电力设备维修策略研究.pdf

华南理工大学硕士学位论文电力设备维修策略研究姓名：梁东明申请学位级别：硕士专业：工业工程指导教师：张鹏;黄小耘20051105摘要电力企业是设备、资金密集型企业，随着社会对供电可靠性要求的不断提高，设备风险是电力企业面临的主要风险之一，加强设备维修是电力企业降低风险的主要手段。随着电网规模、设备技术不断发展，按照以往一直奉行的定期维修制度，维修的工作量和费用不断攀升。因此必须综合运用技术、经济和管理的方法来改善维修方法，使有限的人力、资金能最大限度地降低设备风险。本论文一方面从技术的角度论述了电力设备故障特点及维修方式，运用可靠性维修理论和数理统计方法，结合佛山供电局生产运行数据，论证了定期维修对预防设备故障所起的作用是有限的；结构不同的设备或设备在不同的运行阶段，其发生故障的特点各有不同，应根据设备故障特点制定维修方案。另一方面，从经济角度论述了制定设备维修方案时应从设备故障的经济损失情况、维修费用等经济因素出发，选择最经济维修方式，使设备寿命周期费用最小化，综合效益最大化。本文还根据工作实践的经验数据和随机过程理论建立了数学模型，模拟设备管理中基于最小期望费用的维修与更新决策过程。在目前的电力设备管理体制下，设备在寿命周期中的不同阶段以及同一设备的不同方面运行指标分别企业内部不同部门负责管理，基建部门只管控制设备的设置费用而不管运行维护费用，维修部门只管完成维修任务而不关心设备故障后果，安全部门只管降低故障率而不考虑维修工作费用投入，在这种各管一段，各管一面的状况下，容易造成设备管理各关节的脱节。针对落后的设备管理体制，本文指出必须以设备寿命期内的最经济作为目标，突破部门职能界限，对设备终身实行综合管理。关键词：电力设备；设备维修；维修策略A B S T R A C TT h ee l e c t r i cp o w e re n t e r p r i s ei s 趾e q u i p m e n tf u n d-i n t e n s i v ee n t e r p r i s e A l o n gw i t l lt h ei n c r e a s i n gr e q u i r e m e n to ft h ep o w e rs u p p l yr e l i a b i l i t yo ft h es o c i e t y,t h ee q u i p m e n tr i s kb e c o m e so n eo ft h em a j o rr i s k sa n dt h er e i n f o r e e m e n to ft h ee q a i p m e n tm a i n t e n a n c ei st h em a i nm e t h o df o rt h ee l e c t r i cp o w e re n t e r p r i s et or e d u c er i s k s T h em a i n t e n a n c ew o r k,w h i c hw a st h ep a t c h i n gw o r ki nt h ep a s t,h a sn o wb e e np r o m o t e dt oam a j o rm e t h o dt om a i n t a i ns e c u r i t yo f t h ee q u i p m e n ta n dn o r m a lo p e r a t i o no f t h ee n t e r p r i s e W i t ht h ed e v e l o p m e n to f t h ee l e c t r i cn e t w o r ks c a l ea n dt h ee q u i p m e n tt e c h n o l o g y,b o t ht h ew o r k l o a da n dt h ee x p e n s e sw i l lr i s ei n c r e a s i n g l ya c c o r d i n gt ot h er e g u l a rm a i n t e n a n c es y s t e mt h a th a sb e e nf o r m e r