智能變電站繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修策略的初探

王萬明

摘要：為了保證電網(wǎng)和設(shè)備運行安全平穩(wěn)，首先需要關(guān)注的就是繼電保護(hù)。繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠保證其可靠性，才能保證整個電網(wǎng)運行安全。如今，智能變電站已經(jīng)逐步推廣到各個地區(qū)，同時繼電保護(hù)系統(tǒng)也進(jìn)行了更新?lián)Q代。原來的繼電保護(hù)檢修模式已經(jīng)不再適用于更新后的繼電保護(hù)系統(tǒng)，所以必須對檢修策略進(jìn)行完善，以保證電網(wǎng)正常運行。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù)裝置;狀態(tài)檢修;策略

智能變電站中，繼電保護(hù)裝置是其中非常重要的組成部分之一，其安全、穩(wěn)定的運行直接關(guān)乎到整個電力系統(tǒng)?，F(xiàn)如今，通信技術(shù)正在不斷發(fā)展進(jìn)步，在線檢測手段也在不斷加強(qiáng)，實行繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)檢修已經(jīng)成為了當(dāng)前提升繼電保護(hù)裝置可靠性的一種重要方法，也是提高電力系統(tǒng)可靠性的一種重要手段。

一、繼電保護(hù)技術(shù)概述

繼電保護(hù)技術(shù)是一種較為先進(jìn)的技術(shù)，實際應(yīng)用非常廣泛，除了保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行以外，還能夠避免大面積停電這類意外事故?？傮w來說，繼電保護(hù)技術(shù)就是能夠在實際電力工作中充分保證其穩(wěn)定性和安全性。最近幾年，各類型的智能技術(shù)正在不斷發(fā)展進(jìn)步，同時電力技術(shù)也在實現(xiàn)迅猛發(fā)展，同時智能變電站也應(yīng)用了各種類型的新技術(shù)。在當(dāng)前技術(shù)背景下，繼電保護(hù)設(shè)計、調(diào)試和運維工作必須能夠得到更高水平的保障。但是從當(dāng)前變電站的發(fā)展情況看來，雖然智能變電站使用的繼電保護(hù)技術(shù)實現(xiàn)了一定的跨越式發(fā)展，但是仍然有著無可避免的缺陷，如何解決繼電保護(hù)裝置存在的問題，保證電力安全運行，具有著重要的意義。

二、智能變電站故障分析

（一）智能變電站二次系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

對比傳統(tǒng)的變電站，智能化變電站有著明顯的結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的改變。傳統(tǒng)的變電站是二層式結(jié)構(gòu)，改進(jìn)后的智能變電站是三層式結(jié)構(gòu)，以往的采集數(shù)據(jù)、控制開關(guān)等部分全部采取單獨劃分形式，作為獨立過程建立新的結(jié)構(gòu)，同時加入智能終端組件，實現(xiàn)智能管理。智能變電站的保護(hù)系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的二次電纜線路形式，改成了智能化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字式系統(tǒng)。智能化變電站二次系統(tǒng)可以分成三個層次，首先是過程層，包括合并單元、電子式互感器以及智能終端;其次是間隔層，包括繼電保護(hù)裝置和控制設(shè)備、測控保護(hù)裝置和控制設(shè)備;最后是站控層，包括網(wǎng)采網(wǎng)跳和直采直跳兩種形式。

（二）智能變電站故障異常

1、光纖通信異常

光纖衰耗存在一定的時變性，若是運行時間過長，那么光纖老化就會非常嚴(yán)重，衰耗不斷增加，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法正常轉(zhuǎn)移傳遞。而且衰耗過大會造成信號接收功率降低，無法進(jìn)行順利的數(shù)據(jù)通信，導(dǎo)致錯誤率增加，進(jìn)而影響繼電保護(hù)設(shè)備無法正常工作。

光模塊會受到靜電放電的影響，例如出現(xiàn)瞬間電流，那么熱量放出就會影響到設(shè)備，進(jìn)而造成光模塊故障。導(dǎo)致瞬間電流的原因有多種，例如違規(guī)操作、設(shè)備未接地、環(huán)境過于干燥等等。

2、合并單元異常

合并單元出現(xiàn)的異常包括多種類型：額定延時漂移，電子式互感器或合并單元自身出現(xiàn)延時現(xiàn)象;采樣值序號錯誤，通常來說序號是從0開始，逐漸增加，但是工作中若是受到影響，可能會導(dǎo)致采樣值序號錯位;丟幀，工作時出現(xiàn)的數(shù)據(jù)報文不全面會導(dǎo)致丟幀。

3、繼電保護(hù)裝置異常

繼電保護(hù)裝置一般比較復(fù)雜，工作中可能出現(xiàn)的故障也比較多，具體包括下列幾種類型：光纖通信中斷，光纖通信如果出現(xiàn)了通道故障，例如光模塊異常，那么就可能造成通信中斷，進(jìn)而無法獲取采樣信息，信息交互更是無法實現(xiàn);通信報文異常，智能變電站保護(hù)裝置有很多采集環(huán)節(jié)和連接環(huán)節(jié)，較多的環(huán)節(jié)會導(dǎo)致丟幀的幾率上升，進(jìn)而造成報文異常，保護(hù)性能無法正常發(fā)揮;零漂過大，電子互感器的加入導(dǎo)致直流偏移中增加了輸入信號，進(jìn)而導(dǎo)致采集器轉(zhuǎn)移，影響保護(hù)性能發(fā)揮。

