關(guān)于電力系統(tǒng)二次回路狀態(tài)的檢修

靳穎超

鄭州祥和集團(tuán)有限公司 河南 鄭州 450000

1 二次回路狀態(tài)檢修特點(diǎn)

1.1 針對(duì)性強(qiáng)

區(qū)別于計(jì)劃檢修只以時(shí)間為檢修依據(jù)，不考慮設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與健康狀況“一刀切”的檢修方式。二次回路狀態(tài)檢修以狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)為依據(jù)，檢修目的明確，針對(duì)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備全壽命周期管理。

1.2 經(jīng)濟(jì)性好

檢修任務(wù)以電氣設(shè)備運(yùn)行工況為依據(jù)，對(duì)檢修周期可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)縮短或延長，極大程度上降低了檢修事故與維護(hù)成本，同時(shí)還使供電可靠性因設(shè)備檢修停運(yùn)時(shí)間的減少而得到提升。

1.3 智能化運(yùn)營與管理

可實(shí)時(shí)預(yù)覽電氣設(shè)備當(dāng)前與歷史狀態(tài)，并預(yù)測其狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，如若利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將狀態(tài)數(shù)據(jù)連接，還可遠(yuǎn)程管理狀態(tài)監(jiān)測，判斷設(shè)備故障，同時(shí)將檢修時(shí)間、方式與重點(diǎn)項(xiàng)目智能生成。

2 狀態(tài)檢修系統(tǒng)構(gòu)建

把握設(shè)備當(dāng)前所處狀態(tài)為繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修的關(guān)鍵所在，而用何種概念定義設(shè)備狀態(tài)則為檢修系統(tǒng)的難點(diǎn)與重點(diǎn)問題。在我國目前的檢修體制中，雖然對(duì)設(shè)備評(píng)價(jià)指標(biāo)給予了相應(yīng)規(guī)定，但是對(duì)設(shè)備的真實(shí)健康狀況仍然難以合理、全面地反映。因此，基于現(xiàn)有條件的應(yīng)用，本文對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路提出更加合理與全面的狀態(tài)檢修體系[1]。

2.1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用

所謂繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)的檢修，其包含設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)診斷與檢修決策3層含義，本質(zhì)是在電氣二次設(shè)備臺(tái)賬與運(yùn)行檢修基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，以設(shè)備狀態(tài)量監(jiān)測與分析診斷結(jié)果為依據(jù)，對(duì)檢修項(xiàng)目與間隔時(shí)間科學(xué)、合理安排的一種檢修方式。

（1）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。作為狀態(tài)檢修任務(wù)實(shí)施的基礎(chǔ)，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程中各類狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集，以此服務(wù)于設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)與診斷工作。

（2）設(shè)備狀態(tài)診斷。基于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)用，同時(shí)結(jié)合設(shè)備狀態(tài)當(dāng)前與歷史信息，將設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)與診斷模型通過專家診斷系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)合理建立，以此準(zhǔn)確判斷繼電保護(hù)設(shè)備的健康狀況；

（3）設(shè)備檢修策略。在對(duì)設(shè)備健康狀況準(zhǔn)確判斷后，針對(duì)其中存在的問題，為真正達(dá)到“應(yīng)修必修，修必修好”的目的，合理決策檢修方式，以此對(duì)檢修試驗(yàn)工作起到指導(dǎo)作用。

繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修體系為一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)過程，其以信息收集、整理以及綜合分析為核心內(nèi)容（同時(shí)也是難點(diǎn)所在），在設(shè)備運(yùn)行過程中，利用合適的方法對(duì)所產(chǎn)生的能夠表征設(shè)備健康狀況的各類狀態(tài)因素信息進(jìn)行綜合分析，可對(duì)設(shè)備運(yùn)行檢修試驗(yàn)工作的開展形成有效的指導(dǎo)。對(duì)于設(shè)備狀態(tài)信息的整理，目前最常用的方法是基于設(shè)備信息的分析，提取并抽象出標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)量（表征設(shè)備健康狀態(tài)），并且為使表征設(shè)備健康狀態(tài)的各類因素均包含于狀態(tài)量中，提取與抽象過程必須以現(xiàn)場運(yùn)行檢修經(jīng)驗(yàn)和專家論證結(jié)果為依據(jù)；與此同時(shí)，為全面掌握設(shè)備的健康狀況，還必須在綜合分析狀態(tài)量后合理建立算法模型，目前較為通用的有模糊評(píng)價(jià)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與決策樹模型。不同模型均有各自的特點(diǎn)與不足，基于實(shí)用性考慮，決策樹模型對(duì)實(shí)際應(yīng)用效果表現(xiàn)最好，其具體是根據(jù)專家意見，將各狀態(tài)量的指標(biāo)權(quán)重綜合分析得出，然后對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)采用加權(quán)評(píng)分的方式做出量化性評(píng)價(jià)。由于單一算法必然會(huì)存在局部漏洞與不足，因此為提升評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，模型建立應(yīng)采用多種方法配合的方式，以此對(duì)彼此間不足之進(jìn)行互相彌補(bǔ)。

2.2 系統(tǒng)功能分析

繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)組成主要包括基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)管理、設(shè)備管理、監(jiān)測告警、運(yùn)行管理、狀態(tài)評(píng)價(jià)管理、狀態(tài)檢修管理與決策分析管理7大業(yè)務(wù)模塊，其總體功能定義為：通過對(duì)反映繼電保護(hù)設(shè)備健康狀況的特征參數(shù)（如相關(guān)基礎(chǔ)資料和設(shè)備實(shí)時(shí)/歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)）的獲取與處理，對(duì)其當(dāng)前健康狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并針對(duì)狀態(tài)劣化與趨勢(shì)不良的設(shè)備將告警消息及時(shí)發(fā)布，然后對(duì)故障原因通過模擬進(jìn)行分析，最后利用綜合優(yōu)化檢修策略模型分析，將設(shè)備檢修決策建議提出。

