本文是一篇工程管理论文,本文对基于状态评价的电能计量装置运维管理方法进行研究,综合考虑多维度因素,通过专家咨询与层次分析,建立了电能计量装置状态评价模型,以某专家、某大用户计量装置作为算例,初步验证评价结果的合理性;
第1章绪论
1.1研究背景
电能计量装置是测量电能量的重要设备,它们在电力系统的各环节的使用都相当广泛,为供电费核算、电量测量等方面能提供完善的依据。由于各种类型的因素及风险,譬如接线错误、通信较差、参数设置错误等都会影响电能计量装置的正常使用,上述或其他故障或缺陷会对电能计量装置的正常运行带来严重问题,最终影响到电能计量装置的精确性。为了确保电能计量装置的精准无误,需要对运行的电能计量装置管理开展运维管理工作,主要包括设备巡查、现场校验、周期校验、故障排查、设备维护等,能够及时检测到电能计量装置存在潜在问题或故障,并对其进行有效的校准与检修,以使得损失控制在可控范围之内。
随着电力技术愈加成熟,国内供电企业认识到电能计量装置运维管理的重要性,国家政府机通过制定相关规程来规范电能计量装置的运维管理工作,当新建或经过改造的电能计量装置(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类电能计量装置)现场初次应用时,应对其进行现场校验,并定期进行校准测试和巡视巡查,不同重要等级的电能计量装置,及现场校验周期和巡视周期方法都有所不同,以电能表现场校验为例,对于Ⅰ类电能表而言,每6个月需要校准测试一次;对于Ⅱ类电能表而言,每年需要校准测试一次;对于Ⅲ类电能表而言,每两年至少校准测试一次。
对电能计量装置运维管理而言,通过固定周期的方法进行较为直接,但伴随存在的问题不容忽视,例如电能计量装置在实际运行过程中,受工作环境、条件等外界因素的影响,即便在同一周期内进行校准检验,则检测结果存在较大偏差。另外,电能计量装置的数量众多,按照规定的检验周期进行检验,则会使得检验工作的任务量较多[1]。同时,目前的检验规程与电能计量装置的制造水平之间存在一定的时滞性.随着电能计量装置制造工艺水平的不断提升,当前制造水平明显高于规程制定的技术状态,电能计量装置的性能以及可靠性也随之提升,从而使得平均无故障时间和使用寿命明显增加,因此,以往的检验周期无法很好适合新生产出电能计量装置的要求。
1.2国内外研究情况
1.2.1国外研究现状
西方国家对电能计量装置的研究起步较早,文献[2]重点研究了电能计量系统的评价方法和模式,通过基于Walsh函数及变换计量精准度提出了相应的评价模式。该种方法对准确度进行了有效评价,也可将其视为评价其他状态的主要参考依据。电能表精准性作为电力系统运行的重要组成部分,相关学者也建立健全了该项关键指标的部分评价标准及相关依据,并可将其作为电能表运行状态的系统评价指标之一。
随着时代的发展,电能计量设备的评价的手段方法丰富了起来,文献[3]重点研究了评价不同型号电能表动态运行特征的有效方法,评估的内容涵盖了标准表的选择方法、动态电源的发展动态以及不确定性等因素的评估;文献[4]对不同运行环境下的电能表运行状态进行分析,对电能表在不同电能质量环境下的运行特性进行对比,提出了下一代电能表的改进措施及针对该环境下电能表的现场运维等相关改善建议。文献[5]基于电能表不确定特征,重点研究了该特性的计算方式,通过LabVIEW来实现此种计算方式。研究结果表明:通过相关参数指标,可以精准测算出电能表的精准度,这将有利于供电企业工作人员可以更加高效掌握到电能表的计量误差。
除了电能表以外,对电能计量装置另一大重要组成部分——互感器的评价也是国外研究的重点,文献[6]将电流互感器二次导纳测量技术作为成熟技术来进行电流互感器二次回路的故障判断,部分西方发达国家也针对电能计量装置的电压、电流二次回路研发了一些状态监测系统。
第2章电能计量装置运维管理现状及状态评价基础
2.1电能计量装置运维管理概念
2.1.1电能计量装置功能与应用
电能计量装置供用电双方贸易结算的法律依据,其主要组成部分包括电能表、电压互感器和电流互感器及互感器二次回路:电能表是在各类计量点安装的电能表是电力企业同用户之间关键终端设备和链接枢纽,电能表是用电信息采集的关键装置,为电力交易双方提供明确的电能数据,电能表的主要参数有电压参数、电流参数、耗电计量参数、准确度等级等[24];电压互感器是将高电压转换为低电压的一种的仪用变压器,其主要参数包括:二次负荷、准确度等级等等。其使用过程中,二次电压和一次电压成正比关系,二次绕组也能够准确反映一次的电压回路的电压信息,对电能计量、继电保护起了至关重要的作用;电流互感器是在电力系统运行过程中提供的一次回路为大电流,普通测量仪器无法对这种大电流进行有效测量。通过电流互感器就能够将其转变为可测量的小电流。在电流互感器使用过程中,二次电流和一次电流成正比[25],二次绕组通过与测量仪表和继电保护装置相连接,从而准确测得一次回路的电流信号,起到电能计量、状态检测、记录等用途,电流互感器的主要参数有变比,准确度等级,二次负荷等。
