繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修管理研究與應(yīng)用

周 賀

(南方電網(wǎng)深圳供電局有限公司，深圳，518000)

0 引言

近年來我國經(jīng)濟呈現(xiàn)出快速健康發(fā)展的態(tài)勢，電網(wǎng)規(guī)模也隨之越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，電網(wǎng)設(shè)備相關(guān)技術(shù)也在日新月異的發(fā)展，供電可靠性和供電質(zhì)量的成為用戶考量電力系統(tǒng)的基本標(biāo)準(zhǔn)。目前，電力企業(yè)實行的事后檢修和預(yù)防性檢修的檢修機制。在這兩種檢修機制下，設(shè)備采用以相關(guān)檢修規(guī)程為指導(dǎo)的定期檢修形式，結(jié)果可能導(dǎo)致了狀態(tài)好的設(shè)備過度檢修，而狀態(tài)較差的設(shè)備則因還沒有到檢修周期，而不能檢修的檢修不足狀態(tài)。只有通過對不同的電氣設(shè)備的運行維護采用區(qū)別化、精細(xì)化、規(guī)范化、科學(xué)化的檢修策略，才能在確保電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定、運行的前提下，實現(xiàn)最小化電氣設(shè)備運行維護資源消耗，這樣的檢修策略已成為電網(wǎng)企業(yè)設(shè)備管理的發(fā)展必然趨勢。

1 狀態(tài)檢修的概念和特點

狀態(tài)檢修是以設(shè)備的運行情況、基本狀況及同類設(shè)備家族歷史缺陷等資料為依據(jù)，以可靠、安全、穩(wěn)定、成本等為基礎(chǔ)，通過對設(shè)備進行狀態(tài)評價和風(fēng)險評估，根據(jù)評價結(jié)果制定相應(yīng)的設(shè)備檢修方法，最后達到設(shè)備可靠運行、檢修成本合理的設(shè)備檢修策略。狀態(tài)檢修是一種以可靠性和預(yù)測性為指導(dǎo)思想的檢修技術(shù)，通過在線監(jiān)測和離線監(jiān)測等手段，對設(shè)備潛伏性故障進行分析，并結(jié)合相關(guān)巡視數(shù)據(jù)、驗收資料等基礎(chǔ)信息，對設(shè)備的狀態(tài)進行量化評估，然后進行風(fēng)險評估，最后以評估結(jié)果來指導(dǎo)確定設(shè)備的檢修策略，合理安排生產(chǎn)和檢修工作，在保證設(shè)備可靠運行的同時，最大限度地節(jié)約設(shè)備維護資金，節(jié)約人力物力成本，降低檢修工期，讓現(xiàn)有的設(shè)備能夠創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益和安全效益。設(shè)備狀態(tài)檢修可通過設(shè)備狀態(tài)評估來分析設(shè)備現(xiàn)在的狀態(tài)，然后進行設(shè)備運行風(fēng)險分析來分析當(dāng)前的風(fēng)險，綜合分析結(jié)果，實現(xiàn)設(shè)備長、中、短期檢修計劃的循環(huán)和控制，提高設(shè)備可用率和供電可靠性，降低生產(chǎn)成本。相關(guān)資料表明，實施狀態(tài)檢修后，設(shè)備故障率可以降低到原來的75%，綜合檢修費用可以減少30%-50%。

設(shè)備狀態(tài)檢修與原來的設(shè)備定期檢修相比，具有以下優(yōu)點：

(1) 為了提高檢修的針對性和有效性，開展?fàn)顟B(tài)檢修時，對在運行狀態(tài)下的設(shè)備進行實時監(jiān)測，對有異常的設(shè)備進行檢修。因此，狀態(tài)檢修避免了在定期檢修策略指導(dǎo)下，對無任何異常狀況下的運行設(shè)備進行檢修的情況，從而減少了設(shè)備停電時間，提高設(shè)備的可靠性，又減少了一次檢修工作，從而降低設(shè)備維護成本。

