基于风险评估的输变电设备差异化运维策略应用研究

吴卓文

摘 要：随着国民经济与电网的发展，设备维护力量的发展渐渐跟不上电网规模发展。针对这一突出矛盾，国内电力企业开始致力研究基于风险评估的输变电设备运维策略。充分利用现有标准规范与信息化平台，利用设备状态评价、风险评估的结果，驱动差异化运维策略实施，提高设备运行的可靠性，降低电网企业的运维成本。文章尝试研究搭建一个全面的、系统的、易于操作与扩展的输变电设备差异化运维体系，将设备监测、状态评价、风险评估、评级管控、运维策略生成等一系列模块融入其中。

关键词：差异化运维；设备风险评估；状态评价；应用研究

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0098-02

1 前 言

1.1 课题研究背景与意义

随着电网发展与完善，输变电设备的数量越来越庞大，变电运行人员的运维工作负担日益加剧。如何在保证供电可靠性的同时降低运维成本，成为企业的追求目标。

传统的定期运维方法存在两个缺点：一方面对存在隐患的设备运维次数不足，另一方面对健康设备过度运维。因此定期运维已不能完全满足电网安全稳定运行的要求。为了缓解设备激增与人力资源短缺的矛盾，输变电设备差异化运维的研究就显得十分必要。

1.2 差异化运维开展现状

基于风险评估的输变电设备运维策略是充分利用现有技术手段与信息化平台，通过状态评价、风险评估的结果，驱动以预防性、预测性为主的差异化运维策略实施，同时通过优化与整合生产计划，最大程度的发挥设备性能，提高设备运行的可靠性，降低运维成本。

但碍于技术原因，暂时差异化运维只停留在人工评估分级，未形成完整的系统，受主观因素影响很大。因此将差异化运维信息化、模块化、系统化的需求日渐强烈。

2 设备风险评估及策略制定

差异化运维的“差异化”取决于设备的运行风险，设备风险值计算主要由两方面构成：设备重要性及设备故障概率。

2.1 设备状态评价

设备故障概率主要取决于设备的运行状态，即设备状态评价。所谓设备状态评价，指基于运行巡视、维护、检修、预防性试验和带电测试（在线监测）等结果，对反映设备健康状态的各状态量指标进行分析评价，从而确定设备状态等级。

组成状态评价要素的状态量能表征设备运行的各个状态，包括原始资料（出厂报告等）、运行资料（监测数据，缺陷报告等）、检修试验报告等。状态量的权重及劣化程度均分为4个等级，状态量劣化后的应扣分值由状态量劣化程度和状态量权重共同决定。

设备的状态评价分为部件评价和整体评价两部分。

①当部件的状态量发生变化时，应进行分析诊断，确定扣分部件及扣分值。各状态量的扣分值及该部件的总扣分值就决定了部件的运行状态。

②整体评价应综合其部件的评价结果，取以下2种算法的最大值：其一，将各部件中的最高状态定级赋予给整体的状态定级；其二，除正常状态以外，如果存在3个以上同级别的最高状态，则将整体状态向上提一级。

根据设备状态评价结果，便可推算出设备平均故障率，见表1。

2.2 设备评级及管控策略

设备重要性根据设备在电网中的价值及设备本身价值两点进行综合评估。根据前文所论述，可得设备评级的最基本公式是：

设备风险值（R）=设备平均故障率（P）×设备重要性（C）

C=电网损失后果C1+设备损失后果C2×设备价值L

我们按R值大小划分风险等级。由此生成各电压等级变压器不同状态、不同风险下的设备风险，映射出设备管控级别。设备管控级别从高到低分为“Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级”，见表2。

2.3 差异化运维策略

根据设备管控等级，生成差异化运维策略。策略制定后，将所有对设备的运维要求综合在一个风险-策略数据表内反映，并根据要求编制运维计划，按照运维计划开展运维工作。

差异化运维策略分为基准运维策略和动态运维策略。

①年度基准运维策略根据年度设备状态评价结果及年度电网运行方式中基准风险来共同制定。

②当发生设备缺陷、电网方式改变等变化时，启动动态运维策略，并一直持续到变化结束为止。

3 差异化运维策略系统的设计

设计系统的主要目的主要有三点，一是能应用系统将设备资产台账自动导入；二是应用系统将设备算法导入到系统中，使得设备风险值及管控策略可以实时变化；三是将差异化运维策略固化成表单，让运维班组刚性执行。

3.1 系统框架

系统主要由信息输入系统、核心算法系统和策略输出系统构成，如图1所示。

3.2 系统功能介绍

根据设备运维策略及管控机制的要求，“运维管控模块具有年度评价、动态评价、运维策略、信息上报四项功能。系统通过自动同步生产系统缺陷和试验信息，自动对设备进行状态评价，并根据评价结果自动更新设备的健康度和管控级别。

支持开展年度状态评价和设备定级，运维人员可根据年度电网风险和设备健康状态，修正设备的重要度和健康度，形成设备的年度管控级别；支持设备管控级别动态调整，并通过账号为不同层级用户设置了不同的职责和权限，可以通过系统实现设备级别变更的调整和审核。

支持生成设备运维策略卡，通过选取作业间隔和作业项目，系统动态生成作业记录，并对应生成I、II级设备运维策略卡。

通过系统的搭建，我们将状态评价、风险结果规范、固化，并利用核心算法得出应用策略，运行人员输入评审内容即可生成运维表单，达到了系统设计的目的。

4 差异化运维策略系统应用与验证

实施差异化运维后最明显的优化在于变电巡视总次数得到明显减少，释放大量人力资源；而风险较高的设备得到更多的运维，降低故障的可能发生概率。

4.1 变电巡视次数对比

取2014年7月-2015年6月的数据与上一个年周期的数据对比。总的运维次数同比减少32.7%，实现为班组减负的目的。变电巡视工作量对比，如图2所示，四级风险设备运维次数减少48.6%；三级风险设备运维次数增加57.4%；二级设备运维增加113.9%，很好地达到差异化的效果。

4.2 设备发现缺陷及消缺数量对比

系统应用后，共发现缺陷508项，同比增加17.6%；消缺486项，同比增加43.8%。明显提高运维效果，其中四级风险发现缺陷下降2.5%，消缺率86%；三级风险设备发现缺陷增幅47.4%，消缺率98%；二级风险设备发现缺陷增幅83.9%，全部得到消缺。设备发现缺陷对比，如图3所示，从数据可以发现，四级风险设备并没有因为运维次数减少而降低缺陷的发现率，而三级、二级设备确实因为运维力量增加而让更多的隐患得到发现，极大地保证了供电可靠性，效果显著。

5 结 语

本文以主变压器为例，介绍了设备状态评价与风险评级管控的主要模型、参数与算法，并形成差异化运维策略，经在差异化运维策略系统中应用验证，确实能减少运维人员工作量，降低停电时间，提升设备的运维效果。

接下来的工作重点包括：①进一步提高软件处理数据能力；②将研究领域扩展至状态检修以及基于设备风险的技改策略之中。

参考文献：

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