l yc a r r i e do u t A sar e s u l t,t h em a i n t e n a n c et e c h n i q u em u s tb ei m p r o v e dw i t ht h ec o m b i n a t i o no ft e c h n i c a l，e c o n o m i c a la n dm a n a g e r i a lt e c h n i q u e s，S Ot h a tt h ee q u i p m e n tr i s kC a nb er e d u c e dt ot h em a x i m u mw i t hl i m i t e df u n da n dl a b o r F i r s t l y,b a s e do nt h ea c t u a lr u n n i n gd a t ao fF o s h a nP o w e rS u p p l yC o m p a n y，t h i sp a p e ra d o p t sr e l i a b i l i t ym a i n t e n a u c et h e o r ya n dp r o v e st h el i m i t a t i o n so ft h ep r e v e n t i o no fe q u i p m e n tf a i l u r eu t i l i z i n gt i m e-b a s e d-m a i n t e n a n c e E l e c t r i cp o w e re q u i p m e n t sh a v ed i f f e r e n tf a i l u r ec h a r a c t e r sb a s eo nd i f f e r e n ts t r u c t u r e so rd i f f e r e n ts t a g e s T od r a Rae f f e c t i v ep r e v e n t i v em a i n t e n a n c es c h e m e，w em u s tm a k ead e c i s i o na c c o r d i n gt h ea n a l y z i n gt of a i l u r ec h a r a c t e r so fe l e c t r i cp o w e re q u i p m e n t S e c o n d l y,c o n s i d e r i n go fe c o n o m i c，t h i sp a p e rp o i n t so u tt h a tt og e tam i n i m u mc o s to fd u r i n gt h ee q u i p m e n ts e r v i c el i f e t i m ea n dam a x i m u mc o m p r e h e n s i v eb e n e f i t,w em u s td r a f tae c o n o m i cp r e v e n t i v em a i n t e n a n c es c h e m ea c c o r d i n gt ot h ec o n s e q u e n c e so fe q u i p m e n tf a i l u r ea n dt h ec o s to fm a i n t e n a n c e A c c o r d i n ge x p d i e n c eo fe q u i p m e n tn l a i l l t e n 姐c ea n dt h e o r yo fr a n d o m,t h i sp a p e rm a k e sam a t hm o d e lt os i m u l a t et h ep r o c e s so fm a k i n gad e c i s i o nb a s e do nm i n i m u me x p e c t e dc o s to fm a i n t e n a n c ea n dr e