第四节  可靠性管理在电力工业中的应用

一、发电厂可靠性

被评估的发电厂在规定的时间内能够按照规定的技术指标发出预定的电力的能力。这种能力的大小，可用可靠性指标来定量表示。分析研究发电厂的可靠性的目的在于从电厂的生产各环节找出使发电厂丧失正常功能的因素，全过程地（规划设计、设备创造、安装调试、生产运行、检修维护等环节）分析其原因，找出对策。同时经过大量的数据统计、分析，提出定量评价的准则，探讨提高发电厂可靠性的途径和方法。研究分析发电厂的可靠性，有助于改进上述各环节的质量，提高可靠性管理水平，也有利于提高发电厂的经济性。

1．状态划分

发电厂的可靠性，从某种意义上霁是建立在组成发电厂的设备（包括升压的站的输变电设备）的基础之上的。而发电设备的状态分类是可靠性统计的基础。中国的电力可靠性统计的状态分类按照故障树原理由上而下编制。状态分类保证了在全时域内无遗漏、无重叠，使统计对象在任一时刻必须处于某种状态中；在某一特定时刻只能处于某一特定状态中。发电厂机组（锅炉、汽机、发电机等）状态划分如下：

发电厂辅机（各种磨煤机、泵、风机、高压加热器等）的状态划分如下：

输变电设施状态划分如下：

2．发电厂机组可靠性指标及计算公式

发电厂机组的可靠性指标主要有：可用系数、等效可用系数、非计划停运次数和时间、强迫停运次数和时间、强迫停运率、平均连续可用小时、平均无故障可用小时等多项。各指标的计算方法如下：

（1）可用系数：单台机组可用系数（AF）按下列公式计算，即

式中    可用小时（AH）——机组处于能够运行（即运行＋备用）的小时数；

统计期间小时（PH）——机组的统计期间小时数（如1年即为8760h）。

多台机组或全厂的可用系数计算公式为

式中    P_i——第i台机组的额定出力；

(AF)_I ——第i台机组的可用系数；

    n——机组的台数。

（2）等效可用系数（EAF）：机组计及降低出力影响后的可用系数，其计算公式为

式中  降低出力等效停运小时（EUNDH）——机组运行中降低出力小时折算至机组全出力停机的等效小时数。对于全厂或系统中多台机组的等效可用系数，仍可按机组的额定出力加权而得。

（3）强迫停运率（FOR）：单台机组的强迫停运率（FOR）的计算公式为

    此指标表征机组的健康水平对运行影响的程度。全厂或多台机组的FOR仍可按机组出力加权而得。

（4）等效强迫停运率（EFOR）：考虑降低出力影响的强迫停运率（EFOR）的计算公式为

（5）平均连续可用小时（CSH）：其计算公式为

（6）平均无故障可用小时（MTBF）：其计算公式为

3．发电厂的可靠性管理

发电厂的可靠性管理是现代化发电厂生产管理的中心内容，它包括发电厂的出力管理、可靠性指标管理、设施维修和更新管理、运行准则（含规程）管理和人员培训管理。所谓管理，其内涵包括有关的政策条令、人员组织、实施计划及应用技术等。发电厂可靠性管理的目标是在低耗多发条件下的安全运行。

可靠性指标的管理又是发电厂可靠性的中心内容，也是发电厂生产管理的中心内容。其中可用系数的管理目前已成为各电厂主管单位可靠性指标目标管理的重要指标。他们根据该发电厂运行可靠性指标的历史记录，考虑到今后的检修安排和更新计划，指定并下达该发电厂的可靠性目标。发电厂的主管领导，根据上级下达的指标，分解与分配至该发电厂的职能部门，采取措施以保证可用系数指标的实现。由于可用系数反映该厂的生产能力，所以，不论是发电厂的主管单位（如网、省公司等），还是某一发电厂，均必须定期做出本单位的可用系数分析和可用系数预测。尤其是必须根据历年影响可用系数的非计划停运事件的原因分析及部件分类，结合各种在线的诊断监测仪表、诊断结果，找出对策、加以消除，做到防患于未然，以求最低的非停运发生，达到最佳的运行（含备用）工况，实现最高的经济效益。

