设备风险管理最佳实践..doc
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设备风险管理最佳实践
报送单位：
历城供电公司
专业名称：
设备管理——设备基础管理
报送日期：
2011年5月
摘要：
设备风险管理全称电力企业设备定量风险评估管理是一项涵盖并以安全工程、可靠性工程、风险分析等为基础的综合性管理体系。
风险管理主要包括风险分析、风险评价与风险控制三大部份。
针对电力工业自身的特点及电力市场化改革的进程，为了更好的保证电力设备的稳定运行，综合设备损失、人身环境损失、电力系统损失和社会损失等多种因素对设备进行风险分析，对电力设备的风险指数进行量化评估，为决策提供依据，针对影响风险指数的因素进行整改，做到降低风险指数，对设备的故障发生率做到可控管理。
专业管理的目标
1.1企业发展对专业管理的要求
电力作为高风险产业，不仅源于其公用事业属性，以及技术资金密集、供求瞬时平衡、生产运行连续等特征，同时电力项目投资额巨大、建设周期长、沉没成本高，而且经济体制改革的深入，经济发展直接造成了用电负荷的快速增长，电力行业规划建设、生产经营的不确定性加大，电力设备运行风险增加。
根据“十一五”期间电力体制改革的任务，面对我国电力市场化发展的现状，增强风险意识，树立风险观念，加强风险管理将是电力企业的重要任务。
对设备风险进行科学的评估，合理地调整设备的维修时机和方案，分析风险改进投资对变电设备的风险水平减小之间的和谐关系，不但可以保障电网的安全稳定运行，而且可以减少企业在人力物力方面的投资，降低维修成本，提高经济效益。
1.2目标描述
电力企业设备定量风险评估管理（简称QRA）建立与发展从内部来看，不仅综合设备的预防性试验、检修周期、故障发生率等多种因素的专业分析作基础，从外部而言有负荷增长速度，大客户最大用电负荷、舆论导向等因素的影响。
变电设备QRA对设备管理的作用主要体现在：
通过QRA有利于设备管理者将设备风险水平控制在规定标准的风险水平之内，并符合最低合理可行原则；通过开展QRA可帮助设备管理者全面识别风险，并按轻重缓急排序，以有助于管理者将精力、财力、物力集中于风险控制的重要紧急领域，使风险管理决策更为合理、效果更好、成本最小；通过对各种风险控制方案或安全改进措施进行QRA，使决策者对方案措施进行优劣选择，为公司提出决策支持。
电力企业设备风险将对其它企业和主体带来连带影响，并产生放大效应，电力系统安全、可靠、高效、优质是各行各业和政府管理部门共同的愿望。
电力企业实施变电设备QRA具有现实意义。
1.3专业管理的范围
设备风险管理范围包括：
风险分析、风险评价和风险控制。
1.4指标体系及目标值
根据公司实际情况，评价和考核设备风险管理水平的指标体系及目标值如下：
序号
指标名称
目标值
目标说明
1
设备可用率
99.6%
反映可投运设备总数与设备总数的比例
2
设备完好率
100%
反映一类设备和二类设备总数与设备总数的比例
3
设备一类率
99.4%
反映设备定级中变电设备的一类设备所占比例
4
设备事故率
0次/台·年
反映发生设备事故的次数与运行设备数量之比
1专业管理的工作流程
2.1完成工作的组织机构
公司在安全生产委员会下，成立设备风险管理领导小组，由负责生产的副经理担任小组组长、生产技术部主任任工作小组组长，组织协调项目的实施，办公室设在生产技术部。
工作小组成员由生产技术部、安全监察部、检修工区、变电工区、调度所、营销部等相关部门的负责人组成，负责设备风险管理的实施。
设备分线管理组织机构图：
2.1.1.领导小组的主要职责：
1）审批公司设备风险管理的规划、相关策略；
