评价法、设备评分法等，分别适用于 不同的设备。
状态评价
• 国网公司采取的方法为部件与整体相结合，1）设 备评分法完成设备部件的状态评价；2）在部件评 价的基础上，依据短板效应完成设备整体评价， 流程如下图所示。
检修收益最优原则： 检修与技改收益绝对值 或比例最大化↑
确定设备可靠性 发展趋势
是否满足要求
是
可靠性要求？
否
计划多种检修、 技改方案
计算成本费用， 选最小值
状态检修计划
制定检修、 技改计划
图5-1 检修、技改方案确定流程
发展趋势
• 状态信息获得：
– 检测监测专项技术的发展
• 状态评价：
–关键部件状态评估诊断与辅助决策专项技术研究 –整合现有技术手段，形成设备状态多项诊断技术的综
• 自然寿命
可靠度
• 经济寿命
• 可靠性寿命
可靠度变化 寿命
可接受可靠度下限 时间
寿命评估方法
• 1）简单统计法 • 从设备的共性出发，定期进行专业总结，
统计缺陷、障碍和事故率，并根据故障性 质进行分类，以发现设备的故障趋势，从 而有针对性地采取防范的措施，完成寿命 的预期。 • 简单，但误差较大
合应用与回路级整体设备的综合状态分析
• 风险评估：
–规范风险评估的定量化方法，科学界定边界条件，促 进检修决策的货币化选择
• 检修数字化：
–完善信息综合数据平台，增强数据自动分析、辅助决 策的能力，增加不同业务的、不同层次的数据需求分 析
全寿命周期管理
• 贯穿于设备管理的全过程 • 与传统运行管理技术相辅相成 • 技术体系性 • 不同环节关注重点有所差异 • LCAM与LCM的异同
b）导线温度监测装置：导线温度 c）微风振动监测装置：导地线振动频率、 动弯应变
值 d）环境污秽监测装置：现场盐密、 灰密值 e）杆塔倾斜监测装置：杆塔倾斜度、横担歪斜度 f）导线弧垂监测装置：导线弧垂、 对地距离
状态监测
2）变电设备 a）变压器（电抗器）油色谱监测装置：总烃、 氢气、 乙炔三种参数的
• 2）技术分析法
• 技术分析法以技术层面的因果分析为核心， 通常在设备状态评价的基础上，从寿命的 主要影响因素与老化表现出发，寻求建立 “寿命-关键因素-特征指标”之间的函数关 系，从而完成寿命评估预期。
• 融合一般。
• 3）综合法
• 借鉴技术分析法与简单统计法的经验，利 用广泛收集的基础数据与数理统计工具， 将单项技术指标的发展变化最大可能地形 成规律，并根据统计的故障类型分布与风 险后果，综合建立基于概率与状态的寿命 评估综合模型
典型寿命模型的建模流程
• 整体模型 • 德国某电力公司20kV电力设备
技术体系
• 设备可靠性评价 • 电网可靠性评价
– 故障模式分析、可靠性指标预测
• 风险评估
– 定量化的风险评估
• 设备寿命评估
– 针对不同设备的评估模型
• 不同阶段技术应用的差异性
国网系统设备现状（变压器）
110（66）kV及以上在运变压器按投运时间分布
退出运行变压器按运行时间分布
核心问题：Fra Baidu bibliotek命评估
限流电抗器与故障限流器 同塔多回输电线路 等
状态检修
• 状态的获得（检测与监测）→状态评价→ 风险评估（设备与电网）→ 检修策略→ 检 修的实施
• 状态检修首先解决状态量的获得
• 离线与带电，状态检测与状态监测
状态检测
1）高频局部放电检测 2）红外热像检测 3）超声波信号检测 4）超高频局部放电检测 5）暂态地电压检测 6）接地电流测量
• 设备管理的三个阶段
– 可靠性管理：能用 – 状态检修：好用 – 全寿命周期管理：用好
设备运行管理 技术
状态检修 全寿命周期管理
设备专项状态检测评估技术 气象风险预测、预警和辅助决策
基于状态评价的寿命评估模型 综合设备与系统风险的LCC评价方法