（1）基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)管理。為整個(gè)狀態(tài)檢修工作高效化與標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施的基礎(chǔ)，使?fàn)顟B(tài)檢修工作涉及的各類基本項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。

（2）設(shè)備管理。為設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)管理的基礎(chǔ)與對(duì)象，通過繼電保護(hù)設(shè)備主體數(shù)據(jù)庫的建立，在便于設(shè)備統(tǒng)一管理的同時(shí)規(guī)范了管理過程，使設(shè)備技術(shù)參數(shù)與基本信息實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化管理。

（3）監(jiān)測告警。以狀態(tài)量指標(biāo)變化為依據(jù)，通過設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集與提供，為設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)及發(fā)展趨勢(shì)分析給予了有力支撐，使設(shè)備運(yùn)行過程實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（4）運(yùn)行管理。通過設(shè)備運(yùn)行過程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)（如在監(jiān)測信息、異常記錄信息、不良工況信息以及家族性缺陷信息等）的實(shí)時(shí)收集，為設(shè)備狀態(tài)全面評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)校驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理維護(hù)功能。

（5）狀態(tài)評(píng)價(jià)管理?；诜从忱^電保護(hù)設(shè)備或二次回路運(yùn)行狀態(tài)的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)以繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)特征量與狀態(tài)評(píng)價(jià)相關(guān)導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，自動(dòng)通過狀態(tài)評(píng)價(jià)模型分析或人工干預(yù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，以此將設(shè)備總體健康狀態(tài)等級(jí)得出。需要注意的是，由于組成繼電保護(hù)設(shè)備的回路與零部件較多，基于設(shè)備數(shù)據(jù)分散的考慮，因此以間隔為分析單元進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而得出保護(hù)間隔運(yùn)行狀態(tài)等級(jí)。

如下圖1所示，以優(yōu)化算法模型進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)，將設(shè)備基本信息、運(yùn)行信息、參數(shù)信息與狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)利用關(guān)系運(yùn)算庫靈活、有效、全面地建立關(guān)系模型，以此將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)通過復(fù)雜的邏輯運(yùn)算得出。

圖1 設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)算法模型圖

圖中A、B、C分別代表設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)項(xiàng)，M、N為設(shè)備狀態(tài)，其中M1代表良好，M2代表正常，M3代表注意，M4代表異常，M5代表嚴(yán)重。模型中采用樹狀結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)備狀態(tài)量由頂層向底層逐次進(jìn)行定義，而狀態(tài)判斷與分析則從底層向頂層進(jìn)行，以此將設(shè)備的綜合狀態(tài)得出。

2.3 檢修管理內(nèi)容

（1）故障診斷。將設(shè)備不良狀態(tài)（即M3注意、M4異常與M5嚴(yán)重狀態(tài)）通過評(píng)價(jià)得出后，以此為依據(jù)對(duì)設(shè)備故障原因與位置采用狀態(tài)診斷法進(jìn)行診斷，為狀態(tài)恢復(fù)或故障處理提供參考。

（2）檢修策略?；跔顟B(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果，系統(tǒng)在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估后，結(jié)合設(shè)備狀態(tài)與風(fēng)險(xiǎn)度建立二維關(guān)系模型，以保護(hù)設(shè)備健康運(yùn)行為目的，綜合優(yōu)化出檢修等級(jí)、時(shí)間以及次序等安排。

（3）檢修計(jì)劃。根據(jù)檢修策略信息，系統(tǒng)通過與相關(guān)一次設(shè)備檢修計(jì)劃的結(jié)合，同時(shí)以生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)學(xué)計(jì)算模型為依據(jù)，將保護(hù)設(shè)備的檢修計(jì)劃自動(dòng)生成。

2.4 決策分析

如下圖2所示，在設(shè)備連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下，以運(yùn)行時(shí)間與狀態(tài)評(píng)價(jià)參數(shù)為依據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用，基于設(shè)備狀態(tài)發(fā)展規(guī)律的總結(jié)，以此預(yù)測其發(fā)展趨勢(shì)，判斷在未來某一時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，為設(shè)備管理人員與檢修人員提供重要性參考依據(jù)。

圖2 設(shè)備狀態(tài)預(yù)測模型圖

模型中Ⅰ、Ⅱ表示設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)間區(qū)間，Ⅲ表示設(shè)備預(yù)測運(yùn)行時(shí)間區(qū)間。曲線實(shí)指設(shè)備在Ⅰ、Ⅱ區(qū)間的不良運(yùn)行狀態(tài)趨勢(shì)和在Ⅲ區(qū)間的不良運(yùn)行狀態(tài)，由此即可將設(shè)備在后期的運(yùn)行狀態(tài)趨勢(shì)預(yù)測出來[2]。

3 結(jié)束語

電力系統(tǒng)二次回路以監(jiān)測、保護(hù)、調(diào)節(jié)與控制一次回路為主要作用，其雖然不直接參與電能生產(chǎn)、變化、傳輸以及分配等工作，但對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全與供應(yīng)質(zhì)量具有直接性影響，為智能變電站發(fā)展與推廣的關(guān)鍵因素。