变电设备差异化运维策略的研究与应用

叶杰宏，芦 兴

(广东电网有限责任公司管理科学研究院，广州 510080)



变电设备差异化运维策略的研究与应用

叶杰宏，芦 兴

(广东电网有限责任公司管理科学研究院，广州 510080)

为解决运维人员数量与设备运维工作量之间的矛盾,提升设备精益化管理水平，分析了变电站传统设备运维策略存在的不足，提出了一种基于设备管控级别、关注设备健康和重要性的差异化运维策略，并分析研究了此差异化运维策略的制定原则、方法和执行。通过讨论此策略在广东电网公司的应用和效果，验证了差异化运维策略适合当前电网发展和变电站设备运行要求的，具有较高的可行性、较强的可操作性。

变电设备；差异化运维；运维策略；研究；应用

设备巡视维护是变电运行专业的核心任务之一，充分有效的巡视维护工作能够提高设备性能，对变电设备的安全稳定运行有重要的保障作用。近年来，随着经济的发展，电网也迅速发展，变电设备的数量也大幅增加，但由于人员定额没变，运维员工的数量没有相应的增长，导致出现运维工作量增加、巡视质量降低的现象，从而危及电网的安全稳定运行。显然，原有的运维策略已经不能适应目前设备大规模增长的现状。因此，需要引入并应用差异化的运维策略，提升变电设备的运维质量及效率。

1 差异化运维策略的提出

这里所说的“运维”，是指巡视和维护，指在设备不停电状态下由变电运行人员开展的设备巡视和维护工作[1]。在电力设备投入运行后，运维是及时发现并消除设备存在的问题，使其在可控状态下保持安全稳定运行的一种重要的方式。

长期以来，变电站内设备的运维管理一直采用按变电站的类别定期运维的策略，在南方电网系统内主要执行《110 kV及以上变电站运行管理标准》(Q/CSG 2 1002—2008)。其对日常巡视和维护的要求如下：

(1)有人值班变电站、集控中心、巡维中心必须制定“设备巡视工作规范”。明确设备巡视时间、巡视方式及巡视要求。

(2)有人值班变电站日常巡视每日1次，夜间巡视宜每周1次。

(3)无人值班变电站日常巡视每月1～2次，夜间巡视宜每月1次。

(4)电气设备测温宜结合设备巡视进行，每月至少1次[2]。

由此可见，上述运维策略是一种经验型、粗放式、简单周期化的策略，对同一类型变电站的所有设备都同等对待，执行同样的运维策略，其存在的不足是忽视了不同设备不同的运行工况，出现部分运行工况优良的设备过运维，部分运行工况差的设备欠运维的问题。特别在目前电网快速发展的情况下，运维人员数量与设备运维工作量之间的矛盾越来越大，导致部分运维人员为完成工作量而降低运维质量(如：未及时发现设备缺陷)的现象时有发生，这就极大地增加了因设备缺陷造成设备事故或者电网事故的风险。

因此，在目前南方电网系统内设备大规模增长的情况下，为有效解决运维人员数量与设备运维工作量之间的矛盾，有必要研究出一种基于设备运行工况的差异化运维策略并应用于实际，从而保证运维人员的运维工作到位，保障设备与电网的安全稳定运行。

2 差异化运维策略的介绍

差异化运维策略，是指基于设备管控级别确定的日常巡维、特别巡维(包括专业巡维、特殊巡视、停电维护和动态巡维)、工作周期、工作内容及工作要求。也就是对运行工况较差、重要度高的设备，适当加强运维力度，对运行工况较好、重要度低的设备，适当减少运维工作的投入，最终实现综合运维效益最大化的目的。而设备管控级别是依据设备健康度和重要度两个维度综合判定。

2.1 设备健康度的确定

设备的健康度，直接引用设备状态评价结果，分为“正常、注意、异常、严重”4个级别。而设备状态评价的结果有4个级别, 即正常状态、注意状态、异常状态及严重状态[3]。当各状态量稳定，且在标准限值内，设备可以正常运行的，视为正常状态；状态量朝接近标准限值方向发展，应加强设备运行监测的，视为注意状态；当重要状态量略超标准限值，应采取措施，适时停电检修的，视为异常状态；当重要状态量严重超标准限值，应尽快安排设备停电检修的，视为严重状态[4，5]。

设备健康度的“正常、注意、异常、严重”4个级别，分别对应设备状态评价的“正常状态、注意状态、异常状态、严重状态”4个级别。

2.2 设备重要度的确定

依据电力调度机构发布的年度运行方式，评估设备故障可能造成的事件后果，结合设备价值及对重要用户供电情况确定设备的重要度，将其分为“关键、重要、关注、一般”4个级别[6]。

