電力系統(tǒng)電氣二次設備檢修技術(shù)措施分析

劉立遠，劉義搏

（國電南瑞科技股份有限公司變電技術(shù)分公司，江蘇 南京 210000）

引言

電力系統(tǒng)的狀態(tài)檢修以一次裝置為主，其技術(shù)主要是以各種傳感器和檢測技術(shù)為基礎，二次設備的成本要比一次設備低得多，而且回路的復雜程度也很高，很少有人能完成狀態(tài)檢修，只提出了二次設備的狀態(tài)檢修，二次設備是一個整體，并不只是一個系統(tǒng)，由于有些回路還沒有監(jiān)控手段，無法進行實時的技術(shù)分析和判斷[1]。因此，從目前的使用狀況來看，大部分的保護都沒有達到狀態(tài)維護的要求。

1 狀態(tài)檢修綜述

狀態(tài)檢修，又稱預知維修，如圖1所示。美國杜邦公司首次提出，根據(jù)設備目前的運行情況，對設備進行狀態(tài)監(jiān)控，確定設備的運行情況，確定設備是否需要檢修。狀態(tài)檢修的目的在于縮短停機時間、提高可靠性、增加可用系數(shù)、延長設備使用壽命、降低維修成本、提高設備使用性能和增加經(jīng)濟效益。狀態(tài)檢修是以設備狀態(tài)監(jiān)測為基礎，依據(jù)監(jiān)測與診斷的結(jié)果，對檢修時間和項目進行規(guī)劃，包括設備狀態(tài)監(jiān)測、設備診斷和檢修決策。狀態(tài)監(jiān)控是狀態(tài)維護的基礎，狀態(tài)監(jiān)控是設備診斷的基礎。

圖1 狀態(tài)檢修系統(tǒng)

狀態(tài)檢修可以簡單地界定為：基于對設備狀態(tài)的監(jiān)控、分析和診斷，合理安排維修時間和項目目標維修模式。其包含三個層面的含義，即：設備狀況監(jiān)控、設備故障診斷和檢修決策。狀態(tài)監(jiān)控是設備狀態(tài)維護的重要依據(jù)，設備故障診斷是基于狀態(tài)監(jiān)測，結(jié)合設備的歷史數(shù)據(jù)，運用神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)等技術(shù)對設備的健康進行判定[2]。

2 電氣二次裝置的狀態(tài)檢查

2.1 二次電氣狀態(tài)檢查概述

二次電氣主要由繼電器保護、自動裝置、故障錄波、現(xiàn)場監(jiān)控和遠動等組成。其正常、可靠的運行是保證電網(wǎng)安全、供電設備安全的根本條件。在實際運行中，由于二次電氣引起的系統(tǒng)失效，保護不當?shù)脑虬ūＷo人員、操作人員、各部門工作以及自然災害等。由于計算機在繼電保護和自動裝置中的廣泛使用，提高了繼電保護的可靠性和定值的整定的靈活性。而推廣一次設備檢修、不停電檢修技術(shù)，則會使檢修設備造成的斷電時間縮短。這就給二次設備的檢修帶來了新的需求，在檢修體制、檢修方法和檢驗項目、制定檢修周期等方面，必須進行二次設備的檢修，以確保二次設備的安全運行，滿足電力發(fā)展的需求[3]。電氣二次裝置的狀態(tài)檢查是指利用二次裝置的運行與維修數(shù)據(jù)，利用設備的狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)和設備的自我診斷技術(shù)，對二次設備的狀態(tài)進行準確的評估，根據(jù)狀態(tài)評估的結(jié)果，合理安排檢修時間和檢修項目，如圖2所示。

圖2 設備狀態(tài)評價算法模圖

2.2 二次檢修狀況監(jiān)控的內(nèi)容

狀態(tài)監(jiān)控是狀態(tài)檢修的基礎。對二次裝置的運行進行可靠性監(jiān)控，并對其進行壽命估算。其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 二次回路在線監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.3 二次裝置的運行狀況監(jiān)測方法

