下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
随着我国经济的持续快速健康发展和人民生活质量的不断提高，电力需求也快速增长，用户对供电可靠性的要求也越来越高。因此，电力设备在经过一定时间的运行以后，必须进行检修，使设备恢复到健康状态（温丽娜，2021）。河北省电力公司2013年发布的《输变电设备状态检修导则》的总则提出：设备状态评价每年至少一次，对评价结果为注意、异常、重大异常或运行中出现异常的设备应及时进行跟踪评价。根据严重程度，故障可分为三类：重故障、一般故障以及正常状态。据故障严重程度和检修的工作性质，可将检修方式分为A、B、C、D四类检修（见表2-1），分别与设备故障的严重程度相对应，其中，A、B、C三类检修均是在设备出现故障时进行的停电检修，D类检修是在设备处于正常工作状态下进行的试验性检查、维护，属于不停电检修。
如表2-1所示，A类检修是设备的整体解体性检查、维修、更换及相关试验，主要包括吊罩、吊芯检查，本体油箱及内部部件的检查、改造、更换、维修，返厂检修等。
B类检修是设备的局部性检修，即部件的解体检查、维修、更换及相关试验，主要包括套管或升高座、油枕、调压开关、冷却系统、非电量保护装置、绝缘油等油箱外部部件的更换处理，现场干燥处理等。
C类检修是设备的常规性检查、维护和试验，主要包括停电维护和停电例行试验，以及防腐处理，防污闪处理，套管接头打磨、紧固，气体继电器定期校验和低压侧绝缘化处理等需要停电进行的清扫、检查和维修等。
D类检修是设备在不停电状态下进行的带电测试、外观检查和维修，主要包括专业巡检，带电检测，带电水冲洗、更换硅胶、处理监测装置缺陷、防腐等带电维护保养，以及冷却系统部件、控制回路元器件等可带电进行的部件更换。
表2-1 电力设备具体内容四类检修方式
检修是一个综合性的决策过程，基于大数据的运检策略区别于以往的故障后检修和定期检修方式，利用预防性实验、在线监测、历史记录以及同类设备家族缺陷等全过程数据资料，通过状态评价和最佳策略的选择等多种技术手段、经济手段来综合评价设备的当前状态，并预测事态的发展，从而制定设备检修计划，是一种动态优化的过程，如表2-2所示。与故障后检修和定期检修相比，基于大数据的运检策略可以节约大量的设备风险成本（包括切除负荷等造成的停电经济风险成本、故障导致安全事故时产生的人员安全风险成本、故障产生后变压器油泄漏和污染等导致的环境影响风险成本）和检修成本，使现有的运行设备创造更大的安全经济效益。
表2-2 检修类别与相关信息
国外电力相关设备的检修体制的演变过程大致经历了四个阶段，即事后检修（18世纪）、预防性定期检修（19世纪—20世纪30年代）、状态检修（20世纪80年代后）和改进型检修。世界各国采取的检修体制各不相同。美国推行的是生产检修体制，日本主要推行全员生产维修体制，欧洲大多数国家也正在进行向状态检修体制转变的改革。
以可靠性为中心的维修（reliability centered maintenance，RCM）首次应用于20世纪60年代末，起源于美国航空界对波音飞机的维修大纲，随后引起了美国军方的重视，美国国防部下达指令在美国陆、海、空三军装备上广泛应用和推广以可靠性为中心的维修。到80年代中期形成了应用的标准和规范。其比较权威的定义是John Moubray教授给出的，即“确定有形资产在其使用背景下维修需求的一种过程”。该检修理论是目前国际上比较流行的，用以确定设备预防性维修工作、优化维修制度的一种系统工程方法。RCM原是美国军队及工业部门制定军用装备和设备预防性维修大纲的首选方法，之后不仅仅在军事领域受到很高的重视，在商界也具有极其广泛的应用，90年代以后，逐渐在工业发达国家兴起，并应用于生产设备的维修管理。
20世纪70年代，日本结合英国设备综合工程学的研究成果，在美国预防性检修和生产检修体制的理论基础上，结合国情创造性地提出了全员生产维修体制（total productive maintenance，TPM）。日本设备工程协会对TPM下的定义为：“以提高设备综合使用效率为目标，建立以设备全寿命管理为对象的生产检修系统，确保设备寿命周期内节能、无公害、无污染、安全生产、质量可靠。TPM涉及设备的规划、使用和检修等全部部门，从企业最高领导到生产一线工人全体参加，开展以班组和小组为单位的自主活动推进的生产维修。”全员生产检修的基本思想是全效率、全系统和全员参加，简称为“三全”。