2）审批设备风险管理的实施方案；
3）审批设备风险管理相关的管理制度和工作流程；
4）审批设备风险管理的决策方案。
2.1.2.工作小组的主要职责
1）建立实施设备风险管理的组织机构，明确职责；
2）确定公司开展设备风险管理的目标；
3）负责公司设备风险管理工作的组织、领导和协调；
4）审查有关部室、单位提出的决策建议，并做出决策方案；
5）监督和检查变电设备风险管理的进度和质量，评估实施效果
6）组织和领导变电设备风险管理的宣传和培训工作；
2.1.3.生产技术部的主要职责：
1）编制和修订公司实变电设备风险管理的规划，制订实施设备风险管理相关管理制度和工作流程；
2）整理分析有关设备风险因素，向公司提交设备风险分析报告，提出决策建议；
3）评价决策实施结果，不断改进和完善风险评价体系。
2.1.4.安全监察部的主要职责：
1）负责月度安全分析、月度变电设备风险点分析的整理和上报；
2）负责监督检查检修施工现场的安全，保证各项工作安全有序进行。
3）负责提交人身环境风险分析评估报告。
2.1.5.检修工区的主要职责：
1）负责检修试验报告，上报月度安全分析和变电设备风险点分析；
2）按规定完成对所辖设备的检查、试验、调试、消缺和数据采集；
3）进行设备异常分析、趋势分析和设备性能评估；
4）负责提交设备损失风险分析评估报告和初步的检修建议；
5）具体设备的检修计划、检修项目安排等检修管理。
2.1.6.变电工区的主要职责：
1）负责设备的运行管理，定期巡视及时对可疑信号及设备温升作出初步判断；
2）负责根据设备缺陷管理标准及时发现并合理对缺陷进行正确分类，向生产技术部上报设备缺陷。
2.1.7调度所的主要职责：
1）负责设备调度管理，及时记录并上报设备异常信号及数据；
2）负责提交电网系统风险分析评估报告。
2.1.8营销部的主要责任：
1）负责对客户的投诉及服务满意度进行调查上报；
2）负责提交社会损失风险风险分析评估报告。
2.2岗位设置、岗位职责及岗位人员能力说明
2.2.1领导小组组长：
分管经理。
负责审批公司设备风险管理的规划、相关策略；审批设备风险管理的实施方案；审批设备风险管理相关的管理制度和工作流程；审批设备风险管理的决策方案。
熟悉国网公司及集团公司关于设备风险管理的总体要求和相关制度；掌握公司整个电网状况，了解公司电网总体规划目标。
2.2.2工作小组组长：
生产技术部主任。
负责建立实施设备风险管理的组织机构，明确职责；确定公司开展设备风险管理的目标；负责公司设备风险管理工作的组织、领导和协调；审查有关部室、单位提出的决策建议，并做出决策方案；监督和检查变电设备风险管理的进度和质量，评估实施效果组织和领导变电设备风险管理的宣传和培训工作。
熟悉国网公司及集团公司对状态性设备风险管理总体要求和相关制度；能够对设备风险管理方案进行审定和技术指导。
2.2.3工作小组成员：
生产技术部专工（兼）。
负责编制和修订公司实变电设备风险管理的规划，制订实施设备风险管理相关管理制度和工作流程；整理分析有关设备风险因素，向公司提交设备风险分析报告，提出决策建议；评价决策实施结果，不断改进和完善风险评价体系。
熟悉设备风险管理的相关规章制度，制定并全面掌握设备的各项评分策略，对检修方案进行审核并提出指导意见。
2.2.4工作小组成员：
安全监察部主任。
负责月度安全分析、月度变电设备风险点分析的整理和上报；负责监督检查检修施工现场的安全，保证各项工作安全有序进行。
负责提交人身环境风险分析评估报告熟悉国网公司及集团公司安全生产管理的相关制度和管理规定。
2.2.5工作小组成员：
检修工区专工（兼）。
