南水北调中线京石段工程闸站机电设备检修策略

刘 纲，陈晓楠

(南水北调中线干线工程建设管理局，北京100038)

设备检修是生产管理工作的重要组成部分，对保证工程安全、可靠运行具有重要意义.为实现工程管理的高起点、高标准，保证南水北调中线京石段应急供水工程向北京应急供水任务顺利完成，需要在充分考虑安全、效益等因素的条件下，研究确定提高设备运行可靠性和检修针对性的检修管理方式，提高工程科学管理水平和整体经济效益［1］.

1 检修策略及方式

检修策略就是为达到检修目标而采取的对策和方法.目前国内外水利、电力系统选择检修方式的策略大体上有4种:故障检修、定期检修、状态检修和改进性检修.其中，故障检修是指当设备在发生故障或功能失效时才组织进行的检修，由于是一种事后检修，因此一般只在故障后果不严重或有冗余备份设备的检修时采用;定期检修是国内长期以来采用最广泛的一种检修策略，也称作计划检修，是按照设备的检修间隔期，编制检修计划，定期修理的一种预防性检修;状态检修是根据状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，通过对设备历史状况、当前状况或同类设备运行状况进行比较分析，发现变化趋势或异常征兆，来确定最佳检修时机的一种检修策略［2］;改进性检修是指针对长期以来设备难以消除的缺陷或隐患，按照当前技术水平发展情况进行改造，使设备恢复设计功能和精度的一种检修.

另外，对设备进行检查、测试、调整及简单修理等的日常维护虽然不能作为一种检修方式，但日常维护是设备检查、监测工作中必不可少的一种手段，对科学合理确定检修策略是非常重要的，因此日常维护项目应在制订检修策略时进行考虑.

2 检修模式优缺点分析

2.1 定期检修

长期以来，各水利、电力生产单位设备检修普遍按照“定期检修、到期必修”的要求采用定期检修模式.其优点是可以将故障消灭在萌芽状态，检修工作有计划，但随着设备质量及其自动化水平的提高，定期检修的弊端不断显露.

1)存在盲目性.定期检修不依据设备实际状态，而是根据时间进行检修，虽然可以提前发现和消除设备的部分隐患，但对运行情况良好的设备也不论好坏进行修理，由于受检修人员业务水平及修理工艺的影响，频繁拆卸可能破坏原有的良好状态，导致检修后却出现故障的现象，如出现磨损、发热、跑冒滴漏现象等.另外，也会造成已出现损伤或将出现故障的设备，由于未到检修期得不到及时修理即欠修的情况.

2)增加生产运营成本.由于定期检修的盲目性，不可避免地造成大量人力资源浪费，设备检修费用大大增加，生产运营成本增加.

3)确定的检修周期不符合设备故障规律.大量设备运行资料表明，在设备寿命期内，设备故障的出现时间不是周期性的，故障率曲线呈浴盆状，在设备的整个寿命期内实行同一检修周期标准不科学，不符合设备的客观实际情况.

4)检修周期的制订不能适应现代设备制造工艺的发展.随着新技术、新工艺在设备制造业中的广泛应用，设备质量和性能已经大大提高，有的设备在设计使用年限内已达到免维护水平.另外，设备种类、结构形式和质量差别较大，按照类别统一制订检修周期显然不合理.

2.2 状态检修

根据当前国内状态检修的开展情况，状态检修可概括地分为点检定修和状态检修.

点检定修就是按照有关规程标准，定期定点地利用简单的仪器或人的感官对设备进行检修检查，当发现设备的故障征兆或隐患时，及时进行检修以防止故障发生的管理模式，是状态检修的一种初级形式.由于点检定修明确了具体检查项目、标准、手段和方法，从而可以有效诊断设备的实际运行状态，为检修计划的调整提供指导，有效降低了定期检修的盲目性.因此，点检定修是一种在定期检修基础上，更加重视设备状态的检修模式.

状态检修是使用先进的离线、在线监测技术，采集有关的设备运行数据、频谱、图像，利用计算机网络等自动化手段，通过汇总、分析、比较，发现设备状态变化趋势，提出设备检修建议，再综合分析故障损失、检修费用以及对工程运行效率的影响等来确定最佳的检修时间.

由于状态检修是依据设备的实际状态确定检修时机，能够有效克服定期检修造成的设备过修或欠修问题，可降低检修成本.因此随着监测技术的发展，状态检修的优势越来越明显，是检修发展的主要方向［3］.20世纪80年代末点检定修制在国内冶金系统进行了试点，1994年国内电力系统也进行了试点并逐步推广，取得了较好的效果.但是，状态检修受当前状态、监测手段、监测成本等因素的限制，也存在一定的局限性［4］.首先，部分故障的发展速度非常快，当监测到设备异常征兆时，也没有时间采取措施避免故障发生提前进行检修;其次，状态监测手段并不能监测所有的设备故障，或技术上可实现监测目的，但投入成本大大增加，此类情况不适宜推广状态检修.

