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电力设备状态监测系统检修运维问题及解决对策

作者:原创论文网 时间:2017-05-10 17:17 加入收藏
摘要

  随着电力系统电压等级的提高和系统容量的增大,电力系统结构更趋复杂,对输变电设备运行的可靠性提出更高要求,状态监测系统的故障诊断对于保证输变电设备的正常运行具有重要意义[1-2]。近年智能电网建设不断深入,在线监测装置数量迅速增加,检修维护工作量逐年增大,由于系统检修需要跨多专业的复合型检修人员,基层单位缺乏相关专业检修维护队伍,装置缺陷率较高,影响目前系统的实时接入率和数据准确性,无法全面支撑状态检修工作。为持续深化“三集五大”体系建设,充分利用内外部资源,提升人力资源效率和精益化管理水平,切实解决各基层单位状态监测系统检修人员短缺问题,本文提出了系统运维外包的方案,并开展了相关内容的研究[3-4]。

  1、输变电设备状态监测系统

  1.1、状态监测系统框架

  按照国网公司状态监测系统的建设要求,状态监测主站在国网公司和网省公司两级部署,同时采用过程层、间隔层及站控层3层结构的思想设计。其中过程层主要部署监测装置,间隔层部署的是站端监测单元,站控层部署站端监测单元[5-6]。状态监测数据在省公司和国网公司分别存储,通过国网公司的标准规范体系接口为其他的各类系统实现数据的共享,满足不同系统对业务数据的需求,系统结构见图1。

图1 基本式时间同步系统结构示意图图1 基本式时间同步系统结构示意图

  1.2、辽宁公司状态监测系统建设情况

  依照国家电网公司统一部署,辽宁公司于2012年完成输变电设备状态监测系统的主站建设,目前全省电网安装在线监测装置2247套,其中变电在线监测装置2011套,装置类型涵盖油中溶解气体、局部放电、铁芯接地电流、SF6气体等10类,覆盖500kV变电站25座、220kV变电站203座、66kV变电站82座。输电在线监测装置236套,装置类型涵盖微气象、污秽、覆冰、导线温度、图像5类,覆盖220kV及以上线路107条。

  2、辽宁公司状态监测系统检修运维存在的问题

  2.1、检修维护人员结构性缺员

  输变电设备状态监测系统的检修维护业务同时涉及到输变电一次和二次设备、自动化、网络通信、信息安全等多个专业,但目前各运维检修单位复合型人员储备较少,现有检修维护人员平均年龄偏大,难以较快和全面掌握状态监测系统相关专业检修维护技术,使在线监测装置的检修维护处于停滞状态,装置故障和缺陷不能及时处理[7-8]。

  2.2、在线监测装置质量问题突出

  根据国网公司发布的《在线监测装置质量提升方案》,在线监测装置运行中主要存在4个方面问题。

  a.部分装置误报率高。例如GIS超声波局部放电在线监测装置2008年装用以来误报警共计503次,误报率在90%以上。

  b.部分装置故障率高、寿命使用期短、维护工作量大。在线监测装置在投运2年内发生故障的比例占总故障率的70%以上,装置故障率最高达到0.237次/台·a。

  c.软硬件质量问题突出。传感器、装置配件、通信、后台故障问题是监测装置发生故障的主要原因。占总故障数的50%以上,产品软件控制和软件稳定性水平不高。

  d.对在线监测数据的利用和分析不足。数据大量上传后,不能及时对数据开展整体分析,对于缺陷分析和故障预测支撑不足,实用效果不佳。

  2.3、在线监测装置接入主站的工作进展滞后

  按照国网公司智能变电站在线监测数据接入主站最新设计要求,智能变电站在线监测数据应接入各省公司状态监测系统主站和调度OMS,数据上传需经过综合应用服务器、数据通信网关机、正反向隔离装置等关键装置,而基建、运检、调控、信通等部门相关功能、接口、通信规范和数据共享方案仍在技术磨合期,例如在智能变电站中,在线监测数据穿越安全Ⅲ/Ⅳ及正反向隔离装置技术、输电视频信息无法通过安全接入平台等,给工程调试和系统检修维护带来实际困难,阻碍了主站接入工作的规范化开展。目前220kV及以上变电站中尚有110座变电站未接入省公司状态监测系统主站。