n o v a t i o n U n d e rt h ep r e s e n tp o w e re q u i p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m,d i f f e r e n ts t a g e sa n dd i f f e r e n ta s p e c t sa r et a k e nc h a r g eo f r e s p e c t i v e l yb yd i f f e r e n td e p a r t m e n t so f t h ee n t e r p r i s e，w h i c hC a ne a s i l yc 绷鹏d i s j o i n tb e t w e e ns e s s i o n so fe q u i p m e n tm a n a g e m e m T h ec a p i t a lc o n s t r u c t i o nd e p a r t m e n to n l yp a y sa t t e n t i o nt ot h ee s t a b l i s h m e n te x p e n s e sa n dd o e sn o tc a r ea b o u tt h em a i n t e n a n c ee x p e n s e s t h eo v e r h a u ld e p a r t m e n to n l yc o m p l e t e st h eo v e r h a u lt a s k sa n di sn o tc o n c e r n e da b o u tt h ec o n s e q u e n c e so ft h ee q u i p m e n tf a i l u r e，a n dt h es e c u r i t yd e p a r t m e n tc o n c e n L 5o n l yt h er e d u c t i o no f f a i l u r er a t ea n dd o e sn o tc a r ea b o u tt h eo v e r h a u lc o s t s I nv i e wo ft h eb a c k w a r de q u i p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m，t h i sp a p e rp o i n t so u tt h a tt h em a x i m u me c o n o m yd u r i n gt h ee q u i p m e n ts e r v i c el i f es h o u l db et a k e na st h ea i mi no r d e rt oe l i m i n a t eI lt h el i m i t a t i o n so fd e m a r c a t i o na n dp r o v i d el i f e l o n gc o m p r e h e n s i v em a n a g e m e n tt ot h ee q u i p m e n tf o ral i f e t i m e K e yw o r d：e l e c t r i cp o w e re q u i p m e n t；e q u i p m e n tm a i n t e n a n c e；s c h e m eo f m a i n t e n a n c eI华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅(除在保密期内的保密论文外)；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：口保密，在年解密后适用本授权书。口不保密。学位论文全文电子版提交后：口同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览。