1 引言

傳統(tǒng)的電廠設備檢修，都是按照《SD370-87 電廠設備檢修規(guī)程》規(guī)定進行的。規(guī)程規(guī)定主機、主設備和輔助設備檢修周期各為多少 年，并由發(fā)電部門統(tǒng)一制訂檢修滾動計劃，將機組的檢修性質(zhì)定義為大修、中修、小修和擴大性檢修等，各設備的檢修被安排進不同的 檢修時段。在這種情況下，即使有些機組檢修計劃安排的非常周密，也是針對某些特殊項目，其他常規(guī)項目仍然是按照滾動計劃檢修。 不管設備該不該修，一到檢修周期所有設備統(tǒng)統(tǒng)檢修一遍。這樣做的直接后果是：

①設備到期就修，造成人力、物力、財力的浪費;

②給檢修計劃的安排造成困難;

③造成部分設備檢修質(zhì)量失控;

④個別不需要檢修的設備由于經(jīng)常檢修造成損壞。

設備狀態(tài)檢修是指根據(jù)先進的狀態(tài)檢測和診斷技術提供的設備狀態(tài)信息，來判斷設備的異常和預知設備的故障，并在故障發(fā)生前進 行檢修的方式。即通過應用現(xiàn)代檢修管理技術，用先進的設備狀態(tài)檢測手段和分析診斷技術，實時了解設備的健康狀況和運行工況，及 時給出設備的壽命評估，然后根據(jù)設備的健康狀態(tài)，合理安排檢修項目和檢修時機，最大化地降低檢修成本乃至發(fā)電成本，提高設備的 可用性。

狀態(tài)檢修技術包含以可靠性為中心的檢修技術和預測檢修技術。這項技術最初應用于航空、航天系統(tǒng)，后應用于核電站，現(xiàn)已成功 地應用于發(fā)電廠設備的檢修。電力系統(tǒng)的可靠性在很大程度上取決于電力設施的可靠性，隨著電網(wǎng)容量的增大和用戶對供電可靠性要求 的提高，檢修管理的重要性日益顯現(xiàn)。檢修費用占電力成本的比例也不斷提高，檢修費用同燃料費用一樣占有重要比例。如何采取合理 的檢修策略和制訂正確的檢修計劃，保證在不降低可靠性的前提下節(jié)省檢修費用，便成為電力部門面臨的重要課題。過去常用的計劃檢 修和以它為基礎根據(jù)經(jīng)驗決定延長或縮短檢修周期的做法已不能滿足需要，必須采用新技術。

2 設備狀態(tài)檢修

以可靠性為中心的檢修和預測性檢修是互相緊密聯(lián)系而又不同的兩個技術領域。前者是在評估元件可能故障對整個系統(tǒng)可靠性影響 的基礎上決定檢修計劃的一種策略，后者是根據(jù)對潛伏故障進行在線或離線測量的結(jié)果和其他信息來安排檢修的技術。其關鍵是依靠先 進的故障診斷技術對潛伏故障進行分類和嚴重性分析,以決定設備(部件)是否需要立即退出運行和制訂應對措施。因此，電力設備狀態(tài) 檢修技術涉及復雜的可靠性評價、傳感技術、信息采集處理技術、干擾抑制技術、模式識別技術、故障嚴重性分析、壽命估計等領域。

實施狀態(tài)檢修的前提是：

①健全的設備管理體制;

②完善的檢修質(zhì)量管理體系;

③靈活的設備運行方式;

④齊全的設備管理臺帳;

⑤高素質(zhì)的檢修隊伍、運行隊伍和設備管理人員;

⑥具備狀態(tài)檢修的設備記錄和檢測手段;

⑦先進的測試、分析設備。

電廠的大部分設備要求實行狀態(tài)檢修，常用的檢測技術有振動檢測、油液分析、紅外線熱成像、超聲波檢漏、電機狀態(tài)檢測等。這 里僅就電氣設備作說明。

狀態(tài)檢修涉及的電氣設備，主要是針對需要經(jīng)過時效考驗并隨著負載變化而出現(xiàn)的工況和壽命發(fā)生變化的電氣一次設備，包括發(fā)電機、斷路器、高低壓電動機、大型變壓器、中小型變壓器、高壓開關、隔離閘刀、CT(電流互感器) 、CVT(電容式電壓互感器) 、PT(電壓互感器) 、避雷器、母線及連接、中壓開關、配電變壓器、高壓套管、電力電纜、變頻器、整流組件、絕緣子、電力電容器等。這里介 紹一些新技術，不包括具體的設備選型，僅供設備訂購或管理時參考。

3 新技術的應用

(1)紅外線點溫計：可手持操作，方便靈活，直觀迅速，幾乎適用于所有電氣設備的表面測溫和故障發(fā)熱檢測。 (2)紅外線熱像儀：既可以在線檢測電氣設備正常的運行狀況，也可以在檢修中進行熱像分析。它適用于發(fā)電機、斷路器、高低壓 電動機、大型變壓器、中小型變壓器、高壓開關、隔離閘刀、CT、CVT、PT、避雷器、母線及連接、中壓開關、配電變壓器、高壓套管、 電力電纜、變頻器、整流組件、絕緣子、電力電容器等設備的檢測[3]。在停機檢修中還可以輔助進行發(fā)電機定子鐵損試驗和發(fā)電機轉(zhuǎn)子 護環(huán)的拆裝工作等[4]。

(3)超聲波流量探測儀：適用于在線測量發(fā)電機定子進(出)水總管的流量、停機檢修中發(fā)電機定子線棒的流量、高壓電動機的冷 卻水流量和斷路器附屬系統(tǒng)的冷卻水流量以及大型變壓器循環(huán)油系統(tǒng)的流量等。