智能化建设与改造 新技术、新设备应用
输电线路智能化 变电站智能化
数值及绝对、相对产气速率，根据设备电压等级和油枕的结构形式不 同设置报警值。 b）变压器（电抗器）油中微水监测装置 c）变压器（电抗器）局部放电监测装置：放电量（装置厂家不同取 pC 或μ V）数值，根据端电压和相位分布不同设置报警值。 d）变压器（电抗器）铁芯接地电流监测装置：铁芯接地电流数值，设 置报警值。 e）变压器（电抗器）顶层油温监测装置：顶层油温数值，根据冷却方式、 冷却器投入及负荷情况，设置报警值。 f）电容设备绝缘监测装置：介质损耗因数、电容量数值及变化情况（与 初值相比），根据设备类型、电压等级设置报警值。 g）断路器（GIS）SF6 气体压力及水分监测装置：压力、 水分数值，根 据安装部位（灭弧室、其他部位）、设置报警值。 h）金属氧化物避雷器泄漏电流监测装置
状态检测
7）相对介质介质损耗因数 8）SF6 气体分解物检测 9）SF6 气体泄漏成像法检测 10）金属护套接地系统 11）紫外放电检测 12）有载分接开关带电检测（上海特色） 13）避雷器泄漏电流与阻性电流检测
状态监测
1）输电线路
a）覆冰监测装置：环境温度、湿度、风向、风速、 等值覆冰厚度、综合荷载、不平衡张力差等
企业发展的需要
• 资产膨胀的压力与传统设备管理制度的矛 盾日益突出
• 经济转型，电网的扩张式发展趋缓 • 在能源短缺、维修费用减少和资产收益率
杠杆的多重压力下，资产管理制度和管理 理念的革新势在必行
推动设备运行管理的发展
• 对于设备运维而言，以状态检修与资产全寿命周 期管理为特征的设备管理方式转变势在必行→设 备运行管理技术发展
油色谱分析 局放
台风 雨量污闪 雷电
设备故障损失 电网损失
故障检修费用 其他
风险评估
性能下降 性能恢复 直接损失 间接损失
典型缺陷检修费用
使用价值、下降幅度 电量、备用
人身 环境
分档
检修策略选择
费用最优原则： 全寿命周期成本↓
设备可靠性原则： 设备的自身与系统风险↓
设备最大可用原则： 一定可靠度下设备最大 可用时间↑
状态评价
• 状态评价是状态检修的关键，应通过持续 开展设备状态跟踪监视，综合停电试验、 带电检测、在线监测等各种技术手段，准 确掌握设备运行状态和健康水平。
• 状态评价的方法有许多，层次分析法、模 糊综合评判法、基于证据理论的评价法、 灰色评价法、设备评分法等，分别适用于 不同的设备。
状态评价
• 国网公司采取的方法为部件与整体相结合，1）设 备评分法完成设备部件的状态评价；2）在部件评 价的基础上，依据短板效应完成设备整体评价， 流程如下图所示。
检修收益最优原则： 检修与技改收益绝对值 或比例最大化↑
确定设备可靠性 发展趋势
是否满足要求
是
可靠性要求？
否
计划多种检修、 技改方案
计算成本费用， 选最小值
状态检修计划
制定检修、 技改计划
图5-1 检修、技改方案确定流程
发展趋势
• 状态信息获得：
– 检测监测专项技术的发展
• 状态评价：
–关键部件状态评估诊断与辅助决策专项技术研究 –整合现有技术手段，形成设备状态多项诊断技术的综
• 自然寿命
可靠度
• 经济寿命
• 可靠性寿命
可靠度变化 寿命
可接受可靠度下限 时间
寿命评估方法
• 1）简单统计法 • 从设备的共性出发，定期进行专业总结，
统计缺陷、障碍和事故率，并根据故障性 质进行分类，以发现设备的故障趋势，从 而有针对性地采取防范的措施，完成寿命 的预期。 • 简单，但误差较大
合应用与回路级整体设备的综合状态分析
• 风险评估：
–规范风险评估的定量化方法，科学界定边界条件，促 进检修决策的货币化选择
• 检修数字化：