(请在以上相应方框内打“”)日期：日期：捌版群第一章绪论第一章绪论1 1 选题背景和研究意义1 1 1 问题的提出佛山供电局是特大型国营企业，2 0 0 4 年供电量达2 8 4 亿度电网最高负荷达4 7 0 万千瓦；电网规模庞大，拥有1 1 0 K V 变电站1 0 2 座，2 2 0 K V 站1 7 座，5 0 0 K V 站2 座，1 1 0 K V及以上输电线路2 6 1 9 公里。为确保电网安全可靠运行，目前佛山分供电局对电力设备采用定期维修制度，设备维修周期为1 年。以继电保护设备为例，一般1 1 0 5 0 0 K V 三种电压等级变电站的维修工期分别为5 天，1 5 天、4 0 天，则对于佛山电网中1 1 0 K V 及以上主干电网设备，仅用于定期维修的时间为8 4 5 工日，一年的工作时间按2 5 0 天算，每天一般需要4 个班组同时工作，而且有4 个点的设备同时停电。这还只是在理想状态的维修工作安排，而实际情况比理想情况严峻得多，首先，由于夏季是用电高峰期，电网负荷重，设备难以停电维修，加上春节、国庆、五一和重大庆典等是保证供电的重要时期，一般也难以安排停电，所以一年中设备维修一般集中在6 月份以前、l O 月份以后的时间段，因此维修高峰期往往需要投入高强度的人力。以上只是针对主网继电保护设备的正常维修，对设备的日常巡视维护、偶发性缺陷的紧急处理等，还需要大批的人力。此外，尽管在设备维护工作中已投入了大量的人力，并取得一定成效，但这种力图对设备故障进行地毯式搜索的工作方式仍然难以杜绝设备事故的发生，总会有一些故障在始料不及的情况中出现。总之，定期维修需要花费大量成本，而且需要以设备可用性、使用效率为代价，电网供电能力受到影响，定期维修制度是一种粗犷的管理模式，势必造成企业资源的浪费。目前电力行业的设备维修体制采用定期维修，用以指导维修安排的依据是时间量，不管设备好坏，状态如何，到期必修。大量的生产实践证明，在这种维修制度下，将产生以下负面影响：(1)淡化技术管理责任，不利于开拓提高。设备到期必修，周而复始，没有任何灵活性，在很大程度上导致技术管理人员不思开拓进取，僵化思维方式，淡化了设备管理人员的责任，出现问题时往“设备事故”一推了事。(2)不利于延长设备使用寿命。维修项目抓不住重点，主次不分，容易出现过维修或欠维修，由于过多的拆装，加速设备磨损，人为缩短设备的使用寿命。(3)不利于提高企业经济效益。由于计划维修针对性差，盲目维修过多，造成降低1华南理工大学硕士学位论文设备利用率，浪费大量的劳动力及维修材料，增加企业的无效支出，从而影响企业效益。(4)降低维修质量。为避免维修漏项，维修部门全面地制定齐全的维修项目，往往需要较长的维修时间。而调度部门为提高设备利用率和供电可靠性，却要尽量缩短停电维修时间，在两者矛盾的夹追下，容易使维修人员忽略维修质量而引起设备总体故障率的上升。1 1 2 研究目的和意义随着电网规模、设备技术不断发展，按照目前奉行的定期维修制度，维修的工作量和费用不断攀升。目前电力企业普遍高度重视电网安全可靠性，却往往忽视经济性，而事实上高要求安全可靠性必然要以高的经济成本作代价。在电力市场逐步开放的大环境下，电力企业以利润最大化为经营目标，经济性和可靠性不再表现为两个独立的数字指标，只有合理科学地将可靠性融入到经济性中，才能保证电力企业在开放的电力市场中生存。本论文的研究目的在于综合技术性和经济性因数，寻求一种能经济而有效地预防电力设备故障的工作方法，从而改善目前粗犷的设备维护方式，使有限的人力、资金能有效地针对设备的薄弱点、危险点进行检验和维护，或者说，在不降低设备可靠性要求的前提下降低设备维护费用，提高设备使用率，从而提高电力企业的经济效益。1 1 3 应用方向及运用的对象和背景一般电力企业的运作系统包括生产系统、营销系统、后勤系统，生产系统的任务是收集或购买电力能源并进行加工，生产出可以直接给用户使用的电能；营销系统的任务在于向客户出售电能，维持并拓展电能用户；后勤系统为维持生产、营销系统正常运作而提供人，财、物、信息等的供给。本论文研究的电力设备维修管理是电力企业生产系统中的子系统，它服务于生产系统，但往往以追求设备完好性为目标，忽视服务的目的性，在追求设备完好性的过程中可能牺牲了设备的可用性，乃至牺牲了企业的整体经济效益，因此本论文的应用方向是在电力企业中建立设备综合管理系统，把来自设备管理各环节的运行状态信息、有关方面的约束条件信心，如设备运行状况、对电网及用户的影响程度、维修时间和费用等进行综合分析，以费用或影响程度最低为目标进行决策，选择最优维修工作方案。