摘 要:降低电力设备检修费用并提高设备运行可靠性,合理地确定设备的检修周期是电力企业关注的问题。针对目前设备检修制度存在的问题,提出一种利用设备相关参数指标确定电力设备常用检修方式检修周期的方法,达到了优化设备检修周期的目的。
关键词:检修周期参数指标优化
中图分类号:TM07文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)09(b)-0061-02
引言
目前我国电力企业所执行的设备检修制度主要是按照所颁布的规程做定期检修,主要包括巡视、定检、交流耐压试验和低压预试这四种检修方式。其典型特征是设备运行一段时间后,无论有无缺陷或问题都要停下来维修。这种制度随着电力工业的发展弊端日益明显[1]。科技发展带动设备的不断改进,设备特性与以往有很大不同,如还按照以往同类设备检修周期进行检修,带有极大的盲目性,很可能出现“过修”的情况,这样即浪费了人力、物力和财力,又会对设备本身造成损害;更重要的是在检修期间会对供电区域造成停电的影响,降低了电网的可靠性。这样就需要根据设备运行的具体状况,合理地调整维修周期,以达到合理适度维修的目的[2]。
对设备维修周期优化方法大致可分为两类:一类是如文献[3]以平均维修费用最小为目的来安排检修周期;一类是如文献[4]利用平均可用度取值来确定电力设备维修周期,这种方法的计算公式一般为可直接求解的代数式,使得计算大为简化,并且满足了需修必修的要求,但是该方法仅仅适用于预试这一种维修方式,所以需要将该方法进一步改进,研究可确定多种维修方式检修周期的方法。
1 利用平均可用度确定预试周期方法简介
文献[4]中提出了一种利用平均可用度制定设备预防性维修周期的方法。它定义设备的平均可用度为:
(1)
式中,ED是设备不可用时间期望值,EL是系统检出故障时间期望值。
(2)
(3)
其中,为故障率分布密度函数,MTTF为设备平均无故障工作时间,为设备的不可靠度。一般电力设备故障服从指数分布关系,即故障率为恒定,则有以下三式成立:
那么,可得
(4)
根据设备的重要性和对维修的期望预先确定出设备最低可用度值为,代入公式(4)经过泰勒展开便可求出其对应的预防性试验周期T的范围。
(5)
定义不可用度,则预防性维修间隔期T应介于以下上、下限之间:
(6)
(7)
2 电力设备多种维修方式周期优化方法
2.1 确定预防性维修周期方法分析
在实际应用中上述方法还有需要改进之处:(1)电力企业的检修应包括定期检修、交流耐压试验和日常巡检等多种维修方式,应分别为它们制定合理的周期,而不是单一的一种;(2)上述的方法假定设备出现的故障检查时必能检出,但四种维修方式由于本身的工序、针对故障模式及巡视人员认真程度等的不同,能够发现故障的效果也不同,上面的方法并没有考虑到这一实际情况;(3)多种维修方式进行优化组合时,还需综合考虑设备可靠性和经济性;(4)当多种维修方式组合使用时,当一种维修方式已经采用,会改变设备故障率。
2.2 维修周期优化方法
针对提出的问题,对以上算法可进行以下改进:考虑到电力企业维修方式的多样性以及各种维修方式对故障的检出效果,可以引入故障检出度指标,表示维护方式s检查出第i种设备第j种故障模式的概率。设s=1,2,3,4,分别代表巡视、低压预试、交流耐压试验和定检四种维修方式。则对某一种维修方式s,仅考虑该维修方式能有效检出的相关故障模式的故障率。即:
(8)
其中,nj为设备j的故障模式数,M为设备种类数,E为维修设备总数,Nij代表设备i的故障模式j的年均发生次数。
考虑到各种维修方式成本问题,通过确定期望不可用度数值的大小予以解决,即维修方式s的成本较高时,期望不可用度取值宜较大。
对于维修的开展对设备故障率的影响,可首先根据不同维修方式的可靠性成本和经济性成本,按综合成本从低到高制定维修方式优先权重。引进优先权系数(优先权越大取值越大;优先权最高的方式取1,随着优先权逐级降低),则式(6)和式(7)修改为:
(9)
(10)
求出维修方式s维护周期的上、下限值后,可取二者的算术平均并把归整的结果作为推荐的维修周期,即取:
(11)
3 电力设备维修周期优化实例
3.1 多种维修方式维修周期的确定
这里以电缆为例,根据实际情况确定出各种参数指标,并利用文中提出的新方法来确定它的各种维修方式维修周期。
(1)检出度的确定。对于电缆巡视检出度一般较小,低压预试、交流耐压试验和定检对故障的检出度则逐步增加。例如对于电缆击穿这一故障模式,对其巡视的检出度可定为0.3,低压预试定为0.6,交流耐压试验定为0.8,定检的检出度定为1。
(2)期望可用度Ar的确定。对期望可用度的确定应综合考虑维修成本和维修停运带来的损失这两方面。选取Ar(1)＝0.9(巡检),Ar(2)＝0.98(低压预试),Ar(3)＝0.95(交流预试),Ar(4)＝0.93(定检)。
(3)优先权系数ks的确定。对于不同的设备各种维修方式的效果具有差异,相应优先权系数的值也应变化。这里取基准的优先权系数为k=1,并按下式修正确定出不同设备不同维修方式的优先权系数(i表示设备类型)。
(12)
其中,的取值方式如下,如果维修方式j对这些模式的平均检出度为,则有:
(13)
例如按照上述方法,可得到电缆维修优先权系数低压预试定为1,交流耐压试验定为1.5,定检维修优先权系数定为1.5。
3.2 各种维修方式周期优化结果及分析
根据相关规程,统计出目前电力企业主要设备各种维修方式的维修周期[6]如下表1所示:
利用文中提出的新方法来确定它的各种维修方式维修周期如下表2所示:
从优化的维修周期结果来看,电缆的定检周期变为28年,则在电缆寿命周期内不再推荐电缆定检;低压预试的周期与现行的维修周期相同;并建议每9年做一次交流耐压预试。可以看出一方面定检定检的次数大为降低,减少了由于定检而产生的维修费用,并减少了由于电缆断开而产生的停电时间;另一方面增加的交流耐压试验能够很好的测试出电缆运行时的特性,根据测得的结果做出相应的维修。更有针对性,能满足实际维修需要,而且综合考虑了经济性和可靠性因素,取得了良好的维修效果。
4结语
从以上论述可以看出,本文提出的根据平均可用度定义进而得到的优化电力设备多种维修方式周期的新方法,适用于不同的预防性维修方式周期的制定。符合当前检修技术的发展趋势,是一种新颖、准确、简便、先进确定电网设备检修周期的方法。
参考文献
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