负责检修试验报告，上报月度安全分析和变电设备风险点分析；按规定完成对所辖设备的检查、试验、调试、消缺和数据采集；进行设备异常分析、趋势分析和设备性能评估；负责提交设备损失风险分析评估报告和初步的检修建议；具体设备的检修计划、检修项目安排等检修管理。
要熟悉设备风险管理相关规章制度，熟悉相关业务知识和设备专业检修标准，对设备风险等级做出初步判定。
2.2.6工作小组成员：
变电工区主任。
负责设备的运行管理，定期巡视及时对可疑信号及设备温升作出初步判断；负责根据设备缺陷管理标准及时发现并合理对缺陷进行正确分类，向生产技术部上报设备缺陷。
要熟悉设备风险管理的相关规章制度，熟悉相关业务知识和设备运行管理标准。
2.2.7工作小组成员：
调度所主任。
负责设备调度管理，及时记录并上报设备异常信号及数据；负责提交电网系统风险分析评估报告。
要熟悉设备风险管理的相关规章制度，熟悉相关业务知识和设备调度管理标准。
2.2.8工作小组成员：
95589班长（兼）。
负责对客户的投诉及服务满意度进行调查上报；负责提交社会损失风险风险分析评估报告。
熟悉相关业务知识和客户服务准则。
2.3流程图
2.4流程过程控制方法说明及节点工作的做法描述
公司实施设备风险管理工作由确定目标及范围、风险辨识、频率分析、风险测定估计、后果分析、风险标准及可接受性几方面组成一个闭环管理系统，主要流程如下：
图
。
目标及范围
设备风险管理目标是通过实施变电设备定量风险评估管理，可帮助电力企业全面识别设备风险，有利于电力企业将设备风险水平控制在规定水平之内，并针对风险作出正确、合理的决策。
设备风险管理范围是待分析设备损失、人身环境损失、电力系统损失、社会损失的主要影响因素
风险辨识
1）设备损失风险
当设备故障发生后,设备自身可能承受一定的损坏。
该损失对应的风险是指把设备恢复到先前可正常工作所付出的成本,分设备维修和设备更换2种情况。
考虑到地区之间的差异,在状态评估和故障诊断结果的基础上,应该调查当前设备损坏发生后厂家所需的维修或者更换成本,再结合设备所属企业需要考虑的人力调配等间接的费用,综合得出设备损失。
2）人身环境损失风险
设备一旦损坏后,可能会发生爆炸之类的恶性事件,危害到人身安全。
绝缘油泄漏和SF6气体泄漏等现象,又有可能危害到环境。
这类损失较难用货币指标进行衡量,尤其是在当前企业毫不犹豫地将人身安全置于第一位的普遍认同中。
如果在不得已的情况下必须要考虑该损失的经济成本,则需要通过分析以往的案例和相关法律法规的条款,由法律专业人士判定。
美国就有将人身伤亡和环境污染直接按行业进行成本划分的先例。
3）电力系统损失风险
设备故障发生后,常常导致非计划停运,从而给电力系统造成难以预计的供电量损失。
这类损失与整个电网结构和其他相关设备的故障发生概率密切相关,其计算也较为繁复,尤其是要考虑整个系统的稳定问题时。
但一般来说,对于目前的电网,单个设备能够影响到的范围一般较小,因此在一定前提下可以适当简化计算。
系统损失与系统网架结构和负荷分布有关,最简单的结构模型为串联模型和并联模型。
这方面的损失将在算例中进一步阐述。
4）社会损失风险
社会损失是由于电力系统供电量的损失而产生的,供电量损失可以用两个不同的指标来进行衡量,即:
停电总时间内电能损失和停电次数。
由于供电量损失引起的社会损失可以用两种方法来进行计算。
一是单位电能对应的GDP（产电比）,这种方法可操作性好,但和GDP的统计口径有较大关系。
二是用户期望单位电能损失,这需要调查大量的用户,由用户自己评价电能损失可能会导致自己多大程度的损失。
对于特殊用户,损失不仅是由电能损失引起,还和停电次数有关。
这方面的损失同样需要进行大量的调查工作才能进行评价。
此外,也可根据《供电营业规则》中第九十五条的规定来计算。
