關于電力系統(tǒng)二次回路狀態(tài)的檢修

靳穎超

鄭州祥和集團有限公司 河南 鄭州 450000

1 二次回路狀態(tài)檢修特點

1.1 針對性強

區(qū)別于計劃檢修只以時間為檢修依據(jù)，不考慮設備的運行狀態(tài)與健康狀況“一刀切”的檢修方式。二次回路狀態(tài)檢修以狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)為依據(jù)，檢修目的明確，針對性強，可實現(xiàn)電氣設備全壽命周期管理。

1.2 經(jīng)濟性好

檢修任務以電氣設備運行工況為依據(jù)，對檢修周期可根據(jù)實際情況適當縮短或延長，極大程度上降低了檢修事故與維護成本，同時還使供電可靠性因設備檢修停運時間的減少而得到提升。

1.3 智能化運營與管理

可實時預覽電氣設備當前與歷史狀態(tài)，并預測其狀態(tài)發(fā)展趨勢，如若利用互聯(lián)網(wǎng)技術將狀態(tài)數(shù)據(jù)連接，還可遠程管理狀態(tài)監(jiān)測，判斷設備故障，同時將檢修時間、方式與重點項目智能生成。

2 狀態(tài)檢修系統(tǒng)構建

把握設備當前所處狀態(tài)為繼電保護設備及二次回路狀態(tài)檢修的關鍵所在，而用何種概念定義設備狀態(tài)則為檢修系統(tǒng)的難點與重點問題。在我國目前的檢修體制中，雖然對設備評價指標給予了相應規(guī)定，但是對設備的真實健康狀況仍然難以合理、全面地反映。因此，基于現(xiàn)有條件的應用，本文對繼電保護設備及二次回路提出更加合理與全面的狀態(tài)檢修體系[1]。

2.1 系統(tǒng)業(yè)務應用

所謂繼電保護設備及二次回路狀態(tài)的檢修，其包含設備狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)診斷與檢修決策3層含義，本質是在電氣二次設備臺賬與運行檢修基礎數(shù)據(jù)與狀態(tài)監(jiān)測的基礎上，以設備狀態(tài)量監(jiān)測與分析診斷結果為依據(jù)，對檢修項目與間隔時間科學、合理安排的一種檢修方式。

（1）設備狀態(tài)監(jiān)測。作為狀態(tài)檢修任務實施的基礎，設備狀態(tài)監(jiān)測通過對設備運行過程中各類狀態(tài)數(shù)據(jù)的實時收集，以此服務于設備狀態(tài)評價與診斷工作。

（2）設備狀態(tài)診斷。基于設備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的應用，同時結合設備狀態(tài)當前與歷史信息，將設備狀態(tài)評價與診斷模型通過專家診斷系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡技術合理建立，以此準確判斷繼電保護設備的健康狀況；

（3）設備檢修策略。在對設備健康狀況準確判斷后，針對其中存在的問題，為真正達到“應修必修，修必修好”的目的，合理決策檢修方式，以此對檢修試驗工作起到指導作用。

繼電保護設備及二次回路狀態(tài)檢修體系為一個動態(tài)循環(huán)過程，其以信息收集、整理以及綜合分析為核心內容（同時也是難點所在），在設備運行過程中，利用合適的方法對所產(chǎn)生的能夠表征設備健康狀況的各類狀態(tài)因素信息進行綜合分析，可對設備運行檢修試驗工作的開展形成有效的指導。對于設備狀態(tài)信息的整理，目前最常用的方法是基于設備信息的分析，提取并抽象出標準化狀態(tài)量（表征設備健康狀態(tài)），并且為使表征設備健康狀態(tài)的各類因素均包含于狀態(tài)量中，提取與抽象過程必須以現(xiàn)場運行檢修經(jīng)驗和專家論證結果為依據(jù)；與此同時，為全面掌握設備的健康狀況，還必須在綜合分析狀態(tài)量后合理建立算法模型，目前較為通用的有模糊評價模型、神經(jīng)網(wǎng)絡模型與決策樹模型。不同模型均有各自的特點與不足，基于實用性考慮，決策樹模型對實際應用效果表現(xiàn)最好，其具體是根據(jù)專家意見，將各狀態(tài)量的指標權重綜合分析得出，然后對設備健康狀態(tài)采用加權評分的方式做出量化性評價。由于單一算法必然會存在局部漏洞與不足，因此為提升評價結果的準確性，模型建立應采用多種方法配合的方式，以此對彼此間不足之進行互相彌補。

2.2 系統(tǒng)功能分析

繼電保護設備及二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)在結構組成主要包括基礎標準管理、設備管理、監(jiān)測告警、運行管理、狀態(tài)評價管理、狀態(tài)檢修管理與決策分析管理7大業(yè)務模塊，其總體功能定義為：通過對反映繼電保護設備健康狀況的特征參數(shù)（如相關基礎資料和設備實時/歷史運行數(shù)據(jù)）的獲取與處理，對其當前健康狀況進行綜合評價，并針對狀態(tài)劣化與趨勢不良的設備將告警消息及時發(fā)布，然后對故障原因通過模擬進行分析，最后利用綜合優(yōu)化檢修策略模型分析，將設備檢修決策建議提出。

