繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修的探討

吳雪峰，邱 海，呂贏想

（金華電業(yè)局，浙江 金華 321017）

長(zhǎng)期以來(lái)，電力系統(tǒng)一直實(shí)行預(yù)防性計(jì)劃?rùn)z修制度，其缺點(diǎn)是對(duì)于缺陷較多的設(shè)備檢修不足，對(duì)于狀況較好的設(shè)備又檢修過(guò)剩。

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，分布范圍日益增大，繼電保護(hù)（簡(jiǎn)稱(chēng)繼保）設(shè)備的維護(hù)工作量和成本也日益增加。繼續(xù)采用以往檢修制度的負(fù)面效應(yīng)也體現(xiàn)出來(lái)，必須根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)實(shí)行狀態(tài)檢修[1]。

狀態(tài)檢修并不是要減少檢修次數(shù)，而是要根據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，有針對(duì)性地進(jìn)行檢修。金華電網(wǎng)共有繼電保護(hù)裝置4551套，全網(wǎng)保護(hù)設(shè)備微機(jī)化率達(dá)100%，在浙江省率先實(shí)施了繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修。以下結(jié)合金華電業(yè)局繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的現(xiàn)狀及現(xiàn)場(chǎng)檢修管理中積累的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)檢修流程以及繼電保護(hù)二次回路評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了深入分析。

1 狀態(tài)檢修的概況

1.1 狀態(tài)檢修機(jī)制

狀態(tài)檢修是根據(jù)先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和分析診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，基于設(shè)備的使用壽命來(lái)判斷設(shè)備的異常、預(yù)測(cè)設(shè)備的故障，根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來(lái)安排檢修計(jì)劃，實(shí)施設(shè)備不定期檢修及確定檢修項(xiàng)目[2]。其意義在于可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，根據(jù)設(shè)備的故障程度而采用不同的檢修策略，并合理地安排檢修時(shí)間和檢修項(xiàng)目，使設(shè)備狀態(tài)“可控、在控、能控”，保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[3]。但繼保設(shè)備狀態(tài)檢修中存在一些問(wèn)題，主要有以下3點(diǎn)：

（1）繼保二次回路監(jiān)測(cè)。二次回路是由連接各個(gè)設(shè)備的二次電纜組成，點(diǎn)多且分散，不易實(shí)時(shí)監(jiān)視運(yùn)行狀況與回路接線的正確性。

（2）繼保設(shè)備的電磁干擾監(jiān)測(cè)。大量微電子元件的廣泛應(yīng)用使繼保設(shè)備對(duì)電磁干擾越來(lái)越敏感，按常規(guī)試驗(yàn)方法無(wú)法發(fā)現(xiàn)由于干擾引起的事故，設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)故障發(fā)生毫無(wú)征兆。

（3）與一次設(shè)備的檢修配合。大部分情況下，繼保設(shè)備檢修要在一次設(shè)備停電檢修時(shí)才能進(jìn)行。

1.2 狀態(tài)檢修的必然要求

隨著新技術(shù)、新工藝的廣泛應(yīng)用，一次設(shè)備的質(zhì)量和性能已經(jīng)得到大大提高。一次設(shè)備的狀態(tài)檢修工作已經(jīng)全面開(kāi)展，不停電狀態(tài)下獲取運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的各種監(jiān)測(cè)儀器和技術(shù)手段已經(jīng)比較完善，例如變壓器在線監(jiān)測(cè)裝置、斷路器在線監(jiān)測(cè)裝置、超聲波探傷儀、實(shí)驗(yàn)室絕緣油色譜分析儀等。

由于一次設(shè)備禁止在無(wú)保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行，繼保設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，一次設(shè)備必須停運(yùn)。而用戶(hù)對(duì)供電可靠性要求越來(lái)越高，一次設(shè)備的臨時(shí)停役也越來(lái)越難。繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修的實(shí)施，將會(huì)極大地減少一次設(shè)備的停運(yùn)次數(shù)，提高供電可靠性，緩解一二次設(shè)備檢修間的矛盾。

一次設(shè)備狀態(tài)檢修工作統(tǒng)一了設(shè)備基準(zhǔn)檢修周期，為了更有效地發(fā)揮狀態(tài)檢修的優(yōu)勢(shì)，必須對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修工作制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工作制度及評(píng)價(jià)方法，研究解決其中存在的問(wèn)題，同步推進(jìn)一/二次設(shè)備狀態(tài)檢修工作，進(jìn)一步提高變電設(shè)備檢修的針對(duì)性。

2 狀態(tài)檢修的流程

繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修工作實(shí)行班組、工區(qū)（車(chē)間）和地（市）局三級(jí)評(píng)價(jià)體系，基本流程包括設(shè)備信息收集、設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、檢修決策、檢修計(jì)劃、檢修實(shí)施及績(jī)效評(píng)估[4]，如圖1所示。

設(shè)備狀態(tài)信息包括投運(yùn)前信息，如出廠報(bào)告、交接報(bào)告等，運(yùn)行信息如事故、缺陷、跳閘、運(yùn)行工況等，檢修信息，試驗(yàn)信息，帶電檢測(cè)信息如離線檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)等。班組在計(jì)算機(jī)輔助決策的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，編制狀態(tài)評(píng)價(jià)班組初評(píng)報(bào)告，暫時(shí)不能由輔助決策系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)的設(shè)備采用人工評(píng)價(jià)。生產(chǎn)管理部門(mén)根據(jù)專(zhuān)家組的審批意見(jiàn)和班組評(píng)價(jià)結(jié)果，修訂3年滾動(dòng)檢修計(jì)劃，編制年度（季度）檢修計(jì)劃。