(2) 設(shè)備狀態(tài)檢修工作的重點是對設(shè)備狀態(tài)的嚴(yán)密監(jiān)測和全過程控制，不是簡單以時間節(jié)點為依據(jù)，根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)決定設(shè)備的使用壽命，從而提高了設(shè)備的使用年限，減少更換設(shè)備頻率，降低設(shè)備運行的總成本。

(3) 狀態(tài)檢修工作使設(shè)備管理責(zé)任劃分更加明確，設(shè)備管理者不僅要關(guān)注設(shè)備現(xiàn)在的運行狀態(tài)，還要關(guān)注設(shè)備以往的運行情況。同時，有針對性的掌握設(shè)備狀態(tài)，使檢修工作有了更加明確的目標(biāo)，檢修工作的質(zhì)量得到很大提高。

(4) 狀態(tài)檢修要求設(shè)備運維人員熟悉設(shè)備的狀態(tài)、設(shè)備的軟硬件組成等，不僅促使運維人員主動學(xué)習(xí)來提高個人的技能水平，還促使管理人員加強人員技術(shù)培訓(xùn)工作，技術(shù)管理水平和設(shè)備運行水平雙向上升明顯。

(5) 在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、設(shè)備質(zhì)量較高的情況下，倒閘操作次數(shù)減少，設(shè)備檢修總量減少，進而降低設(shè)備運行過程中人員操作風(fēng)險，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

為了避免定期檢修存在的盲目性缺點，更好的貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的電力安全生產(chǎn)方針，狀態(tài)檢修工作是一項實施效果明顯的舉措，不僅實現(xiàn)減人增效，而且能夠進一步提高企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟效益。

2 深圳供電局繼電保護設(shè)備檢修管理現(xiàn)狀

目前，深圳供電局繼電保護裝置的校驗主要分為以下三類:

(1)新安裝裝置的驗收檢驗。有以下二次設(shè)備時進行：①投入運行的新裝二次設(shè)備；②在已投運的一次設(shè)備上投入新安裝的二次設(shè)備時；

(2)運行中裝置的定期檢驗。定期檢驗分為兩種，全部檢驗和部分檢驗。

(3)運行中裝置的補充檢驗。補充檢驗分為下列五種：①對運行中的裝置進行技改或增加新回路或增加新元件后的檢驗；②一次設(shè)備大修后或一次設(shè)備更換后的檢驗；③運行中發(fā)現(xiàn)異常情況后的檢驗；④故障跳閘后檢驗；⑤已投運行的裝置停運一年及以上，再次投入運行時的檢驗。

3 繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價及風(fēng)險評估

設(shè)備狀態(tài)評價是根據(jù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)、廠家技術(shù)指標(biāo)、運行經(jīng)驗等作為判斷依據(jù)，結(jié)合設(shè)備的巡視結(jié)果、維護記錄等結(jié)果,分析反映設(shè)備健康狀態(tài)的各狀態(tài)量，確定設(shè)備狀態(tài)等級。繼電保護狀態(tài)評價以間隔為單位，分投運前和投運后兩個時間段分開評價，評價比重按30%和70%考慮。評價結(jié)果按下列公式計算得出：

ISE——設(shè)備狀態(tài)總得分；A——投運前設(shè)備狀態(tài)評價總得分；

B——投運前設(shè)備狀態(tài)評價總得分。

?