本论文的研究背景是佛山供电局的电网设备维修管理情况，文中将运用该企业电力设备运行管理中的一些数据进行论证。佛山电力局属于国有电网企业，我国电力行业实2第一章绪论行厂网分开后，电网企业仍具有一定的国家垄断性，各地电网企业管理模式基本一致，在这种背景下，本论文研究课题具有较强代表性，研究成果具有能推广价值。1 2 文献综述1 2 1 国际工业设备维修管理模式的发展历史根据技术与质量管理一书所提，世界工业界的设备维修管理发展经历了事后维修、预防性维修和综合管理三个阶段。第一阶段：事后维修(B M：B r e a k d o w nM a i n t e n a n c e)1 9 5 0 年以前对设备修换或管理工作只在故障发生时才进行，认为设备发生故障是偶然事件。这是一种被动性维修，适用于设备投资低且故障后果轻微的系统，维修费用较低【l】。这一阶段又分为兼修、专修两个时期。兼修时期是在早期工业设备结构简单的情况下，由运行操作人员兼做维修人员，后来随着机器设备的复杂化，运行操作人员的专业技能不能满足设备维修的需要，于是出现了专门从事设备维修的技术工种，这时开始了专修时期。第二阶段：预防性维修(P M：P r e v e n t i v eM a i n t e n a n c e)随着社会化大生产对设备依赖性的逐渐增大，设备故障带来的影响可能是严重的经济损失，如昂贵输变电设备的损坏、大面积停电对广大用户的影响等，这些不可预见的突然停电所导致的经济损失远远大于预先安排停电所产生的经济损失，也远远大于电力系统停电所产生的电费损失【1 1，这时产生了以预防为目的的维修方式。这一阶段，在世界工业大国中形成了两大维修模式，即以前苏联为代表的定期维修带i J(T B M，t i m eb a s e dm a i n t e n a n c e)和以美国为代表的预防维修O M：P r e v e n t i v eM a i n t e n a n c e)，两大模式均以磨擦学为理论基础，但具体做法上有所差别。定期维修制以时间周作为维修工作依据，对不同的设备制定不同维修周期，一般设备出厂时已制定维修周期，这一维修模式的优点是可以较大程度地减少计划停机，将潜在故障消灭在萌芽状态，但由于这一模式不关注基础保养，容易造成过维修和维修不足，因此经济性不够。与前苏联的定期维修制度不同，美国、欧洲等工业国普遍没有规定统一的设备维修周期、项目和定额，维修是根据对每台设备周期性的检查情况和维修统计资料来确定，而且预防维修只针对高生产率、高负荷的重要设备，并非对所有设备实行预防性维修。这一模式的不足之处在于受检查手段和人员经验的制约，容易使维修计划不够精确。1 9 5 0 年，美国通用电气公司提出生产维修(M P，P r o d u c t i v eM a i n t e n a n c e)，提出以预防3华南理工大学硕士学位论文性维修为中心，兼顾事后维修、改善维修等方式，体现了维修方式的灵活性，强调设备维修要以提高企业综合经济效益、降低生产成本为主要目标。第三阶段：设备综合管理6 0 年代后期，新技术革命促使工业设备向大型化、流程化、智能化发展，同时也带来一系列问题：设备故障损失大；投资和使用费用昂贵：社会化程度高；体现的科学技术门类多。这时出现了以英国设备综合工程学和日本全员生产维修为代表的设备综合管理。1 9 7 1 年，英国学者丹尼斯帕克斯(D e n n i sP a r k s)发表了“设备工程的改革一设备综合工程学”论文，提出以下论点：把设备的寿命周期费用最经济作为目的。把设备技术、经济、管理相关方面知识综合应用于设备管理。重点研究设备的可靠性与维修性设计。把设备管理的范围扩展到设备的寿命周期，即对设备进行全过程管理。设备综合工程学必须涉及设计、使用、费用的信息反馈技术。设备综合工程学从理论上和方法上突破了设备管理狭义概念，引起了各国的注意。1 9 7 4 年，英国商务部对设备综合工程学给出定义：设备综合工程学是为使设备寿命周期费用达到最经济程度，而将适用于有形资产的工程、管理、财务及其它实际业务综合起来所形成的技术。具体地说，就是关于提高成套设备、机械装置，建筑物等的可靠性、维修保养性而对设计制造、安装调试、运行使用、维护保养和更新改造等一系列环节作出综合考虑，进而在设计、使用、费用等方面开展信息反馈技术。