  2.4、智能站的投运使运维工作量持续增长

  目前,辽宁省公司变电在线监测2011套,未来新投变电站均按智能站标准规范设计,每投运1座智能站,将增加10%的在线监测装置。随着新建站的投运及老站智能化改造投运,检修运维工作量将持续增长。

  3、系统检修维护解决方案

  结合辽宁省公司状态监测系统实际运行情况、辽宁电科院试验技术优势、辽宁地区状态监测系统专业化检修维护队伍特点,提出如下解决方案。

  3.1、开展状态监测系统检修维护工作业务外包

  设备维修的专业化、社会化是现代工业高度发展的必然趋势。随着智能电网建设的深入开展,智能设备普遍具有自动化和机电一体化、结构复杂化和精密化、装置成套化、运行连续化等诸多特点,对维修人员素质、检修工具和工艺水平、检修时间提出了更高的需求,很多设备的检修难度较高,智能设备的检修性变化需要专业化、社会化检修工作。电网设备设施检修专业化、集约化、社会化进程也是落实国网公司“三集五大”战略思路优化检修资源的的重要措施,将为各类检修公司带来发展契机和动力。

  为全面做好输变电设备状态监测系统的检修维护工作,辽宁公司组织省电科院前往多个省份进行调研。目前浙江、福建等省份均采用业务外包形式,通过专业队伍统一开展系统检修维护,起到良好的维护效果。

  根据《国家电网公司供电企业业务外包管理办法》中关于业务外包的文件精神,通过借鉴其他省份做法和成熟经验,提出将输变电设备状态监测系统检修维护工作采用业务外包形式交由专业公司统一开展。

  3.2、开展状态监测系统检修维护工作业务外包

  目前,辽宁电科院已完成油色谱入网检测平台的建设,在此基础上定了各类在线监测装置入网检测试验室建设方案和计划,为基建和技改新投监测装置的入网把关以及工厂化检修的开展奠定基础。

  2016年底,电科院将完成GIS局放、超声局部、避雷器、铁芯接地电流等变电在线监测入网检测平台以及微气象、覆冰等输电设备在线监测入网检测平台的搭建工作。

  3.3、建设在线监测装置工厂化检修基地

  按照国家电网公司《关于印发国家电网公司工厂化检修基地建设指导意见的通知》要求,辽宁省公司依托国网辽阳供电公司所辖集体企业———辽阳电力设备制造有限公司,已经建设完成辽宁省公司B级工厂化检修基地,业务内容涵盖变压器、互感器、断路器等一次设备,而智能变电站的在线监测装置、直流电源类设备、交换机、站控层设备等都适合工厂化检修。对此,建议在辽宁省公司工厂化检修基地的基础上拓展检修业务,利用辽宁地区在线监测专业化检修维护,建立在线监测工厂化检修基地,结合大型技改、大修工程,定期开展现场装置的轮换检修,同时在“统一管理流程、规范工艺标准”的原则下,与相关制造企业和单位签定战略合作框架协议,拓展工厂化检修能力,实现检修覆盖设备范围进一步延伸、检修质量进一步提升。

  3.4、加强基础管理工作

  进一步加强基础管理,制定现场《在线监测装置检修维护标准化作业指导卡》、制定《在线监测装置精益化评价细则》以及《在线监测装置入网检测流程》等制度规范。通过这些基础文件的制定,将规范现场基础工作,促进基础管理工作稳步提升。

