电气设备状态检修研究

王江华

珠海粤裕丰钢铁有限公司

摘要：通过设备状态检修管理促进设备管理水平提高，是工厂系统设备管理中的一大特色，参与设备状态检修管理的发、供电设备的比重和容量也越来越大，目前工厂系统已逐步实现信息化管理。文章主要介绍电气检修一般安全要求及发电机、变压器、高压断路器、电动机、低压配电装置和低压线路等停电检修安全措施和检修安全注意事项。及新技术如红外线、超声波等在电气设备状态检修中的应用问题。

关键词：新技术；电气设备检修；应用

一、开展电气设备状态检修的意义

电气设备检修是消除设备缺陷通过检修达到以下目的：消除设备缺陷，排除隐患，保持和恢复设备铭牌出力，提高和保持设备最高效率，电气检修及一般安全要求提高设备健康水平，确保设备安全运行的重要措施。使设备安全运行，延长设备使用年限提高设备利用率。开展电气设备状态检修有重要的意义，可以归纳为以下几点：被监测设备全过程受控.没有死区；适时维修可避免过剩维修，节约维修资金；适时维修可避免维修不足，可避免设备带病工作，减少事故的发生，减少经济损失；诊断出设备较精确的剩余寿命，合理使用设备，避免设备浪费或设备寿命不足发生事故造成损失。

二、电气设备实施状态检修的发展前景

定期维修与状态维修是当前世界范围内广泛采用的两种维修制度，定期维修制度缺点较多，逐渐显示老化过时；状态维修优点突出，经济效益和社会效益显著。目前工业先进国家均采用状态维修制度，实施设备状态检修既是技术方面的发展进步，也是对现行检修管理体制的改革，是一项复杂的系统工程，我国现在正由定期维修制度逐步向状态维修制度过渡。①定期维修制度贯彻“预防为主”的原则，“到期必修，修必修好”，曾经起到良好的作用。但由于维修盲目性难于克服，每年造成人力、财力、物力浪费巨大且在年检大修中，容易造成事故，降低可靠率和经济效益。②状态维修制度根据电气设备的运行状况、实行“该修必修，修必修好”，克服了定期维修制度的不足，优点显著，劳动生产率与供电可靠率，经济效益与社会效益等均有明显提高。工业先进的国家已普遍实施。③随着微电子技术的发展和微机的广泛应用，监测手段不断增多，性能日益完善，为我国下一步更广泛地推行状态维修制度创造了十分有利的条件。建议有关部门有计划、有步骤地积极试点，总结经验，逐步推广。④状态维修是一项复杂而细致的工作，需要对设备历年的运行记录、检修台帐进行整理统计、分析摸底，同时进行必要的组织准备，做好相应的思想工作，争取少走或不走弯路而达到预期目的。

三、新技术在电气设备状态检修中的应用

3.1发电机、变压器的检修状态检修（cBM）也可称为预知维修（PM），是以获取设备运行的特征量为基础，结合设备的历史运行状况和检修情况以及现在的运行状态，从而查明故障（隐患或缺陷）性质、位置和严重程度。“不断电和带负荷”稽核技术正是基于以稽核到设备运行的特征量为基础，并采用专业的测试软件系统，来完成准确的预知性稽核设备（电气保护系统）运行数据。实现了从停电对设备健康状态进行诊断到不停电设备健康状态进行实时或定时诊断、评估和剩余寿命预测这项技术上的变革，是对状态检修理念的一种新突破。此技术能够完整的查验到当前保护系统元器件运行的主要数据、隐患内容等各项指标。并针对元器件运行的情况，了解到元器件参数是否出现异常，元器件是否发生实质性故障或出现某些异常征兆，用户可根据这种数据进行纠正或维修，减少成本、时间、人力的各种非必要支出。新投入使用的变压器和运行5年后的主要厂、站用变压器及运行或试验中发生特殊情况的变压器都要进行吊芯检查或检修。吊芯检修是将变压器的铁芯从油箱中吊出或将变压器的钟罩吊开露出铁芯，然后根据技术标准要求，对各个部件进行检查、测量、试验，对各部位进行清洗并处理有关缺陷。