其中：全效率的要求来自英国设备综合工程学，指的是要求设备在全生命周期中总费用最小以及综合效率最高；全系统是指从设备的设计、制造、安装、运行、检修、技术改造直至报废建立起系统的维修管理系统并且有有效的反馈机制，全系统管理也可以称为全过程管理；全员参加是该理论中最具特色的要点，是指所有与设备相关的部门（包括规划、设计、制造、使用、维护等）和有关人员全部统一协作。在这三者中，全效率是全员生产检修的终极目标。TPM管理工作在日本推广以来，发展迅速，效果显著。在日本，TPM的普及率已到65%左右，使很多企业的设备检修费用降低了50%，设备利用率提高50%左右，在国际上的影响也逐渐扩大，已有十多个国家引入、研究TPM的管理制度。
欧洲大多数国家也开展了设备检修体制的改革，方向是状态检修，但各自具有不同的特色。例如，英国核电方面在原子能机构下设有可靠性服务站，以从事诊断技术的研究，并起到国家故障数据中心的作用。该服务站负责研制的现代振动监测系统安装在大部分重要电厂机组上。
从1949年至今，我国的电力企业检修模式从统一的计划检修，先后演变为预防性定期检修、优化检修，并在条件成熟时逐步向状态检修过渡。总的来说，我国的电力设备巡检维修研究工作的发展大致可划分为四个阶段，如图2-2所示。
图2-2 我国电力设备巡检策略发展历程
20世纪50年代初期，我国电力企业开始学习苏联的检修体制，引进了周期性计划检修制度，并在此基础上建立我国自己的设备管理体制，对促进我国的电力生产起到了十分积极的作用。周期性维修模式非常适合我国当时的国情，但是随着社会的发展以及国内电力生产环境的变化，加上检查手段和检查经验的不足，在实际中经常出现盲目计划维修，导致了检修冗余。
由于苏联和东欧国家中止了对我国的技术援助和相应的援建工作，我国必须转向独立发展。这20年中，我国提出设备检修应以预防性的定期维护模式和计划检修模式为主，根据实际的情况制定了检修间隔和检修原则，坚持质量第一，应修必修，修必修好。检修工作做到质量好、工效高、用料省、安全好，主要以恢复设备性能为主。
我国改革开放的前10多年里，电力项目建设和发电技术上了一个非常大的台阶，完成了一次飞跃。至1990年底，我国火电装机容量和发电量均翻了一番以上，当时的发电机组及其附属设备的结构和性能已经非常接近国际水平，我国电网的运输能力也上了很大的一个台阶。电力设备的迅猛发展对于检修技术提出了更高的要求。通过不断地总结检修经验，尤其是高参数、大容量机组的检修经验，我国明确提出了现阶段电力设备检修采用以预防性为主的计划检修方式。但检修工作应从恢复设备性能过渡到改进设备性能，实现以技术进步为中心的改进型检修。
通过多年的努力，借鉴国外现代设备检修管理方面的先进经验，我国确定了以状态检修为设备检修的发展方向，并进行了试点工作，如大亚湾核电站、沙角C厂、镇海电厂等推行现代定检制。随着国民经济的持续快速发展，我国供电企业的电网规模不断扩大，设备数量增长较快，但由于减人增效的需要，检修人员数量增长不大，甚至出现了负增长。由于用户对电力可靠性的要求逐步提高，可容忍的停电检修时间和检修次数越来越少。另外，我国电力设备制造水平的提高也为改变检修模式创造了客观条件，我国供电企业以状态检修为突破口，开展了在电力设备检修管理工作上的研究和探索。
国家电网的各省公司按照国家电网公司的统一部署，相继开展了状态检修的建设工作。2009年底前，所有省公司全部完成状态检修体制的建立，为规范开展好状态检修工作打下了坚实的基础。截至2010年底，国家电网公司系统除西藏公司外，30家省公司和国网运行公司以及所辖地市供电企业全部通过状态检修工作验收，输电设备状态检修工作全面推行。实施状态检修后，检修工作的针对性和有效性普遍提高。但是，总体上电网系统的状态检修工作开展还很不平衡，部分单位状态检修工作处于起步阶段，状态检修工作开展不规范，设备覆盖不全面，工作组织和技术保障不健全，状态检测手段不完善，设备状态信息收集和掌握不全面，状态失控导致的设备故障仍时有发生，状态检修工作还需要进一步深化。
在大数据与工业互联网广泛应用背景下，数智巡检主要依靠设备工作状态（包括工作环境）的传感器动态持续地自动测量设备的状态数据（即设备巡检的数字化），必要时辅以人工巡查方式或者巡检机器人获取设备状态数据。对于获取的设备状态数据，数智巡检主要运用人工智能技术并结合设备的专业维修知识进行分析，基于多源复杂动态数据，给出设备状态的个性化诊断与动态智能维修建议。