設(shè)備風(fēng)險評估：在設(shè)備狀態(tài)評價的基礎(chǔ)上，評估設(shè)備出現(xiàn)故障的可能性和后果的嚴(yán)重程度，確定設(shè)備面臨的和可能導(dǎo)致的風(fēng)險。

風(fēng)險評估的指標(biāo)是風(fēng)險值，需要綜合考慮設(shè)備故障發(fā)生率和可能損失的資產(chǎn)，風(fēng)險值按式(1)計算。

式中：R：設(shè)備的風(fēng)險值；LE ：可能損失資產(chǎn)；P：設(shè)備的平均故障率；

t：某個時間。

按照R 的大小將風(fēng)險分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級、Ⅵ級共6 個級別，其中Ⅰ級設(shè)備風(fēng)險最高，Ⅵ級設(shè)備風(fēng)險最低。設(shè)備風(fēng)險級別劃分如表1 所示。

表1 設(shè)備風(fēng)險級別劃分

4 深圳供電局10kV 繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修策略

本文主要以深圳供電局10kV 繼電保護設(shè)備為研究對象，以繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價模型和風(fēng)險評估模型為計算依據(jù)，制定其檢修策略。檢修策略共分為以下幾個方面：1、巡視；2、停電試驗；3、備品備件管理；4、特殊檢查及停電維護要求；

1）巡視。Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級風(fēng)險的設(shè)備需要繼電保護專業(yè)進行專業(yè)的巡視。針對Ⅰ級、Ⅱ級風(fēng)險的設(shè)備，每月開展一次專業(yè)巡視，巡視內(nèi)容包括壓板檢查、軟件版本核查、交流采樣檢查、開入量檢查、定值核查、二次回路檢查、光纖通道檢查、通信狀態(tài)檢查、故障錄波裝置硬盤空間檢查、手動啟動故障錄波共10 項檢查內(nèi)容，針對Ⅲ級、Ⅳ級風(fēng)險的設(shè)備，每季度開展一次檢查，檢查項目同Ⅰ級、Ⅱ級風(fēng)險的設(shè)備。

2）停電試驗。停電試驗的檢驗項目見下表2。

表2 停電試驗項目表

3)備品備件管理。Ⅰ類管控設(shè)備應(yīng)有全套備件，Ⅱ類管控設(shè)備應(yīng)備足電源插件、CPU 插件、人機對話插件幾類損壞率高的插件。

4)當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)特殊運行、保供電、迎峰度夏等情況時，需要繼電保護專業(yè)人員進行特殊檢查及停電維護。特殊檢查及停電維護要求見下表3。

5 效果分析

2012 年1 月開始,深圳供電局有限公司開始試行10kV繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修,考慮到10kV 繼電保護裝置微機率達到100%,具備繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修的基本條件。截止到2012 年年底，實施效果明顯，10kV 保護裝置的缺陷發(fā)生情況下降。2012 年保護裝置運行情況良好，保護類缺陷年缺陷密度僅1.35%，略低于2011 年0.04%。2010 年電源插件故障發(fā)生率為0.39%，2011 年為0.32%，2012 年為0.15%。

6 結(jié)語

實施狀態(tài)檢修可以使檢修人員現(xiàn)場定期試驗和測量的工作量減少的最小，降低了作業(yè)的勞動強度，提高了工作效率，是企業(yè)實現(xiàn)利潤最大化的重要手段。狀態(tài)檢修時今后檢修技術(shù)的發(fā)展方向，必將成為電力設(shè)備檢修的主流。

表3 保護裝置檢查及停電維護要求表

[1] 陳德樹，繼電保護運行狀況評價方法的探討[J]，電網(wǎng)技術(shù)，2000，3(3)：31-34.

[2] 高翔，繼電保護狀態(tài)檢修應(yīng)用技術(shù)[M]，北京：中國電力出版社，2008.

[3] 許靖，王晶，高峰等，電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)研究綜述[J]，電網(wǎng)技術(shù)，2000，08(3)：49-52.

[4] 汪東，淺析繼電保護狀態(tài)檢修技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]，科技資訊，2010，(1)：117-118.

[5] 陳祖源，電力系統(tǒng)繼電保護裝置狀態(tài)檢修的探討[J]，科技資訊，2009，36：81..

[6] 呂懷蓮，周長建，田莉莉，繼電保護運行狀況評價方法的探討，今日科苑，2007(6)：36.