論繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)的構(gòu)建

惠曉濤

（甘肅電投武威熱電有限責(zé)任公司，甘肅 武威 733000）

1 現(xiàn)狀研究

我國電力行業(yè)成立以來，變電站一直在不斷完善以防御性規(guī)劃檢修為重點的檢修系統(tǒng)。這類檢修系統(tǒng)主要憑借檢修程序明確檢修項目，由于初始執(zhí)行階段存在眾多不足，導(dǎo)致企業(yè)資源損耗巨大，因此從2009年國內(nèi)開始進(jìn)入由上到下進(jìn)行整改的狀態(tài)。隨著系統(tǒng)構(gòu)建的深入完善，電力一次設(shè)備的狀態(tài)檢修工作趨于成熟。電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜龐大的工程，要求一、二次設(shè)備共同協(xié)調(diào)配合才可以保障電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，所以對二次設(shè)備開展?fàn)顟B(tài)檢修工作不可缺少[1]。

當(dāng)前，繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)的構(gòu)建尚未跟上時代發(fā)展速度，繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)檢修沒有完全實現(xiàn)自動化采集，對其設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)值、運(yùn)行參數(shù)以及檢修試驗資料等收集不完善，評價程序也是采取人工方式進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)評價，導(dǎo)致資料采集的精準(zhǔn)性、實時性、完善性以及數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)型存在嚴(yán)重缺失，難以保障設(shè)備狀態(tài)評價的效果和精準(zhǔn)性，損耗了巨大的人力資源，給企業(yè)帶來了巨大的人力成本。

所以，建設(shè)健全的信息化系統(tǒng)刻不容緩，要求其對繼電保護(hù)裝置及二次回路開展?fàn)顟B(tài)評估，整體掌握其運(yùn)行狀況和現(xiàn)有的資料，確保資料的精準(zhǔn)性、實時性、完善性和數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)性。同時，憑借信息化系統(tǒng)利用計算機(jī)高效的計算功能實現(xiàn)對設(shè)備狀況的智能評估，盡可能提高電網(wǎng)工作的穩(wěn)定性，降低檢修資金和檢修風(fēng)險，提升繼電保護(hù)運(yùn)行管理水平和延長設(shè)備的使用壽命。

2 繼電保護(hù)二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)的優(yōu)點

2.1 安全性能優(yōu)勢

繼電保護(hù)二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)基于信息科技設(shè)施發(fā)展中得到的一項技術(shù)性信息成果，憑借高科技層次的技術(shù)能力保證了繼電保護(hù)二次回路系統(tǒng)的運(yùn)行水平，可以有效減少故障出現(xiàn)頻率，同時利于后期的維護(hù)和管理，防止各類安全情況發(fā)展，有效維護(hù)電力系統(tǒng)性能。

2.2 經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)勢

和以往的經(jīng)濟(jì)性能比較來看，繼電保護(hù)設(shè)備和二次回路狀態(tài)檢修構(gòu)造結(jié)構(gòu)簡化了很多繁瑣的過程，同時擁有可操作性高、占地面積少等優(yōu)勢，可以滿足大范圍的推廣。此外，這一系統(tǒng)擁有的智能化功能可以減少系統(tǒng)工作時對勞動力的需求，提高了系統(tǒng)后期檢測維護(hù)效率，有利于相關(guān)單位壓縮成本。

2.3 功能優(yōu)勢

繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)可以幫助電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)滿足其精準(zhǔn)性的需求，確保設(shè)備高性能運(yùn)轉(zhuǎn)。可以進(jìn)一步研究基礎(chǔ)運(yùn)行檢測資料，有針對性地制訂系統(tǒng)優(yōu)化措施，加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，最大程度減少系統(tǒng)運(yùn)行成本，提升設(shè)備的利用率。

2.4 控制性能優(yōu)勢

繼電保護(hù)二次回路可以實現(xiàn)高程度的自我控制，系統(tǒng)運(yùn)行檢測時完成健全的資料收集、傳遞、研究和反饋體系，并且在運(yùn)轉(zhuǎn)時實現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備自檢，完成平穩(wěn)、持續(xù)運(yùn)行，有效確保系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

3 繼電保護(hù)二次回路狀態(tài)檢修的建設(shè)過程

3.1 系統(tǒng)本質(zhì)工作的檢修應(yīng)適用于目前的運(yùn)行情況

繼電保護(hù)設(shè)備及其二次回路設(shè)備所處狀況檢修重點是掌握設(shè)備目前的運(yùn)行狀況，即設(shè)備目前運(yùn)轉(zhuǎn)狀況是否良好以及運(yùn)轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，困難在于如何準(zhǔn)確概括并描述設(shè)備的當(dāng)前狀況。在制定的標(biāo)準(zhǔn)不能充分科學(xué)體現(xiàn)設(shè)備當(dāng)前是否運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好的情況下，建議在實踐中采用全方位、科學(xué)的手段[2]。