频率分析
即确定风险可能发生的频率，其方法主要有历史数据统计分析、故障树分析与失效理论模型分析。
历史数据（包括设备图纸、说明书、安装记录、台帐、出厂试验报告等）统计分析是根据有关事故的历史数据预测今后可能发生的频率。
因此要建立风险数据库，既作为QRA的基础，又作为风险决策的依据。
故障树分析作为一种自上而下的逻辑分析法，把可能发生的事故或系统失效（顶事件）与基本部件的失效联系起来，根据基本部件的失效概率计算出顶事件的发生概率。
失效理论模型分析是在历史数据与专家经验的基础上，采用某种失效理论模型来计算风险发生频率。
风险测定估计
设备风险可以从设备损失、人身环境损失、电力系统损失和社会损失4个独立的方面来进行计算。
设备总风险值可以表示为:
R（t）=K（t）Σ4i=1WiOi（t）Qi（t）
其中:
R（t）为单一设备故障引起的设备总风险;K（t）为设备缺陷引起设备故障发生的可能性;Oi（t）为设备故障引起的不同后果;Wi为4个因素在某种权重关系下的系数;Qi（t）为设备故障引起4个因素风险的可能性,t为某一时刻。
公式中的求和符号应视作广义上的求和,而不是简单的相加。
这是考虑到某些时候人身安全风险难以量化,仅当风险值均为统一量度的数值时,才可以在一定的权重系数关系下简单相加。
此外考虑不同决策者面对风险的态度不同,权重系数可以有不同的取值。
K（t）的计算非常困难,但可以通过对设备的状态评估结果和历史统计数据进行反演计算得到[9-14]。
Qi（t）可以根据实际发生的故障统计得到。
确定这2个关键的概率后,就可以开始进行设备风险评估了。
后果分析
即分析特定风险在某种环境作用下可能导致的各种事故后果及损失。
其方法主要有情景分析与损失分析。
情景分析通过事件树模型分析特定风险在环境作用下可能导致的各种事故后果。
损失分析是分析特定后果对其它事物的影响及利益损失并归结为某种风险指标
风险标准及可接受性
风险标准及可接受性应遵循最低合理可行（ALARP）原则。
ALARP原则是指任何系统都存在风险，而且风险水平越低，即风险程度越小要进一步减少风险越困难，其成本会呈指数曲线上升。
也就是说，风险改进措施投资的边际效益递减，最终趋于零，甚至为负值。
因此，必须在风险水平与成本间折衷考虑。
如果设备定量风险评估所得风险水平在不可接受线之上，则该风险被拒绝，如果风险水平在可接受线之下，则该风险可接受，无需采取风险改进措施；如风险水平在不可接受线与可接受线之间，即落人ALARP区（可容忍区），这时要进行风险改进措施投资成本风险分析或风险成本收益分析。
分析结果如果证明进一步增加风险改进投资对变电设备的风险水平减小贡献不大，则该风险是可接受的，即允许该风险存在，以节省投资成本。
设备的检修管理
要根据公司已审批的设备状态数据分析报告和检修决策，编制公司年度输变电设备检修的具体检修方案，并履行各级审批制度。
检修方案应指明由于开展设备状态检修后延长的周期和有关调整的检修和试验项目。
检修结果评价
在每个检修项目结束后，都应进行评估，根据检修中发现的问题和检修结果，重新审视检修方式，检测技术、分析判断结果，作业指导书和相关制度不断修正，完善提高。
持续改进，不断提高实施状态检修的水平
实施状态检修是一个动态的、不断改进、闭环运行的管理系统。
实施设备状态检修的各项选择和决定，应在实践检验的基础上不断加以改进完善。
同时，随着新技术的应用和对某些故障机理的进一步认识，应对原定的状态数据、监测手段和频度、检修方式作出调整。
节点工作的做法描述
节点1：
生产技术部制定状态性检修管理办法，明确分工。
节点2：
生产技术部审核检修工区、线路工区、调度所等提报的技术监督、运行监测、定期检测等计划，形成公司计划并公布实施。