由于吊芯检修要起吊铁芯或钟罩，为防止起吊过程中的伤人或碰坏变压器部件，变压器吊芯时应采取以下安全措施：吊芯应选择在良好天气进行，并且工作场所无灰烟、尘土、水气，相对湿度不大于75%。变压器铁芯在空气中停留时间应尽量缩短。如果空气相对湿度大于75%，应使铁芯温度（按变压器油上层油温计算）比空气温度高10℃以上，或者保持室内温度比大气温度高lOT；，且铁芯温度不低于室内温度。只有在这种情况下吊芯，才能避免芯子受潮；起吊前，必须详细检查起吊钢丝绳的强度和挂钩的可靠性，以免发生起吊过程中的断绳事故。起吊所使用的器具不准超载。

3.1.1红外线点温计。红外线点温计，是一种手持的，可以方便灵活操作的测量仪器，它可以直观迅速的进行故障发热的检测，这种方式几乎适用于所有的电气设备，对电气设备的表面测温和故障发热检测准确，操作简单。

3.1.2红外线热像仪。红外线热像仪不仅可以在电气设备正常的运行状况下使用，也可以在停机检修过程中进行热像分析及检测。在正常的运行下，发电机、断路器、CT、母线及连接、工厂电缆、工厂电容器等设备的检测中都非常适用，还可以辅助进行发电机定子铁损试验和发电机转子护环的拆装工作在停机检修中也适用，红外线热像仪可以起到一定的辅助作用。

3.1.3超声波流量探测仪。这个仪器一般用在停机检修中，也可以用于在线测量发电机定子进（出）水总管的流量、在停机检修中，可以测定发电机电子线棒的流量，断路器附属系统的冷却水流量及大型变压器循环油系统的流量等。

3.1.4发电机在线综合分析专家系统。发电机在线综合分析专家系统可以综合发电机的各种工况参数，例如对温度、电压、电流、振动、励磁、绝缘、寿命等进行分析，并对照专家系统给出结论和处理意见。

3.2注意事项在发电机（调相机）的断路器及灭磁开关都己断开，但转子仍在转动的情况下，禁止在发电机（调相机）回路上工作，以防止因转子的剩磁在定子绕组中感应电压触电。在特殊情况下需要在转动着的发电机（调相机）回路上工作时，必须先切断励磁回路，投入自动灭磁装置，将定子出线与中性点一起短路接地。在装拆短路接地线时，应戴绝缘手套，穿绝缘靴或站在绝缘垫上，并戴护目镜。填写小修记录。小修记录包括厂（站）名、变压器编号、铭牌、小修项目、更换部件及检修日期、环境温度、器温等，并注明检修人员。对检修后变压器上部各放气堵应充分放气，包括散热器或冷却器、套管、升高座及气体继电器等处。柠松放气堵放气，当冒油时快速拧紧。变压器上部不应遗留工具等。在退出检修现场前，应检查变压器的所有蝶门、截门是否处在应处的位置。

四、高压变频器具备的优点分析

对于高压变频器来说，属于一类串联叠加性高压变频器，也就是说应用了若干台单相三电平逆变器进行串联连接，进而使能够变频变压的高压交流电得以输出。其中的变频器由三部分组合而成，即变压器、功率柜以及控制柜。在高压变频器中融入了多项技术，包括计算机控制技术、高压电器技术、电力电子技术以及电机拖动技术等。根据高压变频器的应用现状发现，其具备多方面的优势，包括：（1）由于变频器应用了液晶显示数字界面，在对触摸式面板进行调整的基础上，能够将电压电压、电机转速以及频率等即时显示出来，从而清楚地掌控电机的实时动态。（2）在频率分辨率方面非常精准，在调速精度方面也非常高，从而能够为各类生产工艺及工况提供帮助[2]。（3）具备就地操作功能与异地操作功能，可将互联网作为中间桥梁，从而使其远程监控功能得到有效实现。（4）具备工业电气保护功能，可使变频器的正常运行及电机的正常运行得到有效保证；另外，可使配件的损耗得到有效减弱，使设备的应用年限得到有效增长，并使工作效率得到有效提升。

