智能變電站繼電保護設備狀態評價研究

摘 要：狀態評價是實現狀態檢修的重要前提，更是制定狀態檢修策略的重要依據。本文對繼電保護設備狀態評價模型進行了研究，對繼電保護設備狀態評價的狀態量進行了確認，確認了狀態評價的對象，規劃了狀態評價的流程，建立了設備狀態評價方法，對繼電保護設備狀態評價模型構建有著指導作用。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;狀態評價;評價模型

中圖分類號：TM73文獻標識碼：A

狀態評價是實現狀態檢修的重要前提，更是制定狀態檢修策略的重要依據。[1]此前，有眾多學者對于繼電保護裝置狀態評價進行了研究，也提出了數種狀態評價的模型。[2]這些模型在滿足一定前提的情況下，也能對設備的狀態進行較為公正的評價，能一定程度上反應所評估的設備的真實運行狀態以及設備健康情況。此前，大多數研究針對的傳統變電站的繼電保護設備的狀態評價，對于智能變電站中繼電保護設備的評價方法研究相對較少。此外，繼電保護設備狀態評價模型要求依據導則的更新進行實時變更，隨著新導則的提出，舊有的模型不再適用，需要構建新的繼電保護設備狀態評價模型。本文將對繼電保護設備狀態評價模型構建進行研究。

1 確認繼電保護狀態評價對象

首先需要確認狀態評價數據量的獲取對象。常規變電站一般將110kV及以上電壓等級的保護裝置以及二次回路設為評價對象。[3]目前，智能站中的保護回路不再簡單只是保護裝置。所以，智能站的評價對象應為合并單元、智能終端、保護裝置及其二次回路。[4]通常以間隔為單位進行評價，即一次評價一個擁有完整繼電保護功能的間隔。

在進行選擇時，一般先從變電站開始選擇，需要通過變電站和對應間隔進行整體評價，變電站的評價結果選取變電站中所有間隔中得分最低結果，而間隔的評價結果取自一個間隔內合并單元、智能終端、保護裝置和二次回路中的最低結果。

2 規劃繼電保護狀態評價流程

狀態檢修由班組主導進行，由班組選擇需要狀態評價的變電站，并導入其中需要評價設備的設備信息，并對狀態評價的周期進行選擇。狀態評價結果將以報告的形式呈現在班組面前，并由班組將結果提交工區查閱，工區將根據狀態評價的結果確認設備狀態，安排狀態檢修的周期。具體的狀態評價流程圖如下圖所示。

（1）狀態評價周期。狀態評價的周期一般為一年，一般由班組選擇周期的起始日期和截止日期，工區負責審核評價周期的合理性以及是否有重疊日期。

（2）評價任務審核。評價任務不局限于某一座變電站，可以一次進行多個變電站的評價。評價任務中有幾個重要條件需要提前確定：所評價變電站、評價周期（起止日）、評價任務單號以及評價人等。在班組對變電站內設備進行評價時，需要審核此類信息的正確性。一旦開始評價任務，必須確認任務完成才能開始下一個任務，任務應由工區系統性的發布。評價完成后，將評價結果進行提交，其中應包括間隔得分、周期總得分以及評價結論報告單。

3 建立繼電保護狀態評價方法

將繼電保護設備的狀態量分為四類：[5]

（1）檢測型狀態量C1：取自裝置本體（運行環境、溫度、絕緣狀況、數據采集、通道情況等）和二次回路（運行環境、絕緣、回路電阻、溫度、封堵積灰情況等）。

（2）可靠性狀態量C2：主要為同型號保護裝置的整體可靠性，是否有家族缺陷。

（3）失效風險狀態量C3：依據設備最近一次檢驗日期和設備故障率評價。

（4）改進型狀態量C4：依據設備性能改進后是否能有增強或者恢復較好狀態評價。

這些狀態量不僅取自設備現有運行狀態的數據，還要查詢歷史運行數據，較為合理，能有效反應設備的各項數據，精確評價設備的運行狀況。繼電保護設備的狀態評價根據上面四類狀態量進行打分，用層次分析法賦予不用的權重相加后得到最終得分。一個間隔的得分取自這個間隔內各個設備得分的最低分。具體的計算公式如下所示：

將裝置與二次回路的得分計算出來，按照得分的高低來進行評價。一般根據得分的高低可以將設備的狀態評價為“正常態”、“注意態”、“異常態”和“嚴重易發故障態”。一旦狀態評價的結果為“異常態”或者“嚴重易發故障態”，就表示設備發生故障的可能性非常高，此時應根據實際情況對設備安排檢修計劃。

在繼電保護設備狀態評價中，將合并單元、智能終端、保護裝置和二次回路均視為本體，但一個間隔的設備需要考慮與其相連的測控裝置及自動化設備均納入評價環節。根據狀態評價的結果，將其與狀態檢修相結合。如果設備處于“正常態”，在達到檢修周期的情況下，可安排C類檢修;如設備處于“注意態”，可安排C類檢修甚至是B類檢修;如果設備處于更嚴重的狀態，需根據實際情況安排A類檢修、B類檢修或者C類檢修。

4 結論

狀態評價是實現狀態檢修的重要前提，更是制定狀態檢修策略的重要依據。本文對繼電保護設備狀態評價模型進行了研究，對繼電保護設備狀態評價的狀態量進行了確認，確認了狀態評價的對象，規劃了狀態評價的流程，建立了設備狀態評價方法，對繼電保護設備狀態評價模型構建有著指導作用。

參考文獻：

[1]王強.淺議電氣設備的狀態檢修[J].中國有色金屬，2018（S1）：365-366.

[2]田實雨.電力系統變電一次設備狀態檢修策略分析[J].南方農機，2018，49（24）：66.

[3]吳俊杰，陳程，程林，江翼，韓欽，馮亮.基于模糊綜合評價法的智能變電站二次設備狀態評價研究[J].電測與儀表，2018，55（08）：72-76.

[4]馬凌峰，王思豪.智能變電站技術對繼電保護的影響[J].南方農機，2019，50（08）：174.

[5]張鑫.智能變電站狀態檢修技術研究及應用[D].華北電力大學，2017.

作者簡介：馬駿（1983-），男，漢族，湖北武漢人，本科，工程師，從事繼電保護及自動化工作。