电力设备的寿命评估.doc

电力设备的寿命评估 郝江涛，刘念，幸晋渝，薄丽雅，陈　卓 (四川大学电气信息学院，四川成都610065) 　　摘　要：综述了电力设备寿命评估的各种方法、理论，介绍了国内外对电力设备寿命评估技术的研究动态，同时还对变压器、发电机和电动机的寿命评估方案进行了阐述。　　关键词：电力设备；寿命评估；方法；理论 　　Abstract: Different methods and theories for life evaluation of power equipment have been summarized, and the research developments of life evaluation technique for power equipments at home and abroad have been introduced as well. At the sa me time, the life evaluation schemes for transformer, generator and electric mot or have been set forth.　　Key words: power equipment; life evaluation; method; theory 　　电力设备的寿命评估是一项复杂的系统工程。变压器、发电机、电动机等大型电力设备经数 万小时的运行，实际上就是长期的热处理或者高强度的负荷试验，材料老化、绝缘受损等问题是高温运行的必然结果，尤其是那些超期服役的电力设备，除少量报废外，大部分仍在使用，老化问题日益突出，延长寿命使用依据不足，风险性很大。为了有效延长电力设备的使用寿命，让投资和回报有一个最佳平衡，必须进行寿命评估［1］。如何科学地评估 其剩余寿命，保证超期服役的电力设备安全运行是一个亟待解决的问题。 1国内外电力设备寿命评估技术的研究动态 1.1日本电力设备寿命评估技术简介　　日本对电力设备部件残余寿命评估的办法是按照1987年日本自然资源与能源署与日本国际贸 易与工业部联合颁布的国家导则进行的，第一阶段的研究内容包括3部分：（1）用制造锅炉 与汽轮机的典型材料进行破坏性与非破坏性试验，同时进行解析分析作寿命评估，比较这3 种方法并提出其各自的使用范围；（2）在实际运行部件上作非破坏性试验或取样作破坏性 试验并进行解析分析，进一步验证3种方法的适用范围；（3）对3种方法综合评价，总结出 各种改进办法。第二阶段的研究工作包括超临界机组设备部件的寿命评估以及疲劳-蠕变损 伤的非线性数学模型。1.2美国电力设备寿命评估技术简介　　美国电力研究院采用多数国家使用的“三级评估法”并制定出较完整的“综合寿命管理程序 ”作为美国电力企业寿命管理工作的通用导则。在三级评估工作中，“一级评估”是在企业 上层机构中进行的，尽量使用现有资料进行企业规模的全面综合分析，包括发电规划、电网 规划、用电规划与老厂寿命评估更新改造做经济分析对比。“二级评估”以设备的无损检测 为主要手段配合一般常规技术检查。“三级评估”一般需要破坏性试验、各种取样、机理研 究，甚至需要安装一些监测系统来最终确定损伤根源并提出解决办法。　　中国的寿命管理工作目前还是处于初级阶段，它仅限于某些技术专业内的活动，而且只作为个别设备、部件必要时的安全评估手段。 2电力设备寿命评估的方法及理论2.1寿命评估方法简介　　电力设备寿命评估方法分为三类：（1）解析法：根据各种运行情况下的材质老化数据和本机组使用时间、温度、应力大小及其分布状况、起停次数等工况，利用各种曲线、公式综合判断，然后可以预测部件的剩余寿命。该方法可以评价设备的任意部位，但机组运行时间长的话，机组的材料性能将发生变化，影响评价精度。同时这种方法是间接评估设备寿命的，有很多局限性。（2）破坏性检测法：从有代表性的部位取得试样后，进行相应的性能实验并进行组织断口状况分析、化学成分分析及碳化物分析，而后进行综合判断，进而预测部件材料的剩余寿命。这种方法在实际机组上取样有两种形式，一种是从评价的机组上直接取样；另一种是从电厂更换下来的、经过长期运行后的部件取样，其数据准确性高。第一种方法受结构限制，相应部位的取样会有各种困难；第二种方法需要有机组运行情况的详细记录。（3）非破坏性检测法：不破坏机组部件，通过外部测量、试验就可以定量掌握材质状况，因此也称无损检测法。该方法不需要切割小型样品，仅在实物表面上测定，比较方便。但该方法也有其局限性，因为材料的固有特性偏差较大，即使相同的部件，运行条件不同，则材料的老化程度也各不相同。　　实际上，在对机组部件进行寿命评估时，为使结果更加可靠，往往将以上的3种方法综合运 用。2.2寿命评估技