從根本上來說，繼電保護(hù)狀況檢修為電氣二次設(shè)備的臺賬、運(yùn)轉(zhuǎn)檢修基本信息和狀況檢查提供了很大便利。依據(jù)設(shè)備狀況檢查并分析判斷當(dāng)前的狀態(tài)，合理規(guī)劃、執(zhí)行定期檢修的時間和檢修方法，涉及設(shè)備狀況檢查、設(shè)備狀況判斷與設(shè)備檢修決議3個過程。其中，設(shè)備狀況檢查為執(zhí)行狀況檢修的根本，主要匯集設(shè)備狀況有關(guān)的各種要素信息，供設(shè)備狀況評估判斷；設(shè)備狀況判斷以設(shè)備狀況檢查提供的信息為前提，全面結(jié)合設(shè)備狀況有關(guān)過程和當(dāng)前狀態(tài)信息，借助二次設(shè)備檢修網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與專家判斷體系等，創(chuàng)建科學(xué)的狀態(tài)評估和狀態(tài)判斷樣板，針對繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況是否良好來準(zhǔn)確科學(xué)分析進(jìn)行判定；設(shè)備檢修決議是針對以上精準(zhǔn)分析，對如何實施設(shè)備檢修最終形成科學(xué)的檢修決議，進(jìn)一步推動繼電保護(hù)設(shè)備檢修試驗的順利進(jìn)行。

3.2 二次回路的開關(guān)量輸入狀況在線檢查和測試

現(xiàn)階段二次回路的開關(guān)量輸入狀況檢查和測試包含兩個層面。第一，保護(hù)接點動作后進(jìn)行二次回路的開關(guān)量檢查和測試，重點是提高系統(tǒng)隨機(jī)出現(xiàn)故障狀況下的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。相關(guān)的繼電保護(hù)設(shè)備動作如失靈啟動保護(hù)、母差保護(hù)及其變壓器保護(hù)等發(fā)生時，失靈保護(hù)開啟，開關(guān)量控制字由0變換成1，并對系統(tǒng)中超出的實踐分析部分進(jìn)行精準(zhǔn)可靠的在線二次回路檢查。第二，檢查和測試一次設(shè)備位置狀態(tài)對應(yīng)的二次回路開關(guān)量狀況，重點是對目前保護(hù)裝置開關(guān)量頻率變化較快的狀況，以更好地提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。繼電保護(hù)二次回路開關(guān)量的安裝，能夠采集保護(hù)動作信號、閉鎖信號以及一次設(shè)備斷路器的分合閘信號，需確保與一次設(shè)備開關(guān)量輸入回路的輔助接點一一對應(yīng)，并對其狀況進(jìn)行檢查和測試。

3.3 二次回路狀態(tài)檢修模擬量出現(xiàn)狀況的檢查

二次回路狀態(tài)檢修模擬量的狀況監(jiān)測，主要是通過一次設(shè)備反饋給二次回路相關(guān)的開關(guān)量狀態(tài)。二次設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)把控進(jìn)程中，開關(guān)量狀態(tài)只顯示0或1，0代表斷路器的狀態(tài)為分閘，1代表斷路器的狀態(tài)為合閘。如需模擬其他實際狀況，需要借助詳細(xì)參數(shù)反饋一次設(shè)備的狀況。

這些模擬量主要來源于同步相量數(shù)據(jù)測量裝置，與傳輸記載使用采樣脈沖和GPS時鐘方式一致。開關(guān)量信號為有源DC 24 V、DC 48 V、DC 110 V以及DC 220 V等。變電站同步相量測量裝置的信息傳遞經(jīng)過常開或者常閉接點控制，應(yīng)用于SMU-1C一致相量管控單元、SMU-1M一致相量測量把控安裝、GPS時鐘單元或SMU-1P一致相量輔協(xié)助解析單元等組成的系統(tǒng)。

3.4 其他的檢修內(nèi)容

繼電保護(hù)二次回路的電流檢修。繼電保護(hù)中電流互感器是決定差動保護(hù)效果的重要元件，也是構(gòu)建差動保護(hù)模式時需要重點分析的內(nèi)容。在電流互感器安裝使用期間，要合理選擇電流互感器的使用型號。一般使用差動保護(hù)專用的D級電流互感器。在經(jīng)過保護(hù)裝置外圍的穩(wěn)態(tài)短路電流時，電流達(dá)到最大值后，需將差動保護(hù)回路的二次負(fù)荷控制在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。