7 0 年代初，日本在先后引进美国的预防性维修和生产维修体制的基础上，吸取英国的设备综合工程学原理，结合日本的国情，发展出全员生产维修体制(T P M，T o“P r o d u c t i o nM a i n t e n a n c e)，在日本国内取得明显效果。全员生产维修是日本式的设备综合工程学，其主要做法是：(1)全效率。即投入最少的资金、人力、设备、材料和工艺方法，努力做到产量高、质量好、成本低、按期交货，并且使工作环境保持良好无公，安全生产、作业人员精力充沛、情绪饱满。(2)全系统。即设备从设计开始就采取维修预防，在使用过程中试行以日常检查为基本内容的预防维修，对于故障率较高的设备，采取改善维修。(3)全体成员。凡是涉及到设备的规划、设计、制造、使用、维修、采购的所有4第一章绪论部门，其有关人员应参与设备管理活动，包括企业的经理和工人。1 2 2 我国电力设备维修管理状况电力工业系统由多种电力设备构成，因此电力工业从形成之时起就需要不断进行维修。与国际工业设备的维修模式相类似，我国电力企业的设备维修方式经历了故障后维修、定期维修、状态维修三个阶段【1 1。其中，第二阶段的定期维修制度是我国电力工业在2 0 世纪5 0 年代从前苏联引入的，在定期维修方式下，企业对设备的维修周期、项目及技术标准做得十分详细周密，并作为规程制度的一部分严格实施，直到现在定期维修方式仍然是电力行业对设备进行预防性维修的主流方式。在电力设备普遍可靠性不高、电力系统中设备总量不多的情况下，实施定期维修制度对电力企业的安全可靠运行起到一定作用。随着电力系统的扩大、设备的增多，维修过于频繁，成本不断攀升。9 0 年代初，我国许多电力企业开始借鉴国外先进经验，根据设备实际状态来决定维修工期及具体设备维修方案，即状态维修(C B M,c o n d i t i o nb a s e dm a i n t e n a n c e)。状态维修实质是设备综合管理阶段的具体实施方式，它是在以可靠性为中心的预防性维修基础上，通过高科技的状态监测技术，识别故障的早期征兆，对故障部位、严重程度和发展趋势作出判断，从而确定最佳维修时机 4 1。实践证明，设备状态维修可以实现经济效益和社会效益上的提高，主要表现在以下几个方面：(1)状态维修之前的准备工作状态管理不仅仅减轻了原手工作业的劳动强度、提高了工作效率，更重要的是，能够充分利用已有的状态信息，通过多方位、多角度的分析，最大限度地把握设备的运行状态，并依此制订合理的维修维护策略。(2)在实现设备状态维修之后，可以通过适时的维修来避免重要设备故障，同时又避免了不必要的维修作业，在有限维修经费中寻求优化分配使用。特别是在做到能对设备的寿命进行正确估计后，就可以更有效地储存和安排设备备件，这可节省大量的备品经费。(3)通过设备的状态分析，对于预防类似事故、改进产品质量、提高设备监督管理水平具有重要的指导意义。当前，状态维修方式在欧美、日本等先进国家已开始大量实施。与此相比，我国电力企业中状态维修仍然处于探索和倡导阶段，只有为数不多的几个地区在试行，如大连供电局、广州供电局等，而且进程相对缓慢，究其原因，主要有以下几难点需要解决和5华南理工大学硕士学位论文重新认识：(1)对设备事故的分析与责任追究时，往往习惯地以规程划线，特别对于短时间内难以找到直接原因的事故，常常把是否已按规程要求的周期进行维修作为事故原因和责任分析的主要考虑因素。(2)技术管理工作复杂。在定期维修方式下，维修的周期、工作内容、标准是固定，但对于状态维修，维修的周期、工作内容等难以在现成规程中找到，规程上只有原则性的要求，这要求设备管理人员对设备特性十分熟悉，要结合设备的历史信息进行综合分析。(3)供电企业领导和基层维修部门原动力不足。状态维修与定期维修相比节约了企业成本，但目前基层供电企业及维修部门并不是独立核算的经济实体，作为设备维修费用一般由上级支付，而且开展状态维修将使基层部门乃至供电企业更多的花费更多心血，承受更大的责任风险。(4)技术手段不完善。目前客观上能够较全面地检测设备的仪器还不多，要较全面掌握设备状态只能依靠停电检测。1 2 3 设备维修管理的相关理论l、可靠性维修理论可靠性是指产品在规定条件和规定时间内，完成规定功能的能力，可靠性技术是提高产品质量的一种重要手段。