智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修策略研究

郭亮

國(guó)網(wǎng)四川省電力公司南充供電公司 四川南充 637000

1 智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)主要內(nèi)容

1.1 繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)

從智能變電站的運(yùn)行模式以及機(jī)組構(gòu)成方面進(jìn)行分析，繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)是重要的運(yùn)行維護(hù)內(nèi)容。其中繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)作業(yè)實(shí)施，對(duì)于智能變電站的運(yùn)行安全性提升，以及用電戶的用電穩(wěn)定性保障發(fā)揮了重要的作用。具體在維護(hù)作業(yè)的實(shí)施中，主要的運(yùn)行維護(hù)內(nèi)容為電力維護(hù)人員針對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、備份系統(tǒng)，以及安全防護(hù)設(shè)施現(xiàn)狀進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)作業(yè)[1]。

1.2 故障維護(hù)

從智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)狀方面評(píng)估，故障維護(hù)為運(yùn)行維護(hù)作業(yè)實(shí)施中的重點(diǎn)內(nèi)容。良好的故障維護(hù)作業(yè)實(shí)施，對(duì)于系統(tǒng)組件的運(yùn)行穩(wěn)定性提升，以及智能變電站的運(yùn)行安全性提升發(fā)揮了重要的作用。從智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行邏輯程序方面進(jìn)行分析，故障維護(hù)作業(yè)的實(shí)施，主要涉及了通信系統(tǒng)軟件，硬件故障維護(hù)、電氣開關(guān)異動(dòng)，拒動(dòng)、誤動(dòng)硬件故障維護(hù)作業(yè)。

1.3 監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)

智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備在運(yùn)行中從其運(yùn)行性能，以及最終的運(yùn)行效果方面進(jìn)行分析，關(guān)于其運(yùn)行維護(hù)作業(yè)的實(shí)施，落實(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)作業(yè)，則為重要的運(yùn)行維護(hù)內(nèi)容。其中在實(shí)際落實(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)作業(yè)中，維護(hù)人員應(yīng)從三個(gè)方面進(jìn)行作業(yè)：第一，針對(duì)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)施運(yùn)行維護(hù)，針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，實(shí)施信號(hào)通暢性測(cè)試作業(yè)；第二，針對(duì)硬件組件進(jìn)行檢修維護(hù)，同時(shí)針對(duì)監(jiān)控硬件裝置進(jìn)行檢修維護(hù)，確保監(jiān)控裝置運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性；第三，存儲(chǔ)系統(tǒng)的檢修維護(hù)，落實(shí)監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)的檢修維護(hù)，確保相關(guān)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、查詢的準(zhǔn)確性和完善性[2]。

2 確定智能站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修策略

建立狀態(tài)指標(biāo)集可以發(fā)現(xiàn)其中包含了眾多指標(biāo)，且不同指標(biāo)之間關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。目前，應(yīng)用較多的多狀態(tài)指標(biāo)模型主要為比例失效模型和模糊評(píng)價(jià)模型，二者之間各有各的優(yōu)劣，從下面四個(gè)指標(biāo)上選取最優(yōu)模型。（1）模型計(jì)算精度：模糊評(píng)價(jià)模型主要使用了模糊數(shù)學(xué)理論，在判斷中會(huì)受到經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的作用，主觀性較強(qiáng)，極其容易接收專家經(jīng)驗(yàn)的不良影響，結(jié)果有時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大偏差。但是，比例失效模型是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的模型，模型中使用了大量的歷史客觀數(shù)據(jù)?；谶@些歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的結(jié)果具有較強(qiáng)的客觀性和可靠性，不像模糊評(píng)價(jià)模型一樣受到專家經(jīng)驗(yàn)的不良影響，精度較高。（2）模型計(jì)算速度：模糊評(píng)價(jià)模型的計(jì)算方法運(yùn)用到了權(quán)重集理論，即層次分析法和主成分分析法。計(jì)算中各類關(guān)系矩陣較為麻煩，且建立狀態(tài)指標(biāo)的隸屬函數(shù)需要使用專家經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算速度較慢。而比例失效模型的計(jì)算過(guò)程中，運(yùn)用到了極大似然估算法，在初值不太好的情況下可能出現(xiàn)不收斂的情況。雖然計(jì)算方法相較于模糊評(píng)價(jià)模型較快，但是出現(xiàn)不收斂的情況勢(shì)必會(huì)影響計(jì)算結(jié)果。（3）模型計(jì)算結(jié)果：模糊評(píng)價(jià)模型運(yùn)用的計(jì)算方法會(huì)導(dǎo)致其計(jì)算結(jié)果是一串離散閾值，沒(méi)有時(shí)間性，與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況不符。而比例失效模型由于其計(jì)算方法，可以得到一個(gè)隨著時(shí)間不斷變化的動(dòng)態(tài)閾值，于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況極其吻合，滿足設(shè)備狀態(tài)隨著時(shí)間不斷惡化的這一特性。（4）模型應(yīng)用平臺(tái)的開發(fā)潛力：考慮到模糊評(píng)價(jià)模型在計(jì)算精度、計(jì)算速度和計(jì)算結(jié)果中暴露出的問(wèn)題，可以得出其平臺(tái)開發(fā)潛力不如比例失效模型的 結(jié)語(yǔ)，比例失效模型的客觀性極其適合開發(fā)應(yīng)用平臺(tái)。通過(guò)對(duì)比兩種模型這四個(gè)方面的優(yōu)劣，可以發(fā)現(xiàn)比例失效模型相較于模糊評(píng)價(jià)模型更適用于智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修策略。

