继电保护状态检修实际应用研究与优化_白惠琳.pdf

2023 NO.4 动 力 与 电 气SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION继电保护状态检修实际应用研究与优化白惠琳(国网三门峡供电公司 河南三门峡 472000)摘要：作为保证电网正常应用效果的关键部分，继电保护装置的重要性毋庸置疑。由于继电保护工作的特殊性，针对其状态制订切实可行的检修方案则是降低故障风险、确保电网运行质量的前提条件。该文简述了继电保护设备状态检修的定义，阐述了状态检修的技术手段支持条件，并以某变电所220 kV系统为例，就继电保护状态检修流程、信息收集以及图纸资料管理要点进行了深入分析，阐述了继电保护状态检修评估方案要点，希望能够为同行业工作者提供一些帮助。关键词：继电保护 状态检修 技术手段 检修思路 评估方案中图分类号：TM73文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)04-0036-04Research and Optimization of Practical Application of Condition Based Maintenance for Relay ProtectionBAI Huilin(State Grid Sanmenxia Power Supply Company,Sanmenxia,Henan Province,472000 China)Abstract:As a key part to ensure the normal application effect of the power grid,the importance of the relay protection device is beyond all doubt.Because of the particularity of relay protection work,making a feasible maintenance scheme according to its state is a prerequisite for reducing the risk of failure and ensuring the quality of power grid operation.This paper briefly describes the definition of condition based maintenance for relay protection equipment,expounds the support conditions of technical means of condition based maintenance.And taking the 220 kV substation system as an example,this paper conducts an in-depth analysis of condition based maintenance process for relay protection,information collection and key points of drawing data management,and expounds key points of the condition based maintenance evaluation scheme for relay protection,hoping to provide some help for workers in the same industry.Key Words:Relay protection;Condition based maintenance;Technical means;Maintenance thought;Evaluation scheme伴随电力设备智能化趋势的来临，电网规模也在逐渐扩大，对应所使用的电网运行技术水平相较以往有了明显提升，这也使电力系统对保证其运行安全性的二次系统与其他保护装置的依赖性逐渐增强。但从部分区域的继电保护检修情况来看，定期检修依旧是所应用的主要检修模式，该种方式随着电网规模的扩大、技术水平的提升，已然无法满足维持电力系统稳定与安全运行的实际需求。因此，在明确二次设备应用实际状态的前提下，制订切实可行的继电保护状态检修方案具有极为重要的现实意义。1 继电保护设备状态检修定义所谓继电保护设备状态检修，简单来说就是具有预防属性的检修工作，基于在线监测系统能够对设备的实时运行情况进行健康状况的诊断，从而判断出设备是否有检修必要，包括需要检修的具体项目等。