(4)振動分析系統(tǒng)：適用于大型發(fā)電機和電動機的振動檢測和分析，包括定子繞組端部振型分析、轉(zhuǎn)子軸系振動分析、轉(zhuǎn)子軸振動 監(jiān)視器。通過觀察軸承振動的軌跡、平均值的幅值和性質(zhì)來判斷其振動的問題等。

(5)發(fā)電機在線綜合分析專家系統(tǒng)：可以綜合發(fā)電機的各種工況參數(shù)，例如對溫度、電壓、電流、振動、勵磁、絕緣、壽命等進行 分析，并對照專家系統(tǒng)給出結(jié)論和處理意見。

(6)發(fā)電機在線檢測裝置：包括發(fā)電機工況監(jiān)測儀、發(fā)電機槽局部放電監(jiān)測儀、無線電頻率監(jiān)測儀、電刷工況監(jiān)測儀、轉(zhuǎn)子繞組匝 間短路監(jiān)測儀、氫氣露點監(jiān)測儀、氫氣漏入水中監(jiān)測儀、氫氣漏出發(fā)電機外監(jiān)測儀等[5]。

(7)故障錄波器：適用于電氣設備故障情況下的參數(shù)記錄，也可以用于特定時段電氣設備的狀態(tài)分析。

(8)發(fā)電機定子繞組在線振動分析系統(tǒng)：用于實時記錄、分析定子繞組的振動情況。該技術要求在定子繞組端部加裝振動傳感器。 目前 ALSTOM 公司已在沙角 C 發(fā)電廠 670MW 機組和大亞灣核電站 900MW 機組上安裝使用[6]。

(9)發(fā)電機不抽轉(zhuǎn)子故障診斷技術：其主要結(jié)構是一個可以沿著發(fā)電機氣隙爬動的機械裝置(小車) ，小車上有光學探頭和振動裝置 (振動頻率為 20HZ) 。不抽轉(zhuǎn)子就可以對發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子進行故障診斷。還可以進行以下幾個方面的分析：運行特性分析(輔助設備、 勵磁系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)分析，汽輪機發(fā)電機組軸系的軸電壓、軸電流分析，轉(zhuǎn)子繞組絕緣分析) ;內(nèi)部檢查(整個發(fā)電機本體及輔助設備的 檢查，轉(zhuǎn)子繞組的絕緣檢查，勵磁裝置、繼電保護裝置、同期裝置的檢查) ;水冷機組的流量分析(定子繞組水流量分析，定子冷卻水系 統(tǒng)工況鑒定) ;定子腔體試驗(定子槽鍥狀況測定，定子鐵芯層間絕緣質(zhì)量試驗，發(fā)電機軸承絕緣檢查) ;繞組絕緣試驗(直流泄漏試驗， 交流耐壓試驗，局部放電試驗) ;保護、控制和同期試驗(發(fā)電機保護試驗，勵磁裝置試驗，同期裝置試驗，發(fā)電機輔助裝置、控制設備 檢查) ;振動分析(發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子、汽輪機缸體、發(fā)電機基礎振動分析等) 。該技術已在石洞口第二發(fā)電廠使用。

(10)在線熱態(tài)絕緣監(jiān)測系統(tǒng)：可以在線測量發(fā)電機、電動機和變壓器的熱態(tài)主絕緣和軸承絕緣狀況等。

(11)運行小時計數(shù)器：安裝在開關上的運行小時計數(shù)器，它用來顯示轉(zhuǎn)動設備的實際運行小時數(shù)。根據(jù)運行小時數(shù)來安排開關、電 機和轉(zhuǎn)動設備的檢修。

(12)電能質(zhì)量管理器：它安裝在開關或設備附近，可直接在開關或就地控制盤上顯示設備的電能質(zhì)量，包括電壓、電流、有功功率、 無功功率、功率因數(shù)、頻率、用電量及原始參數(shù)，并可實現(xiàn)對設備的操作和事故追憶打印輸出。還可利用通訊接口實現(xiàn)遠方數(shù)據(jù)的傳輸 和將參數(shù)進入 DCS 畫面。這一裝置適用于高、中、低壓開關控制系統(tǒng)。

(13)新型電機和節(jié)能電機：它可使運行成本大大降低，設備可靠性大大提高。例如采用 Y2 系列等新型電機，可使設備效率大大提 高;采用高防護等級電機，可提高設備的適用環(huán)境能力和可靠性;又如在粉塵大的地方，應推廣使用封閉式電機，該電機風路分內(nèi)、外 兩個部分，互相隔絕，通過冷卻器交換熱量。

(14)紅外線--色譜綜合分析法：利用紅外線檢測發(fā)現(xiàn)充油電氣設備可能的故障部位，配合色譜分析進行定性判斷。它適用于油浸式 電力變壓器、高壓油斷路器、CT、CVT、高壓套管、電力電容器的故障檢測。

(15)Hydran 201R 氣體監(jiān)視器：可以在線檢測變壓器油中氣體的含量，能及時有效地發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)的早期故障。該技術是對 離線色譜分析的重要補充。它適用于油浸式電力變壓器的在線檢測。該監(jiān)視器已在珠海發(fā)電廠和河南新鄉(xiāng)供電局投運[8]。

(16)油樣在線分析儀：適用于油浸式電力變壓器、高壓油斷路器、CT、CVT、高壓套管、電力電容器的故障在線檢測[9]。

(17)在線SF6 密度測試儀：適用于 SF6 斷路器的氣體密度監(jiān)測。

(18)在線SF6 微水測試儀：適用于 SF6 斷路器的氣體中微水含量監(jiān)測。

(19)避雷器在線泄漏電流指示儀：適用于避雷器的在線泄漏電流指示和監(jiān)測。