问题

中国电网为什么不采用故障抢修模式而采用计划检修模式?

回答
中国电网之所以主要采用计划检修模式而非故障抢修模式,这是由电网的特殊性、安全要求以及经济性等多种因素共同决定的,并且在发展过程中不断优化和调整。下面我将从几个关键角度来详细阐述:

1. 电网的连续性和供电可靠性是生命线

电网的本质: 电网是一个庞大、复杂的、高度互联的系统,其核心功能是为社会生产和生活提供稳定、可靠的电力供应。任何一个环节的故障都可能引发连锁反应,导致大面积停电,其后果是灾难性的。
计划检修的优势: 计划检修是在设备运行状态良好、对电网影响最小的情况下,提前安排的定期维护、检查和保养。这种模式可以:
预防性地发现和处理潜在问题: 通过对设备进行细致的检测,能够及时发现那些尚未发展成严重故障但可能在未来带来风险的隐患,如绝缘老化、连接松动、设备磨损等。
降低突发故障的概率: 通过对关键设备和线路的维护,能够显著降低其发生突发故障的几率,从而保障电网的整体稳定性。
为故障抢修争取时间: 即使发生故障,计划检修所建立的良好基础和健全的检修体系,也能为快速定位和修复故障提供支持,缩短停电时间。
故障抢修模式的局限性: 如果电网主要依赖故障抢修,意味着是在设备发生故障后才进行修复。这种模式的缺点是:
响应滞后,损失巨大: 故障发生后,抢修团队需要紧急出动、定位故障点、评估损坏程度、组织人力物力进行抢修。在此期间,停电造成的经济损失、社会影响和用户不满是难以估量的。
故障原因复杂,修复困难: 突发故障往往原因不明,可能涉及多种设备或系统的综合性问题,处理起来更加棘手和耗时。
难以保障电网整体安全: 长期处于“救火”状态,电网运行管理会非常被动,安全风险也难以得到有效控制。

2. 电网设备的复杂性和周期性

设备种类繁多: 电网涉及变压器、断路器、线路(架空、电缆)、继电保护装置、自动化设备、电容器组、避雷器等各类复杂的电力设备,它们各自有不同的工作原理、使用寿命和维护需求。
设备老化和损耗: 任何机械和电气设备都会随着时间的推移而老化、损耗,性能会逐渐下降,直至失效。这种老化过程是渐进的,提前通过计划检修来评估和处理,比等到设备彻底损坏再修复要经济和高效得多。
定期维护的必要性: 很多维护工作需要停电才能安全有效地进行,例如更换绝缘子、检修变压器内部组件、测试电缆绝缘性能等。计划检修正是为了集中安排这些需要停电的作业。

3. 安全是电网运行的重中之重

人身安全: 电网运行环境往往高压、高风险,设备带电时进行检修作业是对人员生命安全极大的威胁。计划检修通过提前停电,创造安全的作业环境,是保障检修人员人身安全的首要前提。
设备安全: 不当的操作或带电作业,不仅可能损坏设备,还可能导致设备爆炸、火灾等次生事故,威胁电网整体安全。
电网安全: 突发故障可能导致电网频率、电压不稳定,严重时引发电网崩溃。计划检修通过对关键设备的维护,增强电网的韧性,提高抵御外部干扰的能力。

4. 计划性检修的经济性考量

资源优化配置: 计划检修可以根据设备的维护周期、性能状态以及电网的负荷情况,提前规划检修项目、所需人力、物力(备品备件、检修工具)以及作业时间。这使得资源能够得到更合理、高效的调配,避免了临时抽调和紧急采购造成的浪费。
成本控制: 相比于故障抢修的临时性和紧迫性,计划检修可以在市场行情较好时采购备品备件,选择合适的承包商,并在作业高峰期到来前完成维护,从而可能获得更优的价格。同时,提前修复隐患的成本,通常远低于设备发生故障后的维修和因此造成的停电损失。
延长设备寿命: 定期、科学的维护,可以显著延长设备的使用寿命,推迟设备更新换代的周期,从长远来看降低了整个电网的投资成本。

5. 计划检修的体系化和标准化

标准化流程: 计划检修建立了一套标准化的作业流程、技术规范和安全规程,所有检修活动都必须遵循这些规范,保证了检修质量和安全水平。
知识和经验积累: 通过长期的计划检修实践,电网企业积累了大量的设备维护知识、故障分析经验和技术改进方法,并不断反馈到检修计划的制定和执行中,形成良性循环。
风险评估与控制: 计划检修包含详细的风险评估环节,针对每项检修作业识别潜在风险,并制定相应的风险控制措施。

当然,这并不意味着电网完全排斥故障抢修。 计划检修是为了最大程度地减少突发故障的发生,但对于一些突发性的、不可预见的故障,故障抢修是必不可少的。在这种情况下,一个高效、专业的故障抢修队伍和完善的应急响应机制是电网运行的重要组成部分。

总结来说,中国电网之所以以计划检修为主,是因为:

保障供电连续性和可靠性的根本需要。
应对复杂设备老化和损耗的必然选择。
确保人身、设备和电网安全的最高原则。
实现资源优化配置和成本控制的经济必然。
构建系统化、标准化、专业化的运维体系的基石。

这是一种“预防为主,抢修补充”的运维策略,是保障现代社会运转的电力动脉得以安全、稳定、高效运行的关键所在。

网友意见

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不止是中国电网,全世界的电网都不敢单一采用故障抢修模式。电网是多类输变电设备的集合,再加上发电设备,整个电力系统的检修安排是一项极其复杂的系统工程