繼電保護(hù)二次回路的質(zhì)量檢修。繼電保護(hù)二次回路的系統(tǒng)復(fù)雜，各種元器件的質(zhì)量對于整個繼電保護(hù)二次回路的功能有重要影響，特別是市場銷售的電流互感器產(chǎn)品種類較多，具體使用方式要結(jié)合具體的系統(tǒng)保護(hù)方式進(jìn)行選擇。對于測電流過大的繼電保護(hù)裝置，在差動保護(hù)過程中可以選擇帶小氣隙的電流互感器。該裝置的鐵芯剩磁小，這一特點會加大電流互感器的飽和難度，提高差動保護(hù)裝置的性能。該類互感器的勵磁電流小，對失衡電流也有控制作用。

3.5 繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)構(gòu)建

繼電設(shè)備保護(hù)二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)的主要功能是獲取并處理繼電保護(hù)設(shè)備相關(guān)基礎(chǔ)資料和設(shè)備實時、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)等，并反映設(shè)備健康狀態(tài)的特征參數(shù)，評價設(shè)備當(dāng)前的健康狀況。要達(dá)成這一目的，構(gòu)建系統(tǒng)時需著重考慮二次回路相關(guān)的設(shè)備管控工作。

設(shè)備管控是設(shè)備狀況檢修基礎(chǔ)管理及其操控方向的結(jié)合，分為檢修管控和運(yùn)轉(zhuǎn)管控兩部分。檢修管控可以為整體評估和設(shè)備狀況提供有價值的信息支持；運(yùn)轉(zhuǎn)管控可以為綜合評估設(shè)備狀況提供有價值的信息依據(jù)，重點包含故障判斷、檢修措施和檢修方案等。二者從構(gòu)造上進(jìn)行功能區(qū)分，確保了系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性及狀況檢修任務(wù)的規(guī)范化和有效化實行。

4 繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)應(yīng)用的結(jié)果

4.1 狀態(tài)檢修系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用

繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修主要應(yīng)用于監(jiān)測設(shè)備目前的運(yùn)行情況（包括設(shè)備健康程度和運(yùn)行安全性），難點在于如何定義被監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀況。目前，國內(nèi)實施的檢修系統(tǒng)對設(shè)備的評價指標(biāo)提出了相關(guān)要求，但是無法科學(xué)全面地用數(shù)據(jù)體現(xiàn)設(shè)備的實際健康情況，于是開發(fā)狀態(tài)檢修系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，見圖1。狀態(tài)檢修系統(tǒng)不是一成不變的，而是一個動態(tài)循環(huán)的系統(tǒng)。綜合分析處理系統(tǒng)采集的信息，可以更好地指導(dǎo)運(yùn)行檢修試驗工作，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的可靠性。常見的舉措是二次設(shè)備信息分析、提取和抽樣，最終得到規(guī)范化的信息表征設(shè)備健康情況的狀態(tài)量。這種構(gòu)建需要在專家研究認(rèn)可的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，才可以用來表征設(shè)備的健康情況，從而提升系統(tǒng)業(yè)務(wù)的整體能力，提前預(yù)知并開展檢修工作。

圖1 狀態(tài)評價體系

4.2 系統(tǒng)構(gòu)建功能方面的研究應(yīng)用

繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)功能基于7大業(yè)務(wù)板塊的業(yè)務(wù)，包括基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)管理、設(shè)備管理、監(jiān)測告警、運(yùn)行管理、狀態(tài)檢修管理、檢修管理和決策分析，見圖2。對狀態(tài)處于危險和發(fā)展失控的設(shè)施及時發(fā)出狀態(tài)告警訊息，并進(jìn)行有效啟用故障模式和進(jìn)行原因分析，最后根據(jù)整體完善的檢修方式模型研究給予檢修決策及意見。其中，檢修管理涵蓋了故障檢測、檢修策略和檢修規(guī)劃。有效落實以上步驟，可以確保繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修工作的順利開展，保障系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和狀態(tài)檢修工作的標(biāo)準(zhǔn)化與高效化。

圖2 設(shè)備狀態(tài)評價算法模圖

5 結(jié) 論

繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)能夠大大提高設(shè)備狀態(tài)判斷的快速性和準(zhǔn)確性，精準(zhǔn)預(yù)估設(shè)備發(fā)展情況，保證設(shè)備管理系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。所以，電力企業(yè)要根據(jù)現(xiàn)代發(fā)展特征，采用新興科技完成繼電保護(hù)設(shè)備及二次回路狀態(tài)檢修系統(tǒng)的構(gòu)建，確保電力系統(tǒng)高效平穩(wěn)運(yùn)行。