(1)关键设备

符合以下条件之一者，为关键设备：1)在正常运行方式下，设备故障存在引发一般及以上电力安全事故可能的；2)输变电设备价值在1 000万及以上的；3)设备故障将直接引发特级重要用户供电中断的。

(2)重要设备

符合以下条件之一者，为重要设备：1)在正常运行方式下，设备故障存在引发一级电力安全事件可能的；2)输变电设备价值800～1 000万的；3)设备故障将直接引发一级重要用户供电中断的。

(3) 关注设备

符合以下条件之一者，为关注设备：1)在正常运行方式下，设备故障存在引发二、三级电力安全事件可能的；2)输变电设备价值500～800万的；3)设备故障将直接引发二级重要用户供电中断的。

(4) 一般设备

除上述设备外的设备。

2.3 设备管控级别的确定

设备管控级别是根据设备健康度和重要度评价结果，按照设备风险矩阵确定的，设备管控级别从高到低分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级(见图1)。

图1 设备风险矩阵

(1) Ⅰ级管控 状态评价属于异常、严重的关键设备，状态评价属于严重的重要设备，纳入Ⅰ级管控。由省公司层面督导，电科院(电力研究院)及所属供电单位负责，提高现行运维要求并制定设备管控措施落实卡，共同参与措施的执行，对各项措施进行闭环管理。

(2) Ⅱ级管控 状态评价属于正常、注意的关键设备，状态评价属于注意、异常的重要设备，状态评价属于异常、严重的关注设备及状态评价属于严重的一般设备，纳入Ⅱ级管控。由所属供电单位负责，提高现行运维要求并制定设备管控措施落实卡，负责措施的执行，对各项措施进行闭环管理。

(3) Ⅲ级管控 状态评价属于正常的重要设备，状态评价属于正常、注意的关注设备，状态评价属于注意、异常的一般设备，纳入Ⅲ级管控。由所属供电单位负责，依据现有运维要求完成措施的执行。

(4) Ⅳ级管控 状态评价属于正常的一般设备，纳入Ⅳ级管控。由所属供电单位负责，依据现有运维要求完成措施的执行。

3 差异化运维策略的应用

3.1 设备运维策略的编制原则

设备健康状况包括设备电压等级、设备类型、运行年限、缺陷及检修情况、运行工况、家族缺陷、反措执行情况、负荷水平、环境、气候等。通过研究，把相关巡视、反措及其它维护工作要求融入各种巡视、维护项目以及技术手段中，逐步形成专项运维策略库。巡维策略包含周期性巡视及维护、日常巡视、特殊巡视(包括专业巡维、特殊巡视、停电维护和动态巡维)、大修、技改等技术手段，以及在线监测和视频在线监控等辅助手段。

表2 变电站日常巡维策略表

3.2 运维策略的编制

根据文献[6]的要求，广东电网公司结合实际并开展研究，编制了变电站的差异化运维策略。变电站的运维策略包括季节性巡视策略、日常巡维策略和特别巡维策略(见表1～表3)。

经过统计分析，目前管控级别中的Ⅰ、Ⅱ级设备主要集中在500 kV、220 kV变电站，这些站均属于有人值守或是巡维中心所在地，对于巡视工作的开展影响较少，因此巡维的周期相对短。Ⅲ、Ⅳ级设备主要集中在110 kV及以下的变电站，大部分工作内容的巡维周期则视情况适当延长，并且不同级别的设备，相应的巡维标准和项目是不同的。对于特别巡维中的停电维护和动态巡维，由于不同类型的设备，其维护项目、触发条件均不同，因此需要针对不同电压等级、不同类型的设备编制专门的停电维护和动态巡维策略表，策略表按照“电压等级+设备类别+设备名称”的规则进行命名和归类。

表1 变电站季节性巡视策略表

表3 变电站特别巡维策略表

3.3 运维策略的执行

在绝大多数情况下，同一个变电站会存在多个管控级别的变电一次设备，而同一个变电站同一电压等级的变电一次设备是具有物理的电气连接的。因此，为将有效的人力资源投放到管控级别高的设备，提高运维质量和效力，广东电网公司制定了如下运维策略的执行原则：

(1)“三”联动 日常巡维、专业巡视(特殊巡视)工作与设备管控级别联动，停电维护工作应与设备停电计划联动，动态巡维工作应与电网运行方式、保供电任务、设备运行状态、外部因素(如气象、环境因素)联动。

(2)日常巡视按间隔 变电一次设备的日常巡视工作以间隔为基本单元，按间隔内最高管控级别设备的日常巡视工作周期，开展间隔内一次设备的日常巡视工作。

(3)专业巡视、监察性巡视及夜巡按站 变电一次设备的专业巡视、监察性巡视及夜巡工作以变电站为基本单元，按站内最高管控级别设备对应的工作周期，开展全站所有一次设备的巡视工作。