4.1球团矿烟气脱硫脱硝原理

对燃煤球团矿烟气脱硫产生的有害气体的处理，一般采用的是化学吸收法和物理吸收法，采用特殊物质的吸附性或者化学能力，对有害气体进行吸收或与之发生反应将其转化为对环境无害的物质。

4.2脱硝技术原理

近年来，国际上对球团矿烟气脱硫脱硝技术主要有：选择性催化还原烟气脱销技术（SCR）及选择性非催化还原烟气脱销技术（SNCR）。日前，选择性催化还原烟气脱硝技术升级比较快，在韩国、西欧、韩国、美国被广泛应用，其中以氨为还原剂的还原烟气脱硝技术被应用的频率最高。选择性催化还原烟气脱硝技术以液态氨做还原剂、以金属为催化剂，在温度为300-400度的环境中，对球团矿烟气脱硫烟气中NO、NO2的消除率可达95%。SCR技术的特点是脱硝率较高，缺陷是造价及费用高，并且系统较复杂不宜操作。选择性非催化还原烟气脱销技术不需要催化剂，可直接把含有NH2的还原剂放进温度为850-1250℃的环境对NO2进行脱除。对NO2的脱除率可达30%一50%，可作为低NO2废气处理技术的有益补充。SNCR技术的优势是造价和费用均较低，并且系统简单，但脱硝率相对较低。伺服器脱硝法，是在SCR技术及SNCR技术的基础上，以尿素为还原剂和金属催化剂，按比例配比成一定浓度的溶液，通过伺服器变成气溶胶再随助燃空气溶进球团矿烟气脱硫炉膛，可以借用SNCR技术的运行设备，费用较低，并且脱硝率能接近甚至超过SCR工技术的效果。

4.3脱硫技术原理

球团矿烟气脱硫废气中产生的SO2属酸性物质，可与碱性物质相互作用生成硫酸盐。日前，先进国家的全部脱硫技术都是采用碱性物质作为脱硫剂，比如包括石灰石生石灰（CaO）和熟石灰（Ca（OH）2）、（CaCO3）、碳酸纳（Na2CO3）、氨及碳酸镁等等。球团矿烟气脱硫法有炉内及炉后两种方法。目前，我国绝大多数燃煤球团矿烟气脱硫采用的脱硫方式是：

通过氧化钙的循环吸收含硫气体的方法（属于干法）称为炉内法；石灰石一石膏法（属于湿法）称为炉后法。伺服器对燃煤球团矿烟气脱硫属于炉内法，脱硫方式类似于似干法氧化钙循环吸收硫化气体的操作方法。该方法中所采用的脱硫剂，是可溶解于碱性物质的溶液。把脱硫溶液通过伺服器变成气溶胶后，跟助燃空气一起进入球团矿烟气脱硫的炉膛，碱性气溶胶与煤炭燃烧后产生的SO2发生化学反应形成硫酸盐。该方法的脱硫率远远超过传统的脱硫法。伺服器也可将脱硫脱硝的技术融为一体，优势是经过伺服器产生的脱硫气溶胶、还原剂及脱硝催化剂的比表面积可达到20m2/g以上，是传统脱硝催化剂、脱硫剂比表面积的10倍，甚至100多倍，它的化学活跃性就大幅提高，脱硝SO2和NO2气体分压值大。可见伺服器脱硫脱硝一体化技术可以取得更好的效果，特别是对于低浓度SO2和NO2的处理具有不可替代的脱硫脱硝优势。

结束语

制定水电站电气设备的检修策略，应以设备故障的特点为依据，进行针对性地检修，不同设备应采用对应的检修方式。总之，必须认真总结积累检修经验，强化设备的基础管理工作，寻求最优化的检修策略，只有这样才可促使水电站设备的高效运行。

参考文献：

[1]邓瑞鹏等.发电设备的检修策略及可靠性管理研究武汉大学电源建设.2016.23

[2]李启明.基于价值工程的发电设备维修决策方法研究华北电力大学（北京）2016.18

[3]黄雅罗，黄树红主编.发电设备状态检修中国电力出版社.2015.14

[4]青星，刘安心，张晓南，王晓飞.基于复杂部件可靠性与费用约束的工程装备状态检修策略2015.14