（1）基礎標準管理。為整個狀態(tài)檢修工作高效化與標準化實施的基礎，使狀態(tài)檢修工作涉及的各類基本項實現(xiàn)了標準化與規(guī)范化。

（2）設備管理。為設備狀態(tài)檢修試驗管理的基礎與對象，通過繼電保護設備主體數(shù)據(jù)庫的建立，在便于設備統(tǒng)一管理的同時規(guī)范了管理過程，使設備技術參數(shù)與基本信息實現(xiàn)了標準化管理。

（3）監(jiān)測告警。以狀態(tài)量指標變化為依據(jù)，通過設備各項運行指標信息數(shù)據(jù)的實時收集與提供，為設備狀態(tài)評價及發(fā)展趨勢分析給予了有力支撐，使設備運行過程實現(xiàn)了實時監(jiān)控。

（4）運行管理。通過設備運行過程中各項數(shù)據(jù)（如在監(jiān)測信息、異常記錄信息、不良工況信息以及家族性缺陷信息等）的實時收集，為設備狀態(tài)全面評價提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)了設備運行、檢修、試驗校驗數(shù)據(jù)的管理維護功能。

（5）狀態(tài)評價管理。基于反映繼電保護設備或二次回路運行狀態(tài)的各項指標數(shù)據(jù)，系統(tǒng)以繼電保護設備狀態(tài)特征量與狀態(tài)評價相關導則標準為依據(jù)，自動通過狀態(tài)評價模型分析或人工干預進行分析評價，以此將設備總體健康狀態(tài)等級得出。需要注意的是，由于組成繼電保護設備的回路與零部件較多，基于設備數(shù)據(jù)分散的考慮，因此以間隔為分析單元進行評價，進而得出保護間隔運行狀態(tài)等級。

如下圖1所示，以優(yōu)化算法模型進行設備狀態(tài)評價，將設備基本信息、運行信息、參數(shù)信息與狀態(tài)評價標準利用關系運算庫靈活、有效、全面地建立關系模型，以此將設備運行狀態(tài)通過復雜的邏輯運算得出。

圖1 設備狀態(tài)評價算法模型圖

圖中A、B、C分別代表設備的運行數(shù)據(jù)項，M、N為設備狀態(tài)，其中M1代表良好，M2代表正常，M3代表注意，M4代表異常，M5代表嚴重。模型中采用樹狀結構對設備狀態(tài)量由頂層向底層逐次進行定義，而狀態(tài)判斷與分析則從底層向頂層進行，以此將設備的綜合狀態(tài)得出。

2.3 檢修管理內容

（1）故障診斷。將設備不良狀態(tài)（即M3注意、M4異常與M5嚴重狀態(tài)）通過評價得出后，以此為依據(jù)對設備故障原因與位置采用狀態(tài)診斷法進行診斷，為狀態(tài)恢復或故障處理提供參考。

（2）檢修策略。基于狀態(tài)評價結果，系統(tǒng)在對風險進行綜合評估后，結合設備狀態(tài)與風險度建立二維關系模型，以保護設備健康運行為目的，綜合優(yōu)化出檢修等級、時間以及次序等安排。

（3）檢修計劃。根據(jù)檢修策略信息，系統(tǒng)通過與相關一次設備檢修計劃的結合，同時以生產(chǎn)計劃數(shù)學計算模型為依據(jù)，將保護設備的檢修計劃自動生成。

2.4 決策分析

如下圖2所示，在設備連續(xù)運行狀態(tài)下，以運行時間與狀態(tài)評價參數(shù)為依據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計技術的運用，基于設備狀態(tài)發(fā)展規(guī)律的總結，以此預測其發(fā)展趨勢，判斷在未來某一時間點的運行狀態(tài)，為設備管理人員與檢修人員提供重要性參考依據(jù)。

圖2 設備狀態(tài)預測模型圖

模型中Ⅰ、Ⅱ表示設備實際運行時間區(qū)間，Ⅲ表示設備預測運行時間區(qū)間。曲線實指設備在Ⅰ、Ⅱ區(qū)間的不良運行狀態(tài)趨勢和在Ⅲ區(qū)間的不良運行狀態(tài)，由此即可將設備在后期的運行狀態(tài)趨勢預測出來[2]。

3 結束語

電力系統(tǒng)二次回路以監(jiān)測、保護、調節(jié)與控制一次回路為主要作用，其雖然不直接參與電能生產(chǎn)、變化、傳輸以及分配等工作，但對電力系統(tǒng)運行安全與供應質量具有直接性影響，為智能變電站發(fā)展與推廣的關鍵因素。