繼電保護狀態(tài)檢修及發(fā)展方向探討

摘 要：隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)行業(yè)也取得了巨大的進步。本文通過現(xiàn)場檢修管理中積累的經(jīng)驗， 對繼保設(shè)備狀態(tài)檢修實施流程以及二次回路評價方法進行了詳細分析，并展望了未來繼電保護技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：繼電保護；狀態(tài)檢修；發(fā)展前景

中圖分類號： TM77 文獻標識碼：A

1 繼電保護狀態(tài)檢修

1.1 繼電保護狀態(tài)檢修概述及要求

狀態(tài)檢修是根據(jù)先進的狀態(tài)監(jiān)測和分析診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，基于設(shè)備的使用壽命來判斷設(shè)備的異常、預(yù)測設(shè)備的故障，根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來安排檢修計劃，實施設(shè)備不定期檢修及確定檢修項目。其意義在于可以及時發(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間和檢修項目，使設(shè)備狀態(tài)“可控、在控、能控”，保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行。

繼保設(shè)備狀態(tài)檢修中存在一些問題，主要有以3點：一為繼保二次回路監(jiān)測。二次回路是由連接各個設(shè)備的二次電纜組成，點多且分散，不易實時監(jiān)視運行狀況與回路接線的正確性；二為繼保設(shè)備的電磁干擾監(jiān)測。大量微電子元件的廣泛應(yīng)用使繼保設(shè)備對電磁干擾越來越敏感，按常規(guī)試驗方法無法發(fā)現(xiàn)由于干擾引起的事故，設(shè)備正常運行時故障發(fā)生毫無征兆；三為與一次設(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)備停電檢修時才能進行。

由于一次設(shè)備不允許在無保護的狀態(tài)下運行，故當(dāng)繼保設(shè)備進行檢修時， 一次設(shè)備必須停運，而繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修的實施，又將會大大地減少一次設(shè)備的停運次數(shù)，提高供電可靠性，從而緩解一二次設(shè)備檢修間的矛盾。為了有效地發(fā)揮狀態(tài)檢修的優(yōu)勢，必須對繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修工作制定相關(guān)標準及評價方法，研究其中存在的問題，同步推進一/ 二次設(shè)備狀態(tài)檢修工作，進一步提高變電設(shè)備檢修的針對性。

1.2 繼電保護狀態(tài)檢修流程及狀態(tài)評價

繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修工作實行班組、工區(qū)（車間）和地（市）局三級評價體系，基本流程包括設(shè)備信息收集、設(shè)備狀態(tài)評價、風(fēng)險評估、檢修決策、檢修計劃、檢修實施及績效評估，具體流程為：

對設(shè)備狀態(tài)信息進行收集；

判斷是否啟動狀態(tài)檢修輔助決策系統(tǒng)；

進行計算機輔助評價和編制班組意見評價；

對上述結(jié)果進行匯總分析，形成初評報告；

組織專家組評審，形成狀態(tài)評價專業(yè)報告；

形成局級綜合報告并報主管領(lǐng)導(dǎo)審批；

編制檢修計劃并進行試驗；

對實施績效進行評估。

繼電保護設(shè)備由二次回路和保護裝置兩部分組成。微機保護裝置本身就具備狀態(tài)檢修的實施基礎(chǔ)，但其中交流、直流、控制、信號等二次回路還不具備實時監(jiān)測的條件。如果狀態(tài)檢修范疇僅僅局限在裝置本身，這將很難有實施推廣的基礎(chǔ)，但是如果保護的狀態(tài)監(jiān)測環(huán)節(jié)包含交流輸入、直流、操作等二次回路，狀態(tài)檢修就有可能在實際應(yīng)用中得到推廣。故根據(jù)多年檢修經(jīng)驗，設(shè)計出了二次回路評價狀態(tài)量及所占分值，見表1，其中數(shù)值以量化的方式進行， 滿分為20分。

表1 二次回路評價

評價內(nèi)容狀態(tài)量分數(shù)

運行環(huán)境運行的環(huán)境溫度、濕度2

封堵狀況電纜孔洞、防火墻、防火涂料1

銹蝕狀況端子排（箱）、電纜支架銹蝕程度2

抗干擾措施接地、屏蔽、等電位接地網(wǎng)， 強弱電分離， 交直流分離2

二次回路紅外溫度紅外測溫溫度2

絕緣狀況控制、操作和信號回路絕緣情況5

二次電纜、操作箱家族性無故障時間同型號無故障時間， 同批次無故障時間控制3

操作箱無故障時間同型號無故障時間， 同批次無故障時間3

2 繼電保護技術(shù)的未來分析

2.1 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

隨著計算機硬件的發(fā)展， 微機保護中的硬件部分也在不斷進步，因而電力系統(tǒng)對微機保護的要求也不斷提高。現(xiàn)在的微機保護不僅可以連續(xù)不斷地對本身的工作情況進行自檢，使自身的可靠性更高，也可用同一硬件實現(xiàn)不同的保護原理，使得制造大為簡化和標準化，而且除了保護功能以外，還可兼有故障錄波、事故分析和事故后處理等一系列功能。故當(dāng)代繼電保護技術(shù)的發(fā)展， 正在從傳統(tǒng)的模擬式、數(shù)字式探索著進入計算機信息技術(shù)領(lǐng)域。

2.2 可編程控制器在繼電保護中的應(yīng)用

可編程控制器（ PLC） 可以視為具有特殊體系結(jié)構(gòu)的工業(yè)計算機，更適應(yīng)于控制要求的編程語言。在由繼電器組成的控制系統(tǒng)里，要把各個分立元件用導(dǎo)線連接起來，這對于實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯關(guān)系以及需要定期改變操作任務(wù)來說顯然是不適宜的。而使用PLC 就可以解決上述問題，通過軟件編程的方式來代替實際的各個分立元件之間的接線。為了減少占地面積，還可以用PLC 內(nèi)部已定義的各種輔助繼電器來取代傳統(tǒng)的機械觸點繼電器。

2.3 保護、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化

繼電保護裝置不僅要實現(xiàn)故障的繼電保護，在正常運行狀態(tài)是可以完成測量、控制和數(shù)據(jù)通信等功能，從而實現(xiàn)保護、控制和數(shù)據(jù)通信一體化。目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設(shè)備旁，通過計算機網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾。現(xiàn)在光電流互感器（OT A） 和光電壓互感器（OT V） 已在研究試驗階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。

2.4 智能化

20 世紀90 年代以來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已經(jīng)開始。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN） 是一種非線性映射的方法，它具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學(xué)習(xí)等特點，其應(yīng)用研究發(fā)展十分迅速，目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優(yōu)化等問題。很多難以列出方程式的非線性問題都能夠通過該方法得到解決。近年來， 電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN） 來實現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護、主設(shè)備保護等，都取得了一定的進展。

結(jié)語

本文通過現(xiàn)場檢修管理中積累的經(jīng)驗，對繼保設(shè)備狀態(tài)檢修實施流程以及二次回路評價方法進行了詳細分析和介紹，并通過量化的方法對各個重要性進行了列表分析，最后展望了未來繼電保護技術(shù)的發(fā)展前景，相信隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，繼電保護將會得到更大的發(fā)展。

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