执行状态检修任务时应从设备运行的实际情况出发，从而制订切实解决故障的方案，保证诊断的准确性。从这一点来看，状态检修的意义在于增加保护设备运行实际，从而缩减用于检修的人力成本与经济成本。由于完善状态保护手段的支持，在保证设备正常运行的情况下，最大限度地缩短系统的停运时间，是有效减轻DOI：10.16661/ki.1672-3791.2208-5042-1435作者简介：白惠琳（1992），女，本科，工程师，研究方向为继电保护。36动 力 与 电 气 2023 NO.4 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATIONSCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯科技资讯继电保护工作量的关键因素，为提高设备可利用性、维持电网运行稳定性提供完备条件。2 继电保护设备状态检修技术手段随着技术的更新与发展，电网目前普遍采取不停电检修技术，再加上一次设备状态检修技术的实际落实，极大地缩短了停电时间1。正因如此，传统的继电保护设备状态检修技术俨然已经无法满足当下的检修标准，这也是推行新式状态检修技术的主要原因。对设备状态检修的依据在于状态监控信息，联系过往设备的运行状况与检修记录，即可在计算机网络技术的支持下完成二次回路、保护装置健康情况的诊断任务，还能制订对应的检修方案，明确需要检修的项目与实践2。近年来，随着故障信息子站、保护故障录波等多项设备功能的逐渐完善，继电保护状态检修的整体技术水平也在不断提升，一系列的先进技术的支持是保证状态检修工作有效性的前提条件，例如在线监测技术、寿命估计技术等。2.1 故障诊断与在线检测状态检修的时间取决于设备的实际情况，并非固定。在使用计算机网络技术时，不仅需要配合微机保护模拟量测量技术，还需要整合动作报告、开关量检测等信息，联系这些信息对状态检修范围做科学分析，并将所获信息反馈至总机。而总机将结合需求数据做综合性的分析诊断，从而制定出相应检修策略3。由于检修整体科学性的提升，从而将人工时间大大缩短。故障诊断技术的应用基于设备的自我诊断功能，由保护装置先行诊断内部模块问题，包括电源插件板、CPU板等，还可根据线路运行逻辑对电压互感器的断线情况予以监测，从而保证了回路断线与直线回路绝缘监测的有效性4。基于微机保护技术能够对设备异常情况进行初步分析，所获得的分析数据将为后续的二次设备运行状态评估提供必要的依据条件。2.2 二次设备生命周期管理设备的整个运行周期均离不开二次设备检修过程，其也是确保二次设备运行效果的重要基础。针对二次设备的生命周期进行完整的状态检修，将进一步明确二次设备的寿命管理范围，包括所有的设备动作行为5。需要注意的是，对二次设备的生命周期进行预测需要依托于整理的设备监测数据，配合微机即可分析出设备此时的运行情况，完成状态评估工作，估算出设备的生命周期，获得二次设备剩余寿命的相关数据，从而以此数据为前提制定出对应的状态检修策略。2.3 抗干扰技术状态检修的前提为设备状态监测，但该环节中重要的监控装置，在实际使用过程中极易受各类电磁条件的干扰，继而对状态监控装置所获得的信息采集有效性造成不良影响。要想达到预期的设备检修目的，关键在于明确监测状态的正确性与实时性，这也是启动抗干扰手段的主要原因6。以某地铺设等电位接地电网为例，其目的在于防护高频电磁的干扰；在二次回路中，所设置的屏蔽层接地同样是为了保护室内电缆的运行状态。应注意的是，直流无须接地，而交流必须接地，共用情况下电缆芯一旦短路，则此时的直流回路将产生接地故障，继而对设备的正常运行状态造成不良影响。在电缆铺设环节，应提高对走线路径的重视，尽量避开避雷针接地点与高压高频大电流设备7。此外，在保护装置中，之所以其内部IO回路使用光电耦合器，原因在于需要为设备提供保护条件，避免出现的电磁干扰影响到设备的运行状态。电磁干扰抑制手段的应用，是提供给二次设备状态检修环境保障的基础条件。2.4 传感与信息采集处理要想实现对二次设备的状态检修目标，收集大量的有效信息以进行后续的数据处理、分析与决策同样关键。当下随着技术的更新与进步，所使用的传感器技术已经趋向于阵列化与集成化，各类先进智能化手段的融合应用，使得电力系统信息采集控制系统已经较为完善，其中具有代表性的部分为变压器温度测点8。电力系统中，传感器技术的有效应用进一步提升了监控信息的应用有效性，保证了状态信息采集的完整性与准确性。所搜集而来的状态信息，既包含了数字量信息，也同样包括了模拟量信息，具体需求的信息类型，需要根据网络通信的实际要求确定，并在确定后传输至监控设备进行最终的数据处理，得出相应结论。3 继电保护设备状态检修基本思路对于继电保护设备来说，应充分发挥继电保护设备的自检功能优势，联系自身运行情况、二次回路情况以及在线监测相关数据，在以往检修资料的共同配合下，对所使用的技术手段做全面分析，进而明确故障的具体类型与位置，其也是发现故障早期征兆的有效手段9。