–完善信息综合数据平台，增强数据自动分析、辅助决 策的能力，增加不同业务的、不同层次的数据需求分 析
全寿命周期管理
• 贯穿于设备管理的全过程 • 与传统运行管理技术相辅相成 • 技术体系性 • 不同环节关注重点有所差异 • LCAM与LCM的异同
b）导线温度监测装置：导线温度 c）微风振动监测装置：导地线振动频率、 动弯应变
值 d）环境污秽监测装置：现场盐密、 灰密值 e）杆塔倾斜监测装置：杆塔倾斜度、横担歪斜度 f）导线弧垂监测装置：导线弧垂、 对地距离
状态监测
2）变电设备 a）变压器（电抗器）油色谱监测装置：总烃、 氢气、 乙炔三种参数的
• 2）技术分析法
• 技术分析法以技术层面的因果分析为核心， 通常在设备状态评价的基础上，从寿命的 主要影响因素与老化表现出发，寻求建立 “寿命-关键因素-特征指标”之间的函数关 系，从而完成寿命评估预期。
• 融合一般。
• 3）综合法
• 借鉴技术分析法与简单统计法的经验，利 用广泛收集的基础数据与数理统计工具， 将单项技术指标的发展变化最大可能地形 成规律，并根据统计的故障类型分布与风 险后果，综合建立基于概率与状态的寿命 评估综合模型
典型寿命模型的建模流程
• 整体模型 • 德国某电力公司20kV电力设备
技术体系
• 设备可靠性评价 • 电网可靠性评价
– 故障模式分析、可靠性指标预测
• 风险评估
– 定量化的风险评估
• 设备寿命评估
– 针对不同设备的评估模型
• 不同阶段技术应用的差异性
国网系统设备现状（变压器）
110（66）kV及以上在运变压器按投运时间分布
退出运行变压器按运行时间分布
核心问题：Fra Baidu bibliotek命评估
限流电抗器与故障限流器 同塔多回输电线路 等
状态检修
• 状态的获得（检测与监测）→状态评价→ 风险评估（设备与电网）→ 检修策略→ 检 修的实施
• 状态检修首先解决状态量的获得
• 离线与带电，状态检测与状态监测
状态检测
1）高频局部放电检测 2）红外热像检测 3）超声波信号检测 4）超高频局部放电检测 5）暂态地电压检测 6）接地电流测量
• 设备管理的三个阶段
– 可靠性管理：能用 – 状态检修：好用 – 全寿命周期管理：用好
设备运行管理 技术
状态检修 全寿命周期管理
设备专项状态检测评估技术 气象风险预测、预警和辅助决策
基于状态评价的寿命评估模型 综合设备与系统风险的LCC评价方法
智能化建设与改造 新技术、新设备应用
输电线路智能化 变电站智能化
数值及绝对、相对产气速率，根据设备电压等级和油枕的结构形式不 同设置报警值。 b）变压器（电抗器）油中微水监测装置 c）变压器（电抗器）局部放电监测装置：放电量（装置厂家不同取 pC 或μ V）数值，根据端电压和相位分布不同设置报警值。 d）变压器（电抗器）铁芯接地电流监测装置：铁芯接地电流数值，设 置报警值。 e）变压器（电抗器）顶层油温监测装置：顶层油温数值，根据冷却方式、 冷却器投入及负荷情况，设置报警值。 f）电容设备绝缘监测装置：介质损耗因数、电容量数值及变化情况（与 初值相比），根据设备类型、电压等级设置报警值。 g）断路器（GIS）SF6 气体压力及水分监测装置：压力、 水分数值，根 据安装部位（灭弧室、其他部位）、设置报警值。 h）金属氧化物避雷器泄漏电流监测装置
状态检测
7）相对介质介质损耗因数 8）SF6 气体分解物检测 9）SF6 气体泄漏成像法检测 10）金属护套接地系统 11）紫外放电检测 12）有载分接开关带电检测（上海特色） 13）避雷器泄漏电流与阻性电流检测
状态监测
1）输电线路
a）覆冰监测装置：环境温度、湿度、风向、风速、 等值覆冰厚度、综合荷载、不平衡张力差等