變電站二次設備繼電保護狀態(tài)檢修相關探討

李凡凡 沈晨 劉嘉豪 蔡志強 吳鋒

摘要：繼電保護設備狀態(tài)檢修有利于變電站相關部門制定更加科學高效的設備檢修方案，最大程度地提高電力系統(tǒng)各設備的有效利用率，同時，通過定期的檢修，對設備的運行狀態(tài)、故障問題等信息進行必要的記錄，為今后的設備分析和處理工作提供可靠的詳實的參考依據(jù)。隨著科學技術的快速發(fā)展，變電站繼電保護的狀態(tài)檢修必然也將逐漸向著智能化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展，為人們提供更加優(yōu)質的用電服務。

關鍵詞：變電站;二次設備;繼電保護;狀態(tài)檢修

變電二次繼電保護狀態(tài)檢修是以保護裝置為對象，對其運行狀態(tài)進行正確評估，將傳統(tǒng)固定時間檢修模式轉變?yōu)楦鶕?jù)設備運行狀態(tài)為基準的檢修模式，僅當設備性能急速下降至臨界點或設備性能即至破壞狀態(tài)才強行停電，使設備退出運行狀態(tài)進行檢修。如此可確保繼電保護裝置能夠始終處于運行狀態(tài)，從而避免因二次繼電保護設備定期維護檢查而造成一次設備停電，提高設備運行效率。

一、變電二次繼電保護狀態(tài)檢修的必要性和可行性分析

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)的定期維修方式已無法滿足現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的需求，保護設備狀態(tài)檢修可以在設備運行狀態(tài)，第一時間發(fā)現(xiàn)問題的存在，大大提高設備運行安全，是一個重要的安全保障，同時減少繼電保護人員的維修工作壓力，從而同時減少更多的電力保護設備存在的風險系數(shù)。不要很多維修人員參加繼電保護狀態(tài)檢修，只需要做好設備狀態(tài)檢修監(jiān)測工作，根據(jù)運行狀況，確定設備是否需要檢修，從而節(jié)省了大量的人力和物力資源，大大提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，現(xiàn)代計算機保護技術的網(wǎng)絡化應用，為基于狀態(tài)的維修技術的發(fā)展提供了技術支持，微機保護技術中的保護裝置功能強大、可靠，在信息采集和信息保存方面具有較高的效率。

二、繼電保護二次設備狀態(tài)檢修目標

（一）保障供電可靠性

狀態(tài)檢修最主要的目的就是保障電力系統(tǒng)能夠可靠運行，降低事故的發(fā)生率。工作人員定期地對繼電保護設備進行檢修，一定程度上能夠有效保證繼電保護工作的正常進行，避免出現(xiàn)老化現(xiàn)象，延長其使用壽命，同時也降低了變電站設備運營成本的資金、技術投入成本。

（二）提高設備利用率

對設備進行定期的狀態(tài)檢修，有利于不斷加深工作人員對該設備的熟悉程度，從而使其在今后的工作過程中，一旦檢測出問題，便能快速準確的找出故障所在，并且在第一時間內進行修理，從而有效提高設備的利用率，減少無故停工的現(xiàn)象。

（三）提高設備的管理水平

二次設備繼電保護在電力系統(tǒng)的正常運行中起著關鍵性的作用，對其進行狀態(tài)檢修，可以促進繼電設備的管理朝著更加科學規(guī)范的方向發(fā)展，進而提高變電站設備的管理水平，更好地為社會公眾提供服務。

三、變電站二次設備繼電保護狀態(tài)檢修技術實現(xiàn)

基于變電站二次設備繼電保護的狀態(tài)檢修技術主要包括三個方面，分別是：狀態(tài)監(jiān)測、設備診斷以及檢修決策。其中，狀態(tài)監(jiān)測是整個狀態(tài)檢修工作的基礎環(huán)節(jié)，也是工作人員后期進行診斷、決策等環(huán)節(jié)的重要依據(jù)。

（一）站內設備的實時監(jiān)測

目前，我國的微機保護技術已發(fā)展得較為成熟，數(shù)字化、智能化變電站等在全國各地有著普遍的應用。隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，為變電站二次設備繼電保護以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行提供了強而有力的保障。通過狀態(tài)檢修工作，結合相關的微機保護理論知識，可以對設備電流、電壓的輸出回路進行實時監(jiān)測，快速采集樣本數(shù)據(jù)進行校驗，隨時監(jiān)視繼電保護執(zhí)行回路的運行狀況，確保其可靠性。