  在下一步工作中,将积累维护经验,编制《辽宁公司在线监测装置状态评价导则》、《辽宁公司在线监测装置检修导则》,从而实现在线监测装置从定期检修到状态检修的过渡。

  4、外包业务内容

  4.1、外包项目及范围

  根据《国家电网公司供电企业业务外包管理办法》的要求,核心业务不得外包、常规业务适度开展外包、其他业务推进外包的原则,拟开展外包项目包括以下几个方面。

  a.状态监测主站设备检修维护

  对输变电设备状态监测系统主站设备进行定期检修维护工作。外包范围涉及主站服务器、不间断电源、直流电源设备、磁盘阵列、大屏幕、时间同步对时系统、二次系统安全防护设备、计算机安全防护措施检查、系统信息安全测评、空调、F5均衡服务器、消防系统、对新投在线监测装置进行接入、事件处理及系统调优工作(阈值设定、告警优化、告警过滤;在线监测装置告警分析、定位、处理、验收;软硬件版本管理及验证测试;辅助系统、高级应用的开发和运维;装置质量的提升、应用方法的研究)。

  b.变电在线监测装置检修维护

  对2011套变电在线监测装置进行定期检修维护工作,检修周期为3年。外包范围涉及状态接入控制器(CAC)、油色谱、铁芯电流、GIS和断路器SF6气体压力、避雷器等在线监测装置及其通信网络设备(包含系统调试、板卡更换、配件更换、本体调试、准确性校验等工作)、系统联调、参加设备验收工作。

  c.输电在线监测装置检修维护

  对236套输电在线监测装置进行定期检修维护工作,检修周期为3年。外包范围涉及输电线路CMA、覆冰、微气象、导线温度、图像、污秽在线监测装置及其通信网络设备检修维护(包含系统调试、板卡更换、配件更换、本体调试、准确性校验等工作)、系统联调、参加设备验收工作。

  d.状态监测系统日常维护

  对主站设备、输变电设备在线监测装置进行日常维护以及监测数据的主站接入工作。外包范围为主站设备缺陷处理、变电在线监测装置缺陷处理、输电在线监测装置缺陷处理、智能站在线监测装置接入主站、常规站在线监测装置接入主站、输电在线监测装置数据接入。

  4.2、业务外包单位的资质要求

  a.业务外包单位必须具有工商部门核发的营业执照。

  b.业务外包单位必须具有ISO9000系列质量保证体系认证书。

  c.业务外包单位必须具有中国电力建设企业协会核发的电力工程调试单位能力资格等级证书,且业务范围为电网工程类。

  4.3、业务外包采购

  由各运维单位提出输变电设备状态监测系统检修维护工作业务外包采购申请,提报采购计划。根据《国家电网公司供电企业业务外包管理办法》,由省公司物资部统一组织,采用竞争性谈判等方式采购,确定业务外包单位。

  5、检查考核评价

  a.质量管理

  运维单位运维检修部负责业务外包检修维护质量管理,监督外包单位作业工艺质量。在作业前进行作业交底,明确作业范围、安全措施、风险预控、作业内容、工艺要求、作业分工等,并做好相应记录备查。对业务外包巡视、检测质量,运维检修部每月定期轮换抽查。

  b.进度管理

  运维单位运维检修部负责对业务外包项目的进度管理,实时掌握项目进展情况,促进外包队伍履行合同进度的要求。加强日常监督,及时纠正作业进度偏差。

  c.安全管理

  运维单位安全监察质量部对外包单位提出安全管理工作要求并督促落实,外包队伍必须服从运维单位安全监察人员的监督管理。外包队伍要加强自身人员的安全培训教育,认真开展作业风险辨识和风险评估,清楚现场危险点及预控措施,杜绝违章指挥及违章作业。

  6、结束语

  输变电设备状态监测系统的运维检修工作是智能设备检修管理研究和实践的热点,本文结合状态监测系统技术特点,针对检修运维工作中存在的问题和需求,给出了相关解决方案。通过方案的实施,将有效利用辽宁省公司内、外部检修和试验队伍资源,降低运维成本,迅速提高输变电设备及其状态监测系统可靠性和安全性。

  参考文献:
  [1]张皓阳,蔡志远,张军阳.变压器油中溶解气体含量在线监测技术综述[J].东北电力技术,2006,27(8):18-23.
  [2]韩月,耿宝宏,高强.智能变电站变电设备在线监测系统研究[J].东北电力技术,2011,32(1):25-30.
  [3]宋璇坤,李敬如,肖智宏.新一代智能变电站整体设计方案[J].电力建设,2012,55(11):30-34.


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