三、繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)檢修

（一）狀態(tài)檢修的重要性

狀態(tài)檢修在電力系統(tǒng)保護(hù)裝置中是非常重要的，其意義主要體現(xiàn)在多個方面，包括：推廣電力一次設(shè)備狀態(tài)檢修實踐;掌握繼電保護(hù)裝置的實際情況，能夠綜合考慮出現(xiàn)的風(fēng)險和檢修活動確定合適的檢修時間;提升發(fā)現(xiàn)異常的速度，快速定位故障點，明確檢修目標(biāo);總體上延長保護(hù)檢修周期，減少設(shè)備停運次數(shù)，避免過度檢修造成裝置損壞，提升設(shè)備的可用性;減少檢修費用，嚴(yán)重設(shè)備的使用壽命，提高整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修工作基礎(chǔ)是設(shè)備生產(chǎn)運行中的所有數(shù)據(jù)信息，反映出設(shè)備的健康情況的狀態(tài)量，在狀態(tài)量的基礎(chǔ)上分析裝置是否有異常情況。日后，智能變電站必然會將狀態(tài)檢修作為檢修工作的發(fā)展方向，而在狀態(tài)檢修的發(fā)展過程中，目前定期檢修的實施還是需要正常按照要求進(jìn)行，保證裝置安全運行。

（二）繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修現(xiàn)狀

智能變電站的發(fā)展導(dǎo)致輸電線路逐漸增多，繼電保護(hù)檢修工作量越來越大，但是由于工作人員的緊缺和人才培養(yǎng)的限制，檢驗人員的數(shù)量并不能同時增多，而且很多線路停電時間相對較短，甚至根本不能停電，這都導(dǎo)致了繼電保護(hù)檢驗工作完成率逐漸下降，技術(shù)人員長期無法休息，維持著長時間工作狀態(tài)，導(dǎo)致工作效率下降。所以，繼電保護(hù)裝置的監(jiān)測和檢修必須找到更合適的方法，也就是狀態(tài)檢修。

繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修以實際運行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，預(yù)測設(shè)備狀態(tài)為依據(jù)，制定科學(xué)的檢修方式，具體的工作流程包括信息采集、狀態(tài)評價、預(yù)警監(jiān)測、風(fēng)險評估、檢修計劃、檢修實施、績效評估。

四、智能變電站狀態(tài)檢修策略

（一）計算機(jī)系統(tǒng)

計算機(jī)管理系統(tǒng)包括兩個主要部分，分別是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理兩部分。信息采集的數(shù)據(jù)報考智能終端、過程層交換機(jī)、保護(hù)裝置、合并單元、二次連接回路等多個裝置。系統(tǒng)借助專家系統(tǒng)為異常處理、日常運維、事故智能分析提供相應(yīng)的決策依據(jù)。

（二）繼電保護(hù)裝置狀態(tài)獲取

智能變電站中的虛回路可以自動檢測，進(jìn)而有效監(jiān)測二次回路，評價繼電保護(hù)狀態(tài)。二次回路的各個功能回路雖然能夠看成是簡單的模型，但是并不能很好通過信息管理系統(tǒng)進(jìn)行有效管理，想要科學(xué)分解其結(jié)構(gòu)，需要專家系統(tǒng)進(jìn)行專業(yè)解析，進(jìn)而建立起繼電保護(hù)狀態(tài)檢修體系。

（三）風(fēng)險識別

繼電保護(hù)裝置信息收集到以后，需要對基礎(chǔ)信息進(jìn)行相應(yīng)的分析整理，評估是否會出現(xiàn)故障，也就是進(jìn)行風(fēng)險評估。風(fēng)險識別方法有多種類型，其中，專家經(jīng)驗法是一種較常用的方法，簡單容易操作，但是容易受到經(jīng)驗影響，而且容易出現(xiàn)遺漏的情況;專家調(diào)查法結(jié)合群眾調(diào)查法，能夠更好的識別風(fēng)險信息，更加細(xì)致的辨識危險因素。

（四）狀態(tài)評價

繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修的目標(biāo)是代替以往的人工定期檢修，這是一個長期的工作，未來將會融入到日常的運行和檢修當(dāng)中。想要大力推廣繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修，那么首先從政策上應(yīng)當(dāng)推進(jìn)檢修制度改革，建立起完善的狀態(tài)檢修制度，進(jìn)而全面推進(jìn)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)，例如：風(fēng)險評估技術(shù)、壽命預(yù)測技術(shù)、故障診斷技術(shù)、信息管理技術(shù)等等，從而有效保障繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修工作順利開展。

五、結(jié)語

現(xiàn)如今，現(xiàn)代電網(wǎng)正在擴(kuò)大規(guī)模，設(shè)備數(shù)量不斷攀升，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)定期檢修方法已經(jīng)不再適用智能變電站的未來發(fā)展。繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修方式的推進(jìn)，將有利于改善檢修針對性不足、過度檢修、策略不科學(xué)等問題，減輕工作人員負(fù)擔(dān)，促進(jìn)電網(wǎng)實現(xiàn)安全穩(wěn)定的運行。

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