（二）保護二次回路分析

狀態(tài)監(jiān)測工作的主要內容，是對二次設備的安全性與穩(wěn)定性進行監(jiān)測，確保變電站電力系統(tǒng)的正常運行。狀態(tài)監(jiān)測工作的主要監(jiān)測對象為：信號回路、操作回路、電流電壓互感器、邏輯判斷系統(tǒng)等等。工作人員在進行狀態(tài)監(jiān)測時必須包含這些完整的環(huán)節(jié)，只有這樣二次設備繼電保護的狀態(tài)檢修工作才是有效的。然而，常規(guī)的保護二次設備部分大多是由若干個分散的繼電器和電纜組成，想要對回路接線的正確性進行在線監(jiān)測是不太可能的，即在常規(guī)保護狀態(tài)下的狀態(tài)監(jiān)測工作難度較大。微機保護技術中的保護裝置功能強大、可靠，自動化程度高等，為我們可以充分利用斷線監(jiān)測、絕緣監(jiān)測等手段，結合必要的管理環(huán)節(jié)與在線監(jiān)測來對繼電保護二次設備的狀態(tài)進行檢修、診斷，大大提高了工作效率。

（三）計算機輔助決策系統(tǒng)在繼電保護狀態(tài)檢修中的應用

計算機輔助決策系統(tǒng)功能涵蓋了預測評估、狀態(tài)診斷、狀態(tài)監(jiān)測、風險評估、輔助決策等內容，具有極強的靈活性與開放性，能夠利用接口實現(xiàn)與電網(wǎng)各PSMS系統(tǒng)、維修管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等的有效集成。具體工作程序如下：第一，對決策支持系統(tǒng)各項業(yè)務流程進行決策檢修;第二，系統(tǒng)輸入。以變電二次繼電保護設備狀態(tài)為基礎，以變電設備為對象建模。如此，通過外部監(jiān)測系統(tǒng)即可獲得各保護設備的數(shù)據(jù)信息;第三，數(shù)據(jù)處理。為滿足評價需求，需對獲取的模塊信息進行實時處理，過濾多余的非必要性信息;第四，狀態(tài)預警，狀態(tài)預警模塊關注的重點為狀態(tài)量，當采取到的數(shù)據(jù)資料在非合格范疇以內時，會第一時間發(fā)出狀態(tài)預警，不同的狀態(tài)權重則以不同的警報級別表示。在警告發(fā)出的同時，狀態(tài)診斷模塊會針對設備問題進行分析，并得出診斷結果。

（四）變電二次設備風險評估與檢修決策分析

首先，風險評估的第一步是確定內部和外部的風險源。當設備受到威脅時，可以評估設備故障造成的損失程度，并確定風險等級。維修決策是計算風險值，從設備損壞程度考慮設備的風險得分，識別內部和外部威脅，并確定威脅概率。其次，對兩種繼電保護設備的狀態(tài)進行評估，根據(jù)評估結果，風險之間的相關性，設備的維護時間等。維修決策如下：建立維修策略模型，根據(jù)關系模型計算各級設備的風險類別，確定優(yōu)先級維護指標。第三，基于計算機輔助決策系統(tǒng)的變電所二次設備風險評估與維修決策。

四、斷路器和電流電壓互感器監(jiān)測

（一）斷路器的監(jiān)測

對斷路器進行優(yōu)先監(jiān)測是繼電保護狀態(tài)檢修工作中的一項重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的檢修工作中，斷路器的維護措施主要是確保跳合閘回路的正確運行，使其分合速度達到系統(tǒng)規(guī)定的要求，這種做法往往容易形成過度檢修，造成資源浪費。因此，工作人員可以充分利用對斷路器工作狀態(tài)的監(jiān)測情況進行評估分析，以便提出更好的檢修策略。

（二）電流電壓互感器的監(jiān)測

對電壓回路的監(jiān)測主要包括以下環(huán)節(jié)：單相、兩相電壓異常;正常負荷狀態(tài)下、線路充電狀態(tài)下的三相電壓。在檢測時我們可以通過觀察電流的變化情況來對其故障信息進行判斷分析，采取相應的措施。由于保護回路中的很多誤動作大多都是由斷線所導致的，所以監(jiān)測電流回路很有必要，其主要監(jiān)測原理是：如果在沒有零序電壓的情況下監(jiān)測出了零序電流，則證明該電流回路存在異?，F(xiàn)象。

五、結論

變電二次繼電保護狀態(tài)檢修有利于增強供電可靠性，減少設備故障停電次數(shù)，降低繼電保護“三誤”的發(fā)生，值得推廣使用。

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