基于风险的输变电设备状态检修实用化技术探讨

王国臣 白鹏 邵建国

摘 要：在电力系统，输变电设备安装位置、发生的不同故障都会使后果产生差异，所以应该在各种风险指标的基础上，设计一套比较合理的状态检修技术。因为风险指标具有安全性以及经济性的特点，所以，把不同的风险指标引入输电设备实际状态检修工作过程中，能够有效衡量设备实际运行状态和产生的故障可能引发的后果。本文主要对在风险条件下，输变电设备实际状态检修中采用的实用化技术进行分析探讨，提出笔者的思考，仅供参考。

关键词：风险；输变电设备；状态检修；技术

1 采用的技术原理

设备缺陷是变压器设备出现风险时产生设备缺陷的关键原因，设备自身缺陷在外界条件作用下很容易引发设备故障，最后出现一系列风险，主要有社会损失风险、输变电设备损失风险、系统损失风险和环境风险，以上风险具体表现形式存在差异性，在一定时间里不能对其进行量化。可在它们的风险均比较独立的时候，因为设备某种缺陷会使得设备在一定时间里需要面临的总风险造成设备在某一时间产生的总风险 R（t）为：

（R）×（t）=

式中，表示设备缺陷引发设备故障的概率；表示设备故障后果；表示4种风险在一定权重关系下的具体系数；表示设备故障引发4种风险的概率。

2 构建基于风险的输变电设备具体状态检修体系

2.1 软件模块

应用基于风险状态检修具体实用化技术的一个必备条件就是软件模块，所以，电网企业应该构建一个相应的具体辅助决策系统，有效结合电网目前的维修管理体系、状态评价以及风险管理，通过相关风险指标对维修人员设备状态检修工作进行指导。这一辅助决策系统的组成部分主要有：系统功能设计、核心算法以及系统运行设计。

2.2 信息模块

该模块的关键作用就是给评估体系提供具体数据，设备状态检修以及风险评估和数据系统的关系非常密切，如，生产MIS系统、设备监测中心以及技术监督等系统，利用辅助决策系统连接上述数据系统，能够得到设备状态评价以及风险评价具体数据。生产MIS系统能够提供缺陷、台账和检修等数据，技术监督系统能够提供家族性缺陷数据和实验数据，在线监测系统可以提供在线监测数据，SCADA 数据系统可以提供网络拓扑、设备运行状态和系统负荷断面数据。

2.3 状态评价模块

该模块主要用于评价输变电设备实际缺陷状态。这一方法首先定义设备缺陷指数，再反演计算以前设备缺陷指数以及故障数据，获得设备故障概率以及缺陷指数间的数学关系，缺陷指数 d 的具体计算公式是：

式中，表示设备状态指数；M 表示设备总扣分值；表示这种设备相同等级扣分极限值。设备正常时为 0，状态取值是 1，设备异常时取值是 2，设备异常很严重时的取值是 3。应该按照南网状态评价导则统计得到。

2.4 风险评估模块

①自身损失风险

状态检修时，设备自身的具体损失风险的计算公式为：

表示设备自身的具体损失风险；表示设备故障出现概率； 表示设备故障所需维修资金。

②人身以及环境风险

按照中国人身伤亡具体标准，输变电设备具有的人身以及环境风险的相关计算公式为：

式中， 表示设备人身风险；表示设备环境风险； 表示故障发生率；表示故障导致的人身损失；表示故障导致的环境损失。设备故障人身以及环境风险等级直接决定了具体损失情况。

③系统风险

潮流越限非常严重：变压器具体负载比例表示输变电设备输送功率以及功率限额的比例，所以，应该全面考虑系统运行具体稳定裕度以及继电保护设备阈值。电压越限非常严重：为各个节点实际电压以及额定电压之比，应该按照本区域电压质量具体标准来考虑电压偏移以及电压保护对相关动作值提出的要求。

④社会损失风险

该风险为设备故障给电网客户造成的损失，故社会损失的具体计算公式为：

式中，表示故障引发的社会损失；表示故障发生率；表示本地目前产电比；表示设备负荷丢失量；T 表示故障运检修所花时间。

2.5 辅助决策模块

对于辅助检修决策，其内容主要有：维修设备以及设备检修顺序。对设备检修顺序进行安排时，应该结合下列四方面：设备故障率（）、风险（）、检修纯收益（）、维修纯收益率（）。

在相关决策人员应该同时按照上述两种或者是两种以上具体准则考虑的时候，就会由原来的单目标决策变成一种多目标决策，具体计算公式是：

表示经过归一化的复合目标；N 表示排序准则类别；表示变压器第 i 种排序准则具体指标值； 表示需维修变压器第 i 种排序准则的极限数值；表示相关决策者对第 i 种排序准则的具体主观权重系数。

3 该状态检修实用化技术应用价值

以风险状态检修就基础的辅助决策系统完善了技术监督系统、生产 MIS 和在线监测中心系统等的实际工作状态，让设备在线监测、家族性缺陷以及试验和巡检具体状态量变得信息化以及数据化，利用状态检修以及风险评估具体辅助决策系统连接不同信息系统中的数据接口，可以让设备状态量达到自动评价目标，而建立风险评估模块则可以让SCADA/EMS 系统具有实时数据传输能力，能够通过模块算法算出输变电设备实际损失、社会损失、人身以及环境损失和系统损失等風险，同时能够将其通过货币形式有效表现出来。除此之外，这一系统提出的不同先进技术以及措施能够显著减小输变电设备所承受的安全总风险，从而提升设备运行所具有的安全性以及稳定性。

4 结束语

对于现阶段电网企业设备状态检修工作中存在的主要问题，企业必须建立一套比较全面的基于风险的相应设备状态检修具体体系，同时综合运用该状态检修技术，把状态检修技术从原来的单一理论变成操作性非常强的技术体系，以此提升电网企业状态检修水平以及质量。

参考文献

[1]潘乐真，鲁国起，张焰，等.基于风险综合评判的设备状态检修决策优化[J].电力系统自动化，2010，34（11）：28-32，66.