（国网湖北省电力有限公司检修公司 湖北 武汉 430000）
摘要：状态检修是根据设备当前的实际工作状况,利用先进的状态监测和诊断手段、寿命预测手段以及可靠性评价手段来判断设备的健康状态,识别故障的早期征兆,对故障发生的严重程度和故障发展趋势做出判断,并根据分析诊断结果,在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前确定最佳检修时机,主动实施维修。状态检修包含层含义设备状态监控、设备诊断、检修决策。状态监控是状态检修的基础。设备诊断是以状态监控为依据,综合设备历史信息,利用专家诊断系统、神经网络等技术来判断设备健康状况。在线检测与诊断之后,检修决策分析设备及系统的技术应用要求,确定具体的检修计划或策略。本文对于继电保护状态检修的适用范围进行了分析，并结合不同的潜在故障提出了对应的实施原则。
关键词：保护装置；可靠性；状态检修
1引言
状态检修是根据设备当前的实际工作状况,利用先进的状态监测和诊断手段、寿命预测手段以及可靠性评价手段来判断设备的健康状态,识别故障的早期征兆,对故障发生的严重程度和故障发展趋势做出判断,并根据分析诊断结果,在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前确定最佳检修时机,主动实施维修。状态检修包含层含义设备状态监控、设备诊断、检修决策。状态监控是状态检修的基础。设备诊断是以状态监控为依据,综合设备历史信息,利用专家诊断系统、神经网络等技术来判断设备健康状况。在线检测与诊断之后,检修决策分析设备及系统的技术应用要求,确定具体的检修计划或策略。电气设备状态检修的内容包括在线监测与诊断、设备管理、设备运行维护、故障-记录、缺陷记录、设备检修及检修后的验收等诸多工作,最后综合设备信息、运行信息、电力市场等信息作出检修决策,以期达到减少总检修时间,提高设备可靠性及可用系数,降低运行检修费用,改善设备运行性能,延长设备寿命,提高经济效益的目标。
电力系统二次设备状态检修就是利用设备状态监测和设备自诊断技术,结合二次设备运行和检修的历史资料,对二次设备包括继电保护、自动装置、故障录波、就地监控及远动作出正确评价,根据状态评价结果,科学合理的确定检修时间和检修项目。二次设备状态检修基于微机保护的广泛应用,微机保护装置具有其强大的自检功能,当保护装置异常的时候能发出告警信息,提醒运行人员进行处理其自检功能可以做到“只要保护不发告警信号,则装置就是完好的”。目前,国内开展二次设备状态检修的研究一般是从两个方面进行,一类是以人工监控检测为主,通过中央信号系统的光字牌以及保护装置的报告对二次设备运行状态进行综合诊断。另一类是利用自动化系统对二次设备进行不间断实时动态的在线监控,用在线的数据来判别设备状态。目前,二次设备“临检”制度即计划外的二次设备消缺就是基于状态检修思想的检修方法。从实行“临检”制度以来可以看到,“临检”发现保护装置故障率80%以上,而“定检”发现保护装置故障率20%以下,这充分说明二次设备状态检修将会是未来二次设备检修的发展方向。但现行的“临检”制度是基于人工监控的方法实现的,因此它受运行人员的责任心和工作素质的影响会较大。
2继电保护状态检修的适用范围分析
对继电保护设备实施状态检修,需要正确评价设备的状态,实时收集和处理现场设备的运行数据,并且装置具备自检、上送和通信等功能。因此,状态检修具有一定的使用范围,主要针对那些智能型的保护装置,而不能用于简单依靠人力进行数据手机和整理的装置。具体来讲,继电保护状态检修的适用范围包括：
1、微机型继电保护装置。状态检修是对单套微机型保护装置提出检修需求,但其统计的数据包括此类型装置的批次特征如同批次产品的故障发生情况、误动情况及其它共性特征,并结合本装置的实际运行情况,做到全面与具体的统一。
状态检修适用于微机型继电保护装置含二次回路及其它相关联设备,并具备与现有继电保护故障信息系统接口的能力,以便完成上送实时状态信息。非微机型继电保护设备电磁型、晶体管型等不能实行状态检修,目前仍按《继电保护及电网安全自动装置检验条例》中的规定实施,执行原有的周期性检验计划, 但考虑到现在此类装置己被逐步更换,其影响范围正在逐渐缩小。