节点3：
调度所操作队将设备的缺陷、运行、巡视、在线检测传递的实时数据与设备状态相关的实时运行信息录入CMIS。
节点4：
各班组将自己管辖设备的铭牌信息依次录入CMIS的设备台帐中，并保证其正确性和完整性。
检修工区高压试验班将设备的交接、预试、大修前后的试验数据输入，并保证其正确性和完整性。
节点5：
状态性检修管理软件上述信息进行综合分析并进行打分。
节点6：
检修工区、调度所根据CMIS的综合评分给出该设备的检修意见。
节点7：
生产技术部汇总检修部门的意见并进行审核后报状态性检修工作小组进行进一步研究。
节点8：
状态性检修工作小组审核研究后得出结论并将检修方案提报领导小组审批。
节点9：
领导小组批示，设备评分合格可延期检修，设备评分不合格传检修部门限期或立即检修。
节点10：
根据工作小组和领导小组的批示，生产技术部专工根据需要检修的设备安排检修计划。
节点11：
根据检修计划，检修部门制订出详细的切实可行的检修方案，按照检修方案对设备进行状态性检修。
节点12：
检修工作结束后，将检修设备检修后的试验数据录入CMIS进行评分，如评分不合格则应进一步分析原因处理，或者重新制定检修方案进行检修，直至设备评分合格为止。
节点13：
将检修结果反馈到生产技术部，生产技术部审核无问题后将工作单归档，结束工作。
CMIS在状态性检修中的应用
电气设备状态维修支持平台系统主要用于变电站高压电气设备的状态信息的管理、分析、维修策略的制订等与设备维修相关的各种信息管理。
其中设备状态信息包括设备铭牌资料、试验数据、缺陷、运行工况、检修记录、在线检测等。
设备包含变压器、电抗器、CT、PT、避雷器、断路器、隔离开关等主要一次设备。
特别适宜于供电公司作为状态维修的支撑平台，可以大大提高工作效率和数据利用率。
功能结构
本系统可对电气设备进行状态维修的信息管理，由若干子系统组成：
设备铭牌管理子系统、试验数据管理子系统、质量事件（包括缺陷、不良工况）管理子系统、检修管理子系统、试验仪器仪表管理子系统、任务（维修试验、报告审核）调度管理子系统、个性化应用方案管理子系统、试验报告生成子系统、维修试验计划管理子系统、数据安全管理子系统、变电站管理子系统。
CMIS高压电气设备状态维修管理信息子系统图
数据安全管理子系统
设备铭牌管理子系统
试验数据管理子系统
质量事件（包括缺陷、不良工况）管理子系统
检修管理子系统
试验仪器仪表管理子系统
任务（维修试验、报告审核）调度管理子系统
个性化应用方案管理子系统
试验报告生成子系统
维修试验计划管理子系统
变电站管理子系统
14
设备状态评估
设备状态评估是本系统主要特色之一。
设备状态评估立足于设备状态信息，这些状态信息存储在本系统的数据库中。
评估采用评分方式，其中100分表示设备状态良好，0分表示设备必须立即退出运行，其他分值表示设备状态介于上述两种状态之间。
设备状态评分不同于设备缺陷的诊断，不是试图得到设备确切的缺陷信息，而是依据设备状态信息对设备状态做出的分级性评估。
设备状态评分G按式
（1）计算：
G=B×TG×EG×FG
（1）
式中：
B——基础评分
TG——试验评分；
EG——质量事件评分；
FG——家族缺陷评分。
表设备基础评分参考
项目
依据及评分
制造和工厂试验
a）制造商质量信誉良好（B1≤5分）
b）关键工序无返工（B2≤5分）
c）全部工厂试验顺利，且符合相关标准要求（B3≤5分）
d）反映设备状态的试验值远没有接近注意值（B4≤5分）
运输、安装和
交接试验
e）运输、安装顺利，且完全符合制造商要求（B5≤4分）
f）交接试验全部合格、且不受环境因素影响的交接试验与出厂试验基本一致（B6≤6分）