3 京石段机电设备检修策略的制订

从各生产单位检修模式的实际应用情况来看，各种检修方式是可以结合的，并不互相排斥，不能简单地用某一种方式来完全取代其他方式，最适合现场实际情况的检修策略才是最佳的检修策略.

3.1 京石段工程检修工作的主要特点

1)设备种类相对较单一，但闸站分布线路长，设备分散.

南水北调中线京石段应急供水工程全长约308 km，机电设备主要有电气一次设备(供电线路、高压电缆、干式变压器、高压真空断路器、高压负荷开关、低压配电装置、柴油发电机组等);电气二次设备(线路光纤差动保护、高频开关直流电源等);机械金结设备(弧形闸门及液压启闭机系统、平板闸门及卷扬启闭机系统、电动蝶阀、电动葫芦等).这些设备主要设置在沿线15座节制闸、8座控制闸、13座退水闸、20座分水口内，闸站间距离几公里到几十公里不等.

2)供水连续性要求高，工程调蓄能力有限，难以集中检修.

京石段工程承担着向北京市应急供水的任务，近年来北京地区降水偏少，2008—2011年中线京石段工程已累计向北京市应急调水约8.85亿m3.工程主要为明渠输水，采取无压自流形式，由于干渠上没有调蓄水库，因此输水过程中可调节能力较差，通水运行期间不适宜进行设备集中停机检修.

3)工程运行时间短，设备未满负荷运行，检修经验少.

京石段工程2次向北京应急供水期间都在20 m3/s以下的流量范围内运行，机电设备未经历设计流量和加大流量工况下的运行考验，且运行时间2次累计共687 d没有开展过集中的设备检修，检修经验积累不足.

3.2 适宜当前京石段工程的机电设备检修策略

考虑到当前工程的实际情况，京石段工程机电设备宜采取定期检修为主、点检定修为辅，结合故障检修的检修策略，具体应遵循以下原则.

1)对于重要的主设备，如节制闸和退水闸的弧形工作闸门及液压启闭机系统、平板闸门及卷扬机系统等，由于运行初期经验不足，建议在初期采用定期检修的方式，根据其他水利工程类似设备检修周期确定检修计划，随着运行经验的积累和对设备运行特征、故障机理的不断深入了解，逐步调整检修计划，优化设备检修周期.

2)对于电气一次设备，如断路器、负荷开关、干式变压器、输电线路、电缆、低压配电装置等，由于目前此类设备制造技术较为成熟，运行可靠性较高，且在电力企业已逐步实施多年状态检修工作.因此在运行初期可以借鉴相关电力企业的经验，在主设备生产厂家的质量承诺期内开展以点检定修为主、结合定期检修的检修模式，逐步实现状态检修［5］.

3)对于电气二次设备，如微机保护装置、直流电源系统，此类设备是否运行正常，直接影响工程安全.鉴于当前监测技术手段、监测成本等的限制，应按照相关行业技术规程的要求，实行定期检修.

4)对于无故障时间规律，监测成本高，且故障后不会直接影响工程运行和安全生产的设备，如部分照明回路设备、不重要供电回路低压设备等，为节约成本，建议采用故障检修的方式，待故障率达到一定程度后再集中统一检修.

基于上述原则，在实际工作过程中，制订设备检修策略时，应遵循的工作流程如图1所示.

图1 工作流程

4 结语

随着运行经验的积累、新技术的出现和监测手段的不断提高，设备检修策略也在不断变化，在综合考虑安全性和经济性的基础上，最适合当前生产实际的策略就是最佳的检修策略.另外，也应认识到状态检修是机电设备检修方式的发展方向，应明确工作思路，从思想、制度、技术、人员上为全面实施状态检修做好准备［6］.

［1］廖静焘.如何选择水电站设备检修策略［J］.水电站机电技术，2009，32(5):5 －7.

［2］黄雅罗，黄树红.发电设备状态检修［M］.北京:中国电力出版社，2000.

［3］彭金勇.电厂辅机实施状态检修的初探［J］.发电设备，2003(5):46－49.

［4］彭金勇.状态检修在电厂辅机上的应用［J］.安徽电力，2003(4):64－66.

［5］朱钰，陈瑞国，郝建成.浅谈电力设备状态检修［J］.东北电力技术，2010(3):48－49.

［6］唐剑东，夏利霞.电力设备状态检修［J］.电气时代，2007(6):78－82.