下面从理论的角度来捋一捋一下“电网检修”这件事。

设备检修方式的类型和演变历史

从理论上讲,设备管理和检修方式可以分为以下四种:

这四种检修方式具体如下:

  • 事后检修,就是出现故障后进行的反应性检修。 但是这种检修方式的问题在于,等到故障发生才进行检修,可能造成设备的损毁,甚至造成更严重的经济损失,于是有了下一种检修
  • 预防性计划检修,也称为定期检修,与事后检修不同的是,这种检修方式强调防患于未然。这往往是基于经验和统计数据的,根据掌握的设备的平均寿命和故障率情况,按照预定时间或检修周期进行检修。这里提到的设备寿命和故障率,通常是按照下面这个曲线来操作的,通常称为设备故障率浴盆曲线。也就是说,通常在设备刚投入的适应期和快到寿命年限的临终期,故障率较高,而中期比较平稳。 这种检修方式的问题在于,检修的频率难以确定,频率低了,设备故障风险就高;频率高却意外着更高的设备停运时间和更高的人员维护费用,接着便有了状态检修与定期检修相配合。
  • 状态检修,以设备状态为基础,对设备和运行情况进行监测和测量,结合巡视数据、历史可靠性数据、人工智能技术,预测和分析设备状态,以此来安排指导设备的检修。这种方式中,如果指标一切正常,则可以免去不必要的检修;如果设备运行数据异常,甚至可以额外安排必要的检修。状态检修与定期检修的结合,可以有效降低检修频次,同时也让检修的针对性和效应更强。但是,电网是个系统性工程,难以简单的安排,逐步产生了优化检修。
  • 优化检修,是指通过对现有设备的设备状态进行评估,比较权衡上述三种检修方式,最终确定用哪种方式更可靠,也更经济。这也是题主提问中说到的计划检修模式。

接下来就是分析为什么要优化,以及如何优化。

为什么电网的检修是一项系统性工程

最核心的三个关键词——繁杂、耗时、互联。

繁杂:电网需要检修的设备真是不计其数,大到输电线、杆塔、变压器、绝缘设备、继保元件、各种系统……,实在太多,多到数不清,为了便于理解,我后边的讲述就集中于大型关键设备。当然,不同类型的设备,可以交由不同工种的专业人员来维修。但真正头疼的是,电网以及电力系统是一个多环节、多层次的高度互联的整体网络

耗时:电网中的大型、超大型设备极多,大型变压器,以千米为单位的输电线路,甚至是百千米以上的特高压线路,这些设备的检修可不等同于家用电器,尤其是线路及相关系统,它们的检修是以天计的,有的设备检修需要十几、甚至几十天。

互联:电力网络是一个相互关键的整体,换言之,你因检修停运的每个设备,都会有直接关联的本环节或者另一个环节的设备受影响。比如,在下面这个简化的电力系统场景。

这个图中,不考虑线路备用,不考虑输变电不同电压等级,也不考虑用户侧的情况,即使做了如此多的简化,在其中安排设备检修时就面临下面的问题(包括但不限于):

  • 如果线路A-1检修:那么发电机也不能发电机A也就只能休息了,同时也意味着系统减少了A这么多的供电能力。
  • 如果变电站1检修:于变电站1内部,就要衡量是否要切换备用变压器(一个变电站通常有备用变压器),运行方式的变化就要提前安排了。如果没备用,那么要考虑限制A和B的发电量了,发太多,可能变电站撑不住,最终这个系统的供电能力就受变电站1容量的限制了。
  • 如果变电站1和变电站2之间的某条线路检修:看样子一条检修,还有两条备用。但实际上,这个时候就要考虑输电线的承载能力了,原来可能是三条100MVA的,能送300MVA电量,现在一条检修,另外两条最高只能送200MVA,结果还是容量受限了。

在这个例子中,如果要检修,当然影响最小的方式,就是协调好多方。比如线路A-1、变电站1、变电站2、及1与2之间的线路尽可能同时检修,这样产生影响的时间最短。另外,比如A-1和B-1不要同时检修,不然系统就断电了。类似于这样的需要考虑的事情还有很多。

在这么简化的一个系统里,随便一说,就发现,真的是处处关联。而真实的电力系统,可比这复杂的多的多,随手找了一个网上某省主干网的图,这还只是主干网,更复杂的配电网还没包括!!!!

这么复杂的工程,优化是决策人员的必选项!必须先理清所有的设备需要如何安排检修,然后还要在可调节的范围内,尽可能地做最大的优化调整。这不仅关乎成本,更关乎电力系统的可靠性和安全性。

当然在执行层面,电网检修也是根据设备的重要程度、检修耗时等因素,分别安排了年度、月度等不同时间尺度的检修的。

制定检修计划的方法论

前面讲那么多原因,真到实操层面更复杂。

整体上,检修计划的所有调整要能保证或者达成以下目标:

  • 电力系统的稳定性和可靠性。系统的安全可靠运行是基础,在优化过程中,需要考虑容量是否充足,备用是否足够等。
  • 整体的经济性。设备的检修会在电网内部,以及与上下游的发用电环节互相关联,尤其是重要设备,一定会对多方的经济性都造成影响。在调整时,一定要平衡各方和经济利益关系。

对于复杂电网,检修计划的制定是一个复杂的优化问题,也就是数学领域的运筹学的内容,在这里就不展开了,但对于其原理,我之前在下面这个回答中描述过,供参考。

对一个冷门问题,居然敲了这么多字,看到这里,觉得还算专业的,赏个赞以示安慰吧,哈哈!

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