圖1 狀態(tài)檢修工作流程

3 二次回路的狀態(tài)評(píng)價(jià)

繼電保護(hù)設(shè)備由二次回路和保護(hù)裝置兩部分組成。微機(jī)保護(hù)裝置本身具備狀態(tài)檢修的實(shí)施基礎(chǔ)，但其中交流、直流、控制、信號(hào)等二次回路還不具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的條件，狀態(tài)檢修范疇如果僅僅局限在裝置本身將很難有實(shí)施推廣的基礎(chǔ)，對(duì)于保護(hù)的狀態(tài)檢修必須進(jìn)行系統(tǒng)的考慮，如果保護(hù)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)包含交流輸入、直流、操作等二次回路，狀態(tài)檢修就有可能在實(shí)際應(yīng)用中得到推廣。

根據(jù)多年檢修經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了二次回路評(píng)價(jià)狀態(tài)量及所占分值，見(jiàn)表1。二次回路狀態(tài)評(píng)價(jià)以量化的方式進(jìn)行，滿分為100分，根據(jù)評(píng)價(jià)內(nèi)容的重要性分配分值[5]。

3.1 二次回路紅外溫度評(píng)分

對(duì)保護(hù)屏端子排以及現(xiàn)場(chǎng)端子箱內(nèi)端子排進(jìn)行溫度測(cè)量，能在一定程度上反映二次回路的工作狀況，溫度過(guò)高往往都是由于端子松動(dòng)、接觸不良引起。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電流回路比正常溫度高20℃時(shí)，就要引起注意，考慮是否對(duì)電流回路進(jìn)行檢查。

二次回路紅外溫度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)按圖2執(zhí)行，以斜率計(jì)算得分。

圖2 二次回路溫度評(píng)分

3.2 裝置無(wú)故障時(shí)間評(píng)分

根據(jù)可靠性原理，在對(duì)同型號(hào)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)裝置無(wú)故障時(shí)間進(jìn)行評(píng)分，標(biāo)準(zhǔn)按圖3執(zhí)行，以斜率計(jì)算得分。

預(yù)計(jì)無(wú)故障時(shí)間倍數(shù)＝實(shí)際無(wú)故障時(shí)間/預(yù)

圖3 裝置無(wú)故障時(shí)間評(píng)分

3.3 抗干擾和銹蝕情況評(píng)價(jià)

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）及國(guó)內(nèi)有關(guān)部門(mén)制定了電磁兼容（EMC）標(biāo)準(zhǔn)。但目前還沒(méi)有合適的監(jiān)測(cè)手段對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境進(jìn)行管理和監(jiān)測(cè)，也沒(méi)有納入運(yùn)行檢修范圍。對(duì)繼保設(shè)備進(jìn)行電磁兼容性考核試驗(yàn)是繼保設(shè)備狀態(tài)檢修的一項(xiàng)很重要的工作。通過(guò)強(qiáng)弱電分離、交直流分離、對(duì)抗干擾措施等情況進(jìn)行評(píng)分，標(biāo)準(zhǔn)按圖4執(zhí)行，以斜率計(jì)算得分。

圖4 抗干擾評(píng)分

對(duì)端子排（箱）、電纜支架銹蝕程度進(jìn)行評(píng)分，標(biāo)準(zhǔn)按圖5執(zhí)行，以斜率計(jì)算得分。

4 實(shí)施效果

金華電網(wǎng)實(shí)施狀態(tài)檢修以來(lái)，110 kV以上輸變電設(shè)備年度停電檢修工作量同比降低了75%～80%，變電運(yùn)行操作工作量減少了75%～80%，降低了誤操作的安全風(fēng)險(xiǎn)，使輸電設(shè)備可靠性和可用率進(jìn)一步提高[6]。檢修模式的改變，還起到了減員增效的作用，符合電力工業(yè)資源節(jié)約型發(fā)展要求，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

表1 二次回路評(píng)價(jià)

圖5 銹蝕情況評(píng)分

目前國(guó)內(nèi)外尚未形成完善的且適合繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)檢修理論體系，對(duì)設(shè)備狀態(tài)的正確細(xì)分和及時(shí)檢測(cè)、故障機(jī)理的全面掌握、風(fēng)險(xiǎn)的合理評(píng)價(jià)、檢修計(jì)劃的科學(xué)安排，都需要通過(guò)不斷地深化應(yīng)用、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外最新研究成果來(lái)繼續(xù)完善。

[1]陳三運(yùn)，譚洪恩，江志剛.輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修[M].北京∶中國(guó)電力出版社，2004.

[2]張成林，王克英.變電設(shè)備狀態(tài)檢修現(xiàn)狀與展望[J].供用電，2005，23（6）∶1-3.

[3]李石，李振宇.基于大型集控站監(jiān)控系統(tǒng)下的二次設(shè)備狀態(tài)檢修方案[J].繼電器，2007，35（14）：66-69.

[4]金華電業(yè)局.金華電業(yè)局繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修管理規(guī)定實(shí)施細(xì)則[G].2009.

[5]浙江省電力公司.浙江電網(wǎng)繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則[G].2009.

[6]金華電業(yè)局.供電企業(yè)輸電設(shè)備狀態(tài)檢修管理[G].2009.