随后，即可评估故障隐患等级，确认检修的最佳时机，以制订合理检修方案。在执行状态检修任务时，需要在正常监测电力设备的背景下，依据健康评定情况与检测信息最终确定检修时间，对二次设备的状态进行监测、健康诊断以及策略决策是状态检修的这3个主要环节，其中二次设备的状态监测起到了基础作用，也是提供设备诊断依据的前提条件。综合各类继电保护诊断信息与历史记录资料后，可基于专家系统技术手段评估设备的健康信息，并在科学的检修方案安排下对存在隐患的设备做全方位地整改检修，保证设备的正常运行状态。37 2023 NO.4科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 动 力 与 电 气SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯4 某供电公司变电所220 kV系统继电保护状态检修技术的实际应用4.1 流程安排按照继电保护状态检修的基本程序要求，其流程主要包括二次设备状态信息采集、设备与回路健康评估、制定检修策略、分配检修任务、执行检修任务、评价实行结果。（1）搜集状态信息。该任务一般由变电所工作人员承担，需要进行动态更新，保证每月至少更新1次。变电所工作人员所搜集的资料类型包括检修资料、原始资料以及其他关联资料等，且需要负责收集与更新巡视资料。（2）设备状态评价与检修决策。该任务的责任人主要为变电所工程师，且需要获得检修公司或当地的三级审批10。整个评价环节具有动态属性，每年1次，一般需要在7月30日前完成该工作。对状态进行评价的基础为状态检修辅助决策系统，从而形成针对各个环节、各个级别的完成评价报告，并出具相应检修决策，给出检修的具体建议。（3）根据所却行的许可范围与调度管辖范围，各个省份的电力调度对各个公司的状态检修报告做专业评审，整理形成对应的检修意见。（4）依照审批意见，各个检修单位联系各厂的实际情况制订继电保护状态检修方案。（5）各个检修公司与变电所内工作人员，需要制订年度状态检修计划，并给出具体方案，将检修任务分解为周、月任务包，严格遵循计划执行检修任务11。在检修过程中应以现场标准化为前提，并出具任务指导书，以确保检修信息的更新及时性，直至将更新后获得的信息加入继电保护设备检修数据库中。（6）各个检修单位组织评估检修绩效，形成具体的评估报告，每年进行1次，该任务的截止时间一般为每年的1月底，所制订的检修计划与年度评价均应在当年完成。各个省市所出具的检修绩效报告需要在出具后上报至国网，待到检修全部结束后综合评估最终的检修效果，一般包含检修模式合理性验证、功能校验、决策执行情况等，依据评价的具体结果发现其中的问题并给出问题的具体解决方案，从而对状态检修体系予以持续完善，为动态管理检修体系的持续完善提供基础条件。4.2 基础信息收集继电保护设备、二次回路以及运行情况的搜集是状态检修的必要环节，尤其是应对所出现的设备缺陷与异常情况做详细记录与信息整理，从而完成对设备的状态评估工作12。依据设备运行的具体情况与其重要程度，出具相应健康评估结果，并将此作为检修依据以确保电力系统维持正常运行状态。（1）继电保护二次设备的基础信息包含了设备正式运行前的基本信息与后续的检修材料，其也是设备状态检修的核心参考材料。运行前的资料搜集工作主要由建设单位给出，投运后由检修与调度部门共同进行状态监督，后续的所有信息搜集由检修部门与运行部门联合负责。（2）作为继电保护管理部门，应制定匹配搜集资料的管理规范，确定信息搜集的具体流程，从而保证所搜集材料的完整性与正确性。（3）日常的设备运行巡视交由运行部门具体负责。对于所举例变电所来说，针对220 kV的间隔继电保护二次设备每月巡检至少1次，包含了回路绝缘、设备运行基本情况以及运行环境等。（4）专业的继电保护巡检责任需要由检修部门承担，每六个月需要对变电站展开全面巡检，可根据具体情况与故障维护需要增加巡检次数。（5）根据每年所完成的继电保护二次设备状态评估情况，整理后归入检修基础信息内，一同将其保存到档案室内。（6）在搜集继电保护检修资料时，其中，信息搜集主要包含以下4点内容，分别为投运前的出厂信息、验收报告、厂家合同；正式运行后的检修信息，包括缺陷统计、设备异常记录、巡视记录、试验报告等13；检修资料包括日常检修记录、版本升级记录、缺陷消除记录等；其他材料主要包括状态分析报告、保护装置运行情况、监督检验报告、运行分析信息等。4.3 图纸资料管理4.3.1 主要内容对图纸资料进行管理的目的在于保证现场信息与资料信息之间的一致性，从而降低实际错误率。作为保证状态检修人员正常工作的指南，二次设备图纸资料极为关键，确保其与实际设备状态之间的一致性，是维持设备运行稳定性的重要基础，也是实现预期状态检修目标的关键因素。