可靠性研究起步于上世纪5 0 年代的美国，7 0 年代已较为成熟，8 0 年代得到更深更广的发展，9 0 年代以来进入综合化、自动化、智能化阶段，使可靠性工程成为一门提高产品质量的重要工程技术学科。可靠性工程领域已从电子产品发展到机械和非电子产品；从硬件发展到软件；从军事装备发展到民用产品 2 1。可信性管理遵循预防为主，早期投入的方针，重视可靠性信息工作和故障报告、分析、纠正措施系统。把可靠性技术、可信性管理思想引入电力设备维护管理中，有利于提高电力系统运行水平并降低运营成本。早期可靠性理论认为所有设备故障率随运行时间的变化曲线均呈现浴盆现状，称为浴盆曲线。在设备投入使用初期，故障率较高，且具有迅速下降的特征，这阶段称为早期故障期；在投入使用一段时间后，故障率降到较低水平，且基本处于平稳状态，接近为常数，这阶段成为偶然故障期；设备投入使用相当长时间后，故障率迅速上升，直至最后报废，这阶段成为称为耗损故障期 2 j。上世纪6 0 年代，美国人德雷尼发表了复杂设6第一章绪论各的故障定律，认为可修复的复杂设备，如果其中故障元部件能被修复或更新，则该复杂设备的总体故障率随时间增大而趋于常数。2、质量成本分析根据技术与质量管理一书所提，质量成本是指企业为保证和提高质量而支出的一切费用，以及因为未达到既定质量水平而产生的一切损失两者的综合。质量成本包括内部故障成本、外部故障成本、鉴定成本和预防成本四大部分。研究表明，就一个行业或企业而言，四大构成部分之间存在一定比例关系而且行对稳定。预防性维修目的在于适当增加预防成本，使两种故障成本下降，从而达到降低总成本的经济目的。1 3 论文研究的主要内容、方法和步骤可靠性是电力企业生存和发展的基本要求，而市场化是电力企业发展的必然趋势。高要求的可靠性需要以高的费用投入为代价，而市场化要求电力企业尽可能地降低运营成本，减少维护费用，努力实现企业利润最大化。可靠性和经济性在电力企业中是矛盾而又必须兼顾的两个方面。1 3 1 研究内容本文的研究核心内容是电力企业在设备维护管理的问题上，如何找出满足可靠性和经济性两方面要求的平衡点，具体的内容包括：(1)分析电力企业面临的风险及应对措施以及设备维修在降低企业风险中的作用；(2)从技术角度分析不同设备的故障规律及应采取的维修方案；(3)从经济意义上探讨选择电力设备维修与更新方案的准则；(4)针对存在问题提出对维修维护工作现状的改进措施。1 3 2 研究方法和步骤本论文先根据电力系统运作技术的基础知识以及风险管理知识，论述电力设备的维修工作对降低电力企业设备风险所起到的作用。其次，从故障的宏观研究着手，运用可靠性维修理论和数理统计方法，结合佛山供电局生产运行数据，论证了目前的定期维修工作方式对预防电力设备故障所起的作用甚小，而且不经济。最后，本文就目前的定期维修方案提出改进措旄。根据上述研究内容和方法，本论文采取以下的篇章结构和论述步骤：第一章，绪论，阐述论文选题背景和研究意义，综述国内外设备维修工作的历史发展和现状，介绍相关的理论研究成果。7华南理工大学硕士学位论文第二章，设备维修在电力企业风险管理中的作用，从电力企业的生产运作特点出发，介绍电力企业面临的主要风险和应对措施，并论述维修工作在风险应对中的作用。第三章，基于故障特征的维修方式选择，介绍设备故障的理论研究成果以及关于设备维修及可靠性的相关概念，着重从技术角度讨论维修方案对于不同的设备故障规律的有效性。第四章，电力设备维修与更新的经济分析。从经济角度论述电力设备维修的意义，分析电力设备维修费用与故障引起的经济损失的关系；根据工作经验和随机过程理论建立了数学模型，模拟设备管理中基于最小期望费用的维修与更新决策过程。论述根据电力设备故障的经济损失程度来确定维修周期的思路与方法；从设备的寿命周期费用出发，介绍设备维修与更新方案的选择方法。第五章，电力设备维修与更新策略，以佛山电力局、广东电网公司的继电保护设备运行数据为例，说明设备故障规律和选择维修方案的方法，针对目前定期维修制度和实际设备故障规律不相适应的情况，提出预防设备故障改进措施。最后结论篇中总结出以设备寿命期内的最经济作为目标，突破部门职能界限，对设备终身实行综合管理的核心论点。8第二章设备维修在电力企业风险管理中的作用第二章设备维修在电力企业风险管理中的作用2 1 电力系统的生产特点在工业发展初期，由于电能需求量不大，发电厂的容量很小，一般建在用户附近，各电厂之间没有任何联系，彼此孤立运行。