相對于一次電氣，二次電氣的狀態(tài)監(jiān)控并不過分依賴于傳感器。因此，對二次設備進行狀態(tài)監(jiān)控，不僅在技術(shù)上，而且在經(jīng)濟上也比較方便。傳統(tǒng)的保護狀況監(jiān)控難以達到既能充分利用已有的方法，又不需要額外的投入。該保護裝置內(nèi)部的各個模塊都具備自我診斷的能力，可以對設備的電源、CPU、輸入/輸出接口、A/D轉(zhuǎn)換及存儲器等進行監(jiān)控和檢查。

3 次變電二次維修中的幾個問題

3.1 回路監(jiān)測問題

在監(jiān)測系統(tǒng)問題中，表1采用了某省2015年監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中間隔層的缺陷率最高，其次是與調(diào)度或集控站通信缺陷數(shù)量較多。遠動機缺陷所占比重雖然不大，但是運用木桶原理分析，遠動機缺陷造成的影響遠大于監(jiān)控系統(tǒng)其它任何部件的故障。表2為該省繼電保護缺陷。隨著狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展，由設備的電纜和繼電氣構(gòu)成二次回路，這一構(gòu)成結(jié)構(gòu)具有分散的特點，只能通過監(jiān)控線路和繼電氣接觸來進行監(jiān)控，既增加了監(jiān)控的難度，又增加了監(jiān)控費用。

表1 監(jiān)測系統(tǒng)缺陷數(shù)據(jù)

表2 繼電保護缺陷表

3.2 EMI問題

在二次裝置的系統(tǒng)中，存在著大量的微電子器件和集成電路，其電磁干擾會影響到狀態(tài)維修，導致取樣信號失真，自動裝置失效，嚴重時會導致元器件損壞。在進行狀態(tài)維修時，應首先進行干擾檢測，確認二次裝置的兼容性，并對二次裝置中的敏感元件和干擾進行監(jiān)控。比如，由于變壓器保護接線存在著較大的更新空間，以及避雷器和線路的位置與配電網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)不一致，從而導致了一定的失效風險。

3.3 狀態(tài)檢修問題

由于我國農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展較慢，電力系統(tǒng)使用的設備沒有達到預期的要求，造成了農(nóng)村配網(wǎng)的低效運行。二次設備檢修一般是在一次設備故障檢修后進行，因此，要對二次裝置進行檢查，以確保二次裝置的安全運行，進一步提高檢修效率和降低費用。

4 變電二次維修技術(shù)問題的解決方法

4.1 對設備維修的關(guān)注

檢修管理是調(diào)整經(jīng)營方式的途徑，它將徹底改變傳統(tǒng)變電二次檢修產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟運行方式，以競爭推動變革，以改革創(chuàng)造效益。目前，由于二次設備的故障與插頭的故障密切相關(guān)，所以在解決二次故障時，應采用插頭替換的方法來解決，這就需要提高設備的硬件質(zhì)量，并加大二次設備的維修和管理，對經(jīng)常發(fā)生的故障進行分析，并加強設備的維修管理，以確保狀態(tài)監(jiān)測工作的有效開展。

4.2 完善檢修體系

從環(huán)境保護的角度進行戰(zhàn)略調(diào)整，反映了電力二次檢修項目的安全發(fā)展趨勢。檢修管理模式可以為變電站二次檢修項目的安全管理提供參考。二次檢修是分階段進行的，首先要對二次設備的初始狀態(tài)有一個全面的認識，然后對它的工作情況進行分析，根據(jù)工作情況來確定檢修流程。在二次檢修之前，必須掌握設備的實際使用狀況，并建立完善的內(nèi)部監(jiān)督體系，把電氣設備的檢驗和管理工作落實到每位職工的手中，并明確其管理職責和權(quán)限。此外，在二次設備的檢修中，通過對二次設備的狀態(tài)信息進行分析和處理，以便制定科學、合理的維護方案，縮短檢修周期。