3 狀態(tài)檢修策略實(shí)施方案

可以將繼電保護(hù)裝置的檢修方式根據(jù)檢修的原理和原因分為下面著三類：（1）故障后檢修（消缺）：旨在解決緊急故障和缺陷的緊急搶修；（2）預(yù)防性檢修：根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，按照固定的周期進(jìn)行的檢修；（3）狀態(tài)檢修：根據(jù)設(shè)備狀態(tài)的優(yōu)劣靈活安排的檢修。目前故障后檢修和預(yù)防性檢修廣泛應(yīng)用于各公司，但這兩種檢修方式都可能造成過(guò)度檢修或欠檢修。從原理上講，狀態(tài)檢修其實(shí)算是預(yù)防性檢修的一部分。但是狀態(tài)檢修根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)來(lái)確認(rèn)檢修周期的原理更具有客觀性、靈活性和科學(xué)性。保護(hù)裝置自投運(yùn)的那一刻開始，就受到各種各樣的指標(biāo)的影響。

圖1 設(shè)備劣化曲線

根據(jù)圖1所示，設(shè)備經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間從良好狀態(tài)發(fā)展到正常狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)入注意狀態(tài)，到達(dá)注意狀態(tài)后，此時(shí)設(shè)備處于潛在故障P點(diǎn)。之后設(shè)備迅速劣化，由異常狀態(tài)、重大異常狀態(tài)一直到發(fā)生功能性故障F點(diǎn)。根據(jù)狀態(tài)檢修的原理，在進(jìn)入注意狀態(tài)，即潛在故障F點(diǎn)處，就對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，可以大幅減少設(shè)備故障的可能性，增強(qiáng)了保護(hù)裝置的可靠性，減少了一旦設(shè)備發(fā)生故障帶來(lái)的損失。同時(shí)，狀態(tài)檢修可有效減少保護(hù)裝置發(fā)生拒動(dòng)和誤動(dòng)情況?？梢缘玫?，智能變電站保護(hù)裝置狀態(tài)檢修方式由兩部分組成：故障后檢修+狀態(tài)檢修的組合模式。在沒(méi)有故障和缺陷的情況下，監(jiān)視保護(hù)裝置的狀態(tài)，根據(jù)對(duì)保護(hù)裝置的狀態(tài)評(píng)價(jià)靈活安排狀態(tài)檢修的時(shí)間和任務(wù)。同時(shí)，需要弱化檢修周期這一概念。狀態(tài)檢修不來(lái)拘泥于固定的檢修周期，而是當(dāng)保護(hù)裝置的狀態(tài)評(píng)價(jià)不達(dá)標(biāo)時(shí)，對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行檢修[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，此文提出了智能站繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修策略，為智能變電站繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修工作的開展提供了理論支持和實(shí)踐基礎(chǔ)。