2.2电能计量装置运维管理现状问题及研究意义
目前,各级电能计量装置管理机构在对开展电能计量装置运维管理时,由于电能计量装置在我国的使用广泛,总量庞大、价格较低,结构简单,所以相对其他大型、重型资产而言,管理手段较为单一直接。然而,电能计量会涉及到社会和谐、国计民生等方面的问题。传统对电能计量装置进行管理的时候通常倾向于一刀切式的周期管理或哪里出问题解决哪里的“事后管理”,这将会对计量资产管理水平进行评估的时候带来一定的困难。
以电能表为例,在2010年开始,国家电网每年安装数亿产值的智能电表,对于未到检定周期的电能计量装置,因缺少可靠的评价手段,无法对其可靠性和设备状态进行判断。尽管在营销系统、计量业务管理系统、用电信息采集系统,班组设备台账中,有大量与电能计量装置直接相关的数据,但由于数据使用方式较为单一,利用率不高,未能大量应用于状态评价中,造成大量数据的闲置浪费。
目前公司对电能质量管理的重点是关注设备入网后的性能能否满足相关的技术规范要求,忽略对设备运行状态的评估,对计量设备的寿命周期状态缺乏监控,计量设备的寿命和可靠性与国际先进公司相比存在一定的不足,主要表现在以下方面:
1)在电能计量装置运维管理实际工作中,随着用户数量的不断增多,电能计量装置运维管理工作量增长和运维能力有限的矛盾越来越突出;国网公司系统目前每年要执行大约180余万只·次电能计量装置的现场检验及200余万只·次电能计量装置现场巡视工作,而人员编制常年维持在2000名左右,人均年工作量一直脱离合理范围持续增长,这也给电能计量装置运维管理的能效带来极大考验。
2)电量计量制度存在短板,尤其是随着电力管理机制愈加趋于完善,现行的管理机制却与当前快速技术的发展不相匹配,更新速度滞后,对于电能计量系统的运维影响非常严重。所以电能计量装置的管理机制要与当前电力技术的发展保持一致,持续更新完善。特别是对于基层计量机构而言,当前仍旧存在着依靠经验来开展相关工作,并未有可参考的规章制度或操作规划,这样对电能计量管理工作的正常开展造成一定的影响[28]。
第3章电能计量装置状态评价模型建立与应用............................18
3.1基于层次分析法的电能计量装置状态评价模型建立流程.......................18
3.2电能计量装置状态评价指标构建及定量指标参考分级...........................20
第4章基于状态评价的电能计量装置运维管理制度构建.......................43
4.1电能计量装置状态运维管理组织体系...............................43
4.2电能计量装置状态运维信息化管理系统............................46
第5章基于状态评价的电能计量装置运维管理成效分析..........................55
5.1电能计量装置运维管理成本配置模型..........................55
5.1.1运维人力车辆成本...................................55
5.1.2运维试验耗材成本...........................57
第5章基于状态评价的电能计量装置运维管理成效分析
5.1电能计量装置运维管理成本配置模型
5.1.1运维人力车辆成本
①电能表带负荷检验
电能表带负荷现场检验需要两名工作人员,一名负责试验接线,一名负责检查接线和其他安全措施保障;平均每两名工作人员每天可以对6块电能表进行现场校验,由于I、II、III类计量点普遍存在于电厂或变电站等较为偏远的地区,现场校验需还配备一辆人员设备运输用车及一名驾驶员,一般配备为7座商务车。综上,平均每完成1块电能表现场校验,需1/3人·天的人力成本及1/6辆·天的7座商务车使用成本。
②电压互感器二次回路压降带负荷检验
电压互感器二次回路压降带负荷检验需要两名工作人员,一名负责试验接线,一名负责检查接线和其他安全措施保障;平均每两名工作人员每天可以对6条电压互感器二次回路压降进行现场校验,由于I、II、III类计量点普遍存在于电厂或变电站等较为偏远的地区,现场校验需还配备一辆人员设备运输用车及一名驾驶员,一般为7座商务车。
综上,平均每完成1条电压互感器二次回路压降现场校验,需1/3人·天的人力成本及1/6辆·天的7座商务车使用成本。
第6章结论和展望
6.1结论
本文对基于状态评价的电能计量装置运维管理方法进行研究,综合考虑多维度因素,通过专家咨询与层次分析,建立了电能计量装置状态评价模型,以某专家、某大用户