家族设备
安全运行记录
g）已运行同型号设备的可靠性记录良好（B7≤10分）
运行时间
h）B8=-运行年数
试验评分（TG）
试验评分是试验项目评分的加权几何平均值。
设一个设备有m个试验项目，第i个试验项目的评分为Gi，权重为Wi，试验评分TG为：
（2）
单个试验项目评分法
常规评分法（简称常规法）
本方法适应于正劣化、负劣化参量的分析。
设基值为，注意值为，最近三次试验值分别为、、，对应的试验时间分别为，，（>>）。
仅有一次试验记录时（即、不存在）：
（3）
式中，当<0，令=0；当>100，令=100。
有两次试验记录时（即不存在）:
正劣化：
（4）
负劣化：
（5）
有3个或3个以上记录，选最近三个记录（T为基本周期）：
正劣化：
（6）
负劣化：
（7）
初值差法
适应于偏差性劣化，正劣化和负劣化。
初值差是指某状态参量的当前试验值（x）与其初值（x0）之比的相对变化量E定义为：
（8）
式中,对于正劣化，时，令E=0；对于负劣化，令E=0。
对于偏差性劣化不作处理。
计算初值差至少要有2组试验数据，一组是当前试验数据，另一组是代表初值的试验数据。
初值差评分按下式计算（若表中已有初值差字段，直接按下式计算）：
（9）
阈值法
适应于偏差性劣化、超阈值劣化。
主要用于机械或与机械关联参量的评价。
通常要求参量值在一定范围。
这种要求可能是单边的，即只限制不大于或不小于注意值（阈值），如相间合闸不同期，只限制不大于5ms；也可能是双边的，即不得大于上限xb，也不得小于下限xa。
仅测试一次
对于双边阈值：
当xa （10）
当xxb时，G=0。
对于单边上限阈值：
当x （11）
当G>100时G=100；G<0时，G=0。
对于单边下限阈值：
当x>xa，则：
（12）
当G>100时G=100；G<0时，G=0
测试三次（含）以上
若测试过程简单且对设备寿命无明显损伤，应一次试验测试三次以上。
试验平均值距边界值（若是双边的，选边距小的）与同类产品基值之比，对于难以确定基值的，以本设备初值代之。
（13）
式中：
——标偏（n为试验次数）；
——为平均值。
G>100时，令G=100。
质量事件评分
质量事件包括缺陷、事故、试验超标、不良工况等。
质量事件评分只考虑设备最近一次检修之后的质量事件。
一次缺陷若有多次处理记录时，只考虑最后一次处理时的评分；
EG=
不良工况评分在100%～0%之间，其中0%对应于对设备状态影响最严重的不良工况（包括其累积效应）。
对于断路器，主要是开断短路电流；对于变压器主要是侵入波、近区（出口）短路等。
其它设备暂不考虑不良工况影响。
对于断路器暂考虑开断短路电流一种不良工况：
（C11）
上式中，表示第j次开断大电流的峰值，为设备技术文件给出的累积开断寿命的80%，单位按kA计。
设备技术文件没有给出该值时，可以取3000，或者依据运行经验自定。
小于0时按0计。
对于变压器近区或出口短路，可按下式估算：
（C12）
上式中，表示允许的最大短路电流的幅值（单位kA）；表示实际短路电流幅值（单位kA，只考虑达到的60%以上的情况）。
小于0时按0计。
多于一次，取最大i值的一次计算。
保护变压器的避雷器每动作一次，算一次不良工况，取=98.5%，暂不计侵入波陡度和幅值。
经历n次时按下式计算：
（C13）
变压器每经历一次短时急救负荷（设计允许的），算一次不良工况，取=99.0%，暂不计过负荷的大小和持续时间。
经历n次时按下式计算：
（C14）
变压器总的不良工况评分为：
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