(4)停电维护按”制度” 变电一次设备的停电维护要根据停电维护策略、预试规程和相关设备检修维护手册，开展周期性预试和检修维护工作。

3.4 应用效果

广东电网公司制定的差异化运维策略，通过试点、推广、应用3个阶段，现已在全省19个地市供电局应用超过1年，并取得了明显的效果。

(1) 有效解决运维人员不足与变电设备增长过快的矛盾，提高人员巡视效能

差异化运维策略是围绕设备状态和电网风险进行分级，动态地开展差异化运维，改变了过去按单一的巡视周期进行巡维的传统模式，创新提出了关注点巡视的概念，将运维资源更多的投入在重要设备和不健康的设备上。据统计，在实行变电设备差异化运维策略后，广东电网公司平均每月运行人员巡视作业的承载率(巡视时间与值班时间的百分比)由31.78 %下降至10.97 %，巡视发现缺陷人时数环比由25.81人·h/次下降至8.89人·h/次，巡视发现缺陷数量占总缺陷百分比环比由43%提高至63%。这就有效解决了运维人员数量与设备运维工作量之间的矛盾，切实提高了运维人员的巡视效能。

(2) 建立操作性更强的运维模式

差异化运维策略，明确了“能缩能伸”的巡视周期，针对不同级别、不同情况制定了对设备运维要求的标准，能有效避免电网风险发布和其他保供电等种种因素所带来对正常设备运维工作造成的影响，使运维计划的编制和执行具有更强的可操作性。

(3) 提升设备精益化管理水平

差异化运维策略的应用，发挥了有限的运维资源的效能，管住了风险高的设备，稳住了风险低的设备，提高了设备健康水平和使用效率，保障设备的安全运行，实现风险、效能和成本的综合最优，提升设备精益化管理水平。

4 结语

事实证明，越来越多的设备、越来越紧张的人力和成本将无法继续沿用过去传统的巡维模式来进行管理。纯粹加大正常巡视和特殊巡视的密度，对于缺陷的发现并无太大的帮助，反而会在一定程度上降低巡视的质量和针对性。本文主要针对变电设备差异化运维策略进行了详细的分析研究和探讨，通过应用得知，变电设备差异化运维策略是以设备为中心，关注设备的风险，巡视周期可动态调整、维护标准实现差异化，具有较高的可行性、较强的可操作性。差异化运维策略的应用，有效解决运维人员数量与设备运维工作量之间的矛盾，实现风险、效能和成本的综合最优，提升设备精益化管理水平。

[1]易 慧，詹钟涛，郑奕辉.变电站设备差异性运维策略的应用及评价[J]. 定力安全技术，2014,16(11)：38-41.

[2]中国南方电网有限责任公司.110 kV及以上变电站运行管理标准[M]. 广州:中国南方电网有限责任公司,2008.

[3]中国南方电网有限责任公司.110 kV～500 kV SF6断路器状态评价导则[R]. 广州: 中国南方电网有限责任公司, 2010.

[4]广东电网公司.广东电网公司设备状态评价与风险评估导则[R].广州: 广东电网公司, 2010.

[5]喇 元，王红斌，陈忠东. 基于状态评价及风险评估的输变电设备状态检修策略的研究[J].广东电力，2010，23(10)：36-40.

LA Yuan, WANG Hong-bin, CHEN Zhong-dong Research on condition-based maintenance strategy of transmission and transformation equipments based on condition evaluation and risk assessment[J]. Guangdong Electric Power, 2010,23(10):36-40.

[6]中国南方电网有限责任公司,南方电网公司设备运维策略及管控机制建设指导意见(试行)[M].广州:中国南方电网有限责任公司,2013.

(本文编辑：严 加)

Research and Application of Differential Operational Strategy for Substation Equipment

YE Jie-hong, LU Xing

(Management Science Research Institute, Guangdong Power Grid Co., Ltd., Guangzhou 510080, China)

To solve the contradiction between the operation staff number and the equipment operation workload, and improve the lean management of equipment, this paper analyzes the defects of traditional equipment operation strategy in substation, and puts forward a differential operation strategy on the basis of the equipment control level and with a focus on the equipment health and importance. Then the formulation principle, method and implementation of the differential operational strategy is discussed. The application in Guangdong Power Grid Corporation verifies that the differential operation strategy, high in feasibility and operability, is suitable for the current power grid development and the requirements of the substation equipment operation.

substation equipment; differential operation; operational strategy; research; application

10.11973/dlyny201506007

叶杰宏(1979)，男，硕士，工程师，从事电力系统生产技术管理、安全风险管理与研究。

TM63

B

2095-1256(2015)06-0775-04

2015-10-22