4.3 完善監(jiān)測系統(tǒng)

目前，為適應各地電網(wǎng)二次檢修的需要，國內(nèi)電網(wǎng)二次檢修規(guī)模不斷擴大?！百|(zhì)量優(yōu)先”是電力二次檢修的指導思想，及時發(fā)現(xiàn)和解決安全隱患，對二次檢修的可持續(xù)運行起到了保障作用。二次設備的檢修是建立在監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上的，因此要對監(jiān)控系統(tǒng)進行改進，具體可以采用在線監(jiān)控技術(shù)。監(jiān)控系統(tǒng)不只是監(jiān)控某一部件，它還可以監(jiān)控某一子系統(tǒng)、子單元以及全部元器件，以獲得實時、高效的監(jiān)控數(shù)據(jù)，為評價設備的運行提供科學依據(jù)。除了引進技術(shù)，還需要健全監(jiān)督和管理體系，確保內(nèi)部運作的規(guī)范化。

4.4 強化檢修力度

在新的控制平臺上，采用了檢修管理模式，加速二次檢修區(qū)的改造，通過智能系統(tǒng)，完善新的功能平臺，構(gòu)建更加網(wǎng)絡化的調(diào)度方案，使電力二次檢修的數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺得到最大程度的優(yōu)化。二次設備的檢修維護都需要在最短的時間內(nèi)完成，而傳統(tǒng)的檢修方式明顯無法滿足目前的設備維修需求。目前的檢修工作，以一次設備的檢修為主，二次設備的檢修僅圍繞一次設備進行。因此，在檢修期間，要對設備的狀態(tài)進行規(guī)范，以便為檢修工作的順利進行打下基礎。

5 變電站二次維護體制的改革措施

5.1 檢修技術(shù)管理

經(jīng)過幾年的發(fā)展，無線監(jiān)控信息管理范圍得到了極大的擴展，其監(jiān)測范圍也達到了3 Hz。隨著高端技術(shù)的不斷發(fā)展，波段刪除等功能得到了充分應用，這方面的設施裝備也開始向微型化、智能化方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的儀器相比，最新的儀器具有多種檢測效用，具有很高的延展性。由于采用了行業(yè)內(nèi)統(tǒng)一的信息傳遞標準，信息交流和監(jiān)控能力得到了極大的提高。經(jīng)過近幾年的高速發(fā)展，我國在這方面的發(fā)展水平取得了較大的進展，但仍需要不斷引進和學習先進的無線電信息管理技術(shù)，以追趕先進國家的發(fā)展速度。

5.2 二次線路管理

由于各種原因?qū)е伦冸娬径尉S修存在諸多問題，而維修管理模式實現(xiàn)了項目進度的最優(yōu)管理，給現(xiàn)場維修和后期維護帶來了負面影響。檢修部門要堅持“質(zhì)量檢修”的方針，加強現(xiàn)場作業(yè)、材料調(diào)配、地質(zhì)勘察等工作，以確保二次維修工作的質(zhì)量性。在變電站二次維修中，采用多種平面布置形式，可以提高二次維修設備的穩(wěn)定性，并能有效防止結(jié)構(gòu)布置不合理帶來的安全隱患。

6 結(jié)語

電氣二次檢修直接影響到地區(qū)的電力需求和電網(wǎng)的調(diào)度以及運營。在信息技術(shù)革新的大背景下，電氣二次大檢修項目必須引進一套維修管理體系，從多個角度提出變電站二次檢修的改革機制，確保電網(wǎng)正常運行。同時，檢修人員要熟練掌握維修技術(shù)，深入剖析常見的電氣系統(tǒng)故障，掌握應急處置和應急處置技巧，避免因維修不當而導致能源損耗。