随着经济发展，工商业对电力需求日益增大，而且对可靠性的要求越来越高，孤立运行的电厂显然无法承担这任务：发电机一旦故障，用户将全部停电。而且，发电用的动力资源和电能用户往往不在一个地区，为节省燃料运输费用，大容量电厂一般建在动力资源附近，这些地区往往是远离城市负荷中心的石油、煤矿区或河流落差较大的山区，为给用户供电，需要建设较长的输电线路，同时，为了降低输电过程的能量损耗，还须将输电电压提高，这就需要使用升压变压器，在电厂端将发电机发出的电能电压升高，通过输电线传送至用户端；同时为满足用电设备的安全要求，在用户端还需要用降压变压器将输电线的电压降至适合用户电器设备使用的电压等等。此外，为能在正常运行时断开或接通电路，在电路故障时能把故障的部分电路切断，需要装设断路器。实践证明，当孤立运行的发电厂通过电力线连接起来，形成电力系统后，将在技术经济上带来很多好处，但是，由于电能生产本身固有的特点以及连成电力系统后出现的新问题嘲，决定了电力工业与其它工业有着许多不同的特点：首先，由于电力能源便于远距离大量地传送，并能方便通过各种电器转换为其他能量，如：热能、动能、化学能等，而且洁净污染少，因此在工业、民用等多个领域得到广泛应用，电能供应的中断或不足，会直接影响生产和居民生活。从去年初开始出现的全国性缺电情况，已对工业生产、城市居民生活乃至G D P 增长带来影响。在某些情况下，电力供应的中断甚至会造成社会性灾难，2 0 0 3 年8 月1 4 日，发生在美国和加拿大的“8 1 4”大停电，使美国东北部和加拿大的大部分地区，包括纽约、底特律、克利夫兰、多伦多、渥太华等多个大城市的5 0 0 0 万居民陷入恐慌，工厂停产、列车停运、通信中断、供水供暖中断，造成3 0 0 亿美元的经济损失I”。第二，电能以光速传播，电力系统中的正常调整和切换操作，或某一设备发生故障时需要进行的切除操作，都必须十分迅速，仅依靠人工不可能达到效果，必须采用各种自动装置来迅速、准确地完成各项调整和操作。第三，由于各电力系统的电源结构与资源分布情况有关，而负荷结构却与工业布局城市规划、电气化水平等因素有关，因而各电力系统组成情况可能差别很大嘲。我国的9华南理工大学硕士学位论文多数工业中心都集中在华南、华东地区，而西部地区则拥有丰富的水利和煤炭资源，从而形成了“西电东送”的电力系统。第四，电能生产是一种能量形态转换，迄今为止人们尚未能找到一种经济、高效、大容量的储存电能的方法，因此要求生产与消费同时完成。从这一特点出发，要求电力生产的各环节之间具有十分紧密的相互依赖关系，经常保持电源和负荷之间的平衡，任一电力设备的故障，都将影响电力系统的正常工作。以上的第一个特点，电力能源在物理性能上的优越性，在社会各行各业中得到广泛应用，决定电力企业来自替代产品的竞争压力较少，后面的三个特点，决定了电力运营的复杂性和危险性。目前我国已完成了“厂网分开”的改革，电力企业分割成发电企业和电网运营企业两大类。与其它基础产业和公用事业一样，电力网络运营企业具有区域自然垄断性，用户很难选择使用不同的供应商，来自同行的竞争较少。由于国民经济对电力有很强的依赖性，给电力企业带来效益，同时也带来很高的风险。因此，电网运营企业最大的经营风险并非来自外部行业竞争，而是来自电网本身的安全，来自潜在的对社会造成重大影响、对资产造成重大损失的事故风险。2 2 电力设备及风险类型电力企业是设备、技术、资金密集型的企业，电力设备资产在企业经济活动中占很大的比重，以本人所在的广东电网公司佛山供电局为例，到2 0 0 4 年底，佛山供电局输变电网络中，拥有的一次设备主要有：1 1 0 K V 变压器2 2 3 台，2 2 0 K V 变压器3 6 台，5 0 0 K V变压器1 5 台，1 1 0 K V 及以上输电线路2 6 1 9 公里，1 0 K V 及以上断路器(开关)4 3 5 3 台：二次设备主要有：1 1 0 K V 及以上继电保护装置9 5 0 套。变电站监控系统1 2 0 套，以上设备还未包括1 0 K V 及以下电压的配电网设备。电力设备大多为有色金属构成，重要部件需要稀有金属，一般造价昂贵，因此电力企业也是资金密集型企业，佛山供电局固定资产目前已超过1 5 0 亿元。由于电力工业具有产、供、销在同一瞬间完成的特点，而且系统庞大，因此系统的调度、控制、测量等工作需要使用多种先进工业技术。如：电气、电子、信息、材料、化工等技术，因此