图纸资料管理主要包括回路图纸、保护定值单管理以及设备检修档案等。4.3.2 资料与图纸管理（1）作为现场检修人员应随身携带图纸资料。（2）图纸应做好备份工作，爱护图纸保证其完整性，使用完毕后需进行归还登记。（3）若出现图纸与现场情况不匹配的现象，应首先明确问题根源，查明是图纸问题还是现场接线问题，明确问题根源后应由工程师做审批处理后对图纸进行更改，或恢复现场接线顺序14。（4）若由于设备改造等原因需要对图纸内容进行更改，应在由主管对资料进行批准审核后，将原图纸做废弃处理，并做好修改完毕后的图纸保存工作。（5）电子版图纸应尽快制作，同步实际图纸的更改内容，做好定期的改版与维护工作。38动 力 与 电 气 2023 NO.4 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATIONSCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯科技资讯5 继电保护状态检修评估方法5.1 评估方案联系举例变电所的二次设备运行特性，需确定具体的检修评估准则，对二次设备进行的健康度评分标准具体如下。根据二次设备特性将其劣化度分为5个等级，其中一级扣2分，二级扣4分，三级扣6分，四级扣8分，五级扣10分。设定关键权重系数范围为13；若需求整改重要性不足，不对电力系统运行稳定性造成较大影响，对应关键项系数设定为1；若二次设备与电力系统技术规范不匹配，需要对关键项进行立即整改，此时设定系数为2；若运行情况与设定标准相差较大，违背了原则标准，则权重系数设定为3。联系以上标准要求，对每一台设备做逐项评分处理，最终得到综合评分。5.2 评估决策5.2.1 检修等级的分类一般继电保护状态检修可分为A、B、C、D这四类，其中需要停电进行检修的等级为A、B、C，D检无须停电。A类对应着更换保护装置或更换二次设备整屏，此外电缆更换与新设备的安装时候用也应归入其中，第一次投入使用后的功能检验工作被归入A类；B类检修指的是辅助装置、电缆以及插件的更换，此外若有程序升级需要或设备缺陷处理，该检修过程也应归入B类；C类检修的内容主要是二次回路的外观检查与保护功能检验，对开关量进行核对的过程也被归入C类检修中；D类检修是在二次设备不停电背景下进行维护检查，可在带电情况下执行工作任务。5.2.2 确定检修等级的原则若设备综合评估得分在30分以下，则将二次设备归入良好状态范围内，根据设备的运行状况，可推迟1年时间检修（随时根据需要调整），C检前可进行D类检修；若综合评估分数在3040分范围内，则应将其归入注意状况范围内，此时需要进行C类检修，严格遵循检修周期标准执行检修任务。根据二次设备的实际运行情况，可进行B或C类检修，并应在停电检修前进行D类检修；若综合评估分数在4050分范围内，则将设备归入异常状况范围内，其对应评估结果为检修类别与项目的确定依据，需要适当增加D类检修次数，安排相应检修计划；若综合评估得分在50分以上，则代表二次设备进入了异常状况，此时所包含的继电保护设备与其他自动类装置，应以评估具体结果为前提确定检修的具体类别，并应加大D类检修力度，明确需要检修的项目以尽快消除设备缺陷，保证设备运行效果。5.3 绩效评估对继电保护的绩效评估应综合科学方法与评估准则，在计算机程序的应用条件下执行运作体系的基本策略，保证各类目标的实现效果，展开针对运作体系的一系列适应性评估方法。对继电保护状态检修过程进行绩效评估包含的内容，主要为效益指标程度的评估与可靠性指标评估。全套保护装置在一年中检修所消耗成本称之为效益指标，可靠指标则主要包括故障率、使用寿命、保护错误动作率等。6 结语保证继电保护状态检修工作有效性的基础为设备功能检验与健康度检测，科学使用状态检修方案能够及时解决故障并消除故障隐患，是维持电网运行稳定性与安全性的重要基础。伴随电网在线检测技术的不断更新与完善，继电保护状态检修工作的展开获得了更为完善的技术支持条件。通过明确设备检测周期并确定各个阶段的检修内容，在降低设备故障率的同时延长了其使用寿命，为电网功能的增加与未来规模的持续扩大奠定了保证系统安全稳定运行的坚实基础。参考文献1 段俊.变电二次继电保护状态检修应用J.中国新技术新产品,2019(18):31-32.2 周中侠.电力系统继电保护状态检修分析J.今日自动化,2021(2):104-106.3 赵展,程梁燕,杨帆.变电站继电保护状态检修方案的研究J.百科论坛电子杂志,2020(9):1525-1526.4 梁晔.智能变电站继电保护状态检修策略研究J.魅力中国,2020(11):371.5 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