二、输变电设施可靠性

输变电设备的可靠性是以设施功能为目标，面向设施，在规定的运行条件下，在预定的时间内，完成规定功能的能力。例如断路器的可靠性是指对断路器在规定的运行环境下，在预定的时间内，接通知连续承受正常电流、开断电路正常电流，以及短时承受和切断规定的非正常电流的能力的量度。输变电设施可靠性的统计、分析，是深入掌握和评价输变电设施在电力系统中运行状况的主要措施，对改进设备制造、安装质量、工程设计和生产管理等也具有重要意义。

1．输变电设施分类的状态划分

输变电设施状态划分如下：

其中

使用——设施处于应统计的状态；

可用——设施处于能够完成预定功能的正常状态；

运行——设施与电网相联接，并处于带电的状态；

备用——设施可用，但不在运行状态；

不可用——设施不论由于什么原因引起的不能完成预定功能的状态，在这种状态下，设施必须从系统切除，经过检修才能恢复可用状态；

非计划（故障）停运——设施处于不可用而又不是计划停运的状态，分第1～4类非计划停运；

计划停运——大、小修、预试、清扫、改造施工。

2．输变电设施可靠性指标及其计算公式

（1）非计划（故障）停运率。其计算公式如下

（2）可用系数（AF）。其计算公式如下

（3）运行系数（SF）。其计算公式如下

（4）强迫停运率（FOR）。其计算公式如下

（5）平均连续可用小时（CSH）。其计算公式如下

（6）暴露率（EXR）。其计算公式如下

（7）平均无故障操作次数（AOT）。其计算公式如下

三、供电系统用户可靠性

供电系统用户可靠性，直接体现供电系统对用户的供电能力，反映了电力工业对国民经济电能的需求满足程度，是供电系统的规划、设计、基建、施工、设备制造、生产运行、营业服务等方面质量和管理水平的综合体现。

1．停电性质的分类

2．供电系统用户可靠性指标及计算公式

供电可靠率（RS₁）为在统计期间内，对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数比值，其计算公式如下

若不计外部影响则记作RS₂，其计算公式如下

若不计系统电源不足限电时，则记作RS₃，其计算公式如下

用户平均停电时间（AIHC）的计算公式如下

四、电力可靠性指标在电力工业生产中的应用

自1994年宁波全国电力可靠性工作会议、1995年张家界全国电力可靠性专责工作会议后，电力工业的可靠性已开始向更深更广的方向发展。特别是自19944年之后，一年举行一次电力可靠性指标发布会，形成了制度，得到了规划设备、设备制造、基建安装和生产运行部门的赞同和认可。机械工业部在1997年的指标发布会后，就立即召开了质量工作会议，表示要用可靠性管理的数据分析，促进设备质量的提高。各电力企业在双达标、创一流企业、基建移交生产达标的工作中均施行可靠的目标管理，不断为提高发电机组的等效可用系数，降低强迫停运率，降低停电用户数而制定整改措施。例如，为了进一步提高供电可靠率，确保创一流重点指标RS₃≥99.96％的实现，各网、省公司及供电企业，加强了全过程的可靠性管理，施行了可靠性目标管理，制定了供电可靠率目标值，并分解下达给各基层单位共同努力完成。工作中，加强协调好大型工程施工、线路检修等与变电所的大修时间，以求得同步进行。积极而慎重地推行状态检修，以延长检修周期和缩短检修时间。积极开展配电网的带电作业，加大措施力度，加大城网改造力度，分

地段有步骤地提高110kV及以下各级电压变压器的容载比和线路互带备用能力。采用先进的在线监测设备，配备故障检修车，快速处理突发性事故。配置移动发电机，解决市政建设临时供电需要。也就是说以可靠率为龙头，全过程地加强各项管理和加大配网的技术改造，从而达到最大限度的满足国民经济及人民生活对用电的需求。国内外的制造厂商在指标发布会后纷纷要求可靠性管理中心提供更详细的停电事件检索和相关可靠性指标，从中分析其原因，同时与用户共同制定改进措施，加大了为用户服务的力度。总之，一年一度公开发布可靠性指标的制度，对加强设备的全面质量管理和全过程的安全管理，提高规划设计、设备制造、基建安装质量和生产使用水平起到了良好的作用。

下面用表列出1994年～1996年度大型发电机组可靠性数据（见表6-2）、1994年～1996年输变电设备可靠性数据（见表6-3）及1994年主要城市10kV供电可靠性数据（见表6-4）。

表6-4                        1994年10kV供电可靠性数据