2、检验周期的影响。由于大多数二次部分无法得到有效的监测,单纯相对于二次部分的检验周期考虑以下几点因素：1）各类继电器线圈的寿命周期及故障特征。由于激励量的周期性变化,对于常励磁的继电器,尤其是交流继电器,它的使用工况最恶劣,接点相关的部件会周期性地抖动,会加重轴的磨损,如现场中使用较多的用于刀闸联锁用的电压继电器,在实际工作中发现损坏现象比较严重,对此的状态检修要考虑到这些因素的影响。2）各类继电器的使用环境。由于要经受高温、严寒、高湿等严酷自然变化的考验,室外机构箱及端子箱的继电器其老化程度比室内的继电器要快。尤其是对于操作回路中的继电器,如目前广泛使用的机构箱内的防跳继电器、非全相的启动及出口继电器,这些因使用环境造成的检修周期的变化,对状态检修的影响要引起重视与研究。3）各类接点的动作工况及频率。在实际运行工作中,保护出口等处的继电器用到的次数相对要少,而各类操作回路中用到的继电器使用比较频繁,如操作箱中的手合、手跳等继电器。因此,对于不同继电器的实际使用情况,也要纳入到检修周期的考虑因素之一。
3、可以实时监测的二次部分。对于微机型的母线保护,其刀闸的输入接点状态实时受到监测,某一刀闸的位置输入出现异常,装置会自动根据异常前的状态进行运算,确认失去刀闸位置而又有电流的支路的应处位置,同时发出告警信号,提醒运行人员注意。此种方法的局限性在于同一时刻只能对一个刀闸的位置进行核查,同时出现多个刀闸的位置异常如开入正电源失去的情况,装置将无法正确判断。中阻抗型母差由于采用双位置继电器进行电流二次回路的切换,继电器状态发生变化之后其对应启动回路即行切断,必须依靠相对状态动作返回之后再动作刁`能发现其接点的可靠。在双母线接线方式中,母联开关的位置对于母线保护逻辑十分重要,各个家对此的做法不尽相同。其中开接点与闭接点同时引入的做法,安全性较高,开接点与闭接点相互校验,正常情况下只能有一个的开入是有效的,都有开入或都没有开入都是异常情况。
对于闭锁式保护,主要是通过运行人员每天进行通道对视进行检查,但由于检查方式是间歇性的,存在漏检的可能性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前执行的检测方式既可以检查通道情况,又对保护装置与通信装置的接口进行了有效的检查对于允许式保护,允许式保护借助于载波机等通道设备,正常时这些通道的完好性由通道设备进行监测,同时通道中传输其它信号,通道本身的完好性能得到保证,但与保护装置的接口没有监测的环节。
现在的断路器操作箱中的压力继电器大多数采用的是正常工作时励磁,压力降低时短接继电器线圈使其返回的方式。这样,一旦继电器出现问题,通过其失磁的接点发出信息判断。另外，由于自投的充电条件需要用到合闸后继电器、跳闸位置继电器的接点,如果不满足条件就不会充电,通过充电指示的报文就可以间接监视这些接点的好坏。但是对于运行开关的跳闸位置继电器接点却无法得到监视,只有等自投动作时才会检测得到因为只有收到运行线的跳闸位置继电器接点,才会合备用线开关。
综上,由于继电保护装置原理、检修周期以及二次部分在线监测的不同,继电保护实施状态检修有一定的适用范围。随着继电保护设备的不断完善,电力系统新技术的不断应用,状态检修将会越来越趋于简易化和可操作化,其适用性也将更加普及。
3继电保护状态检修的实施原则
在实施设备状态检修的过程中,首先要保证设备的安全运行,加强设备状态的实时监测和分析,并科学合理地调整检修周期及检修项目,同时制定相应的管理制度。
其次,要合理设置保护设备状态受控点。实施设备状态检修是一项复杂的系统工程,是对现行检修管理体制的一次改革,而我国又尚处于探索阶段。因此,实施设备状态检修既要设定长远目标、总体构想,又要扎实稳妥、分步推进,在试点取得一定成功经验的基础之上逐步推广。要提高对状态检修的长期性、复杂性、艰巨性和其蕴藏的巨大潜力的认识。从检修技术的发展历史看,无论预防性检修还是事故后检修都是与当时的技术发展水平相联系的,状态检修也是一样。要使状态检修工作能够良好地发展,获得长久的利益,就必须提高状态检修技术,加强科学管理,明确检修项目的变更是否合适,确定新的检修周期,在实践中去检验,寻找规律,找出每类设备检查或检修较经济的周期,最终使状态检修模式得以完善。
真正意义上的状态检修其成本消耗最低,设备运行具有最大可靠性。状态检修的关键是对状态检修全过程管理。因此在实施状态检修时,一方面,由于设备运行的不可控性和不稳定性,状态检修应在兼顾经济效益的基础上,定期发现问题,定期淘汰设备,加速设备折旧,以提高设备运行的可靠性。另一方面对一些非主要运行设备可实行状态检修,而对主要设备,由于其影响性和经济性,应大力依靠监测手段,预测其运行的最后程度,实行计划检修,并在设备有可能造成较严重后果或经济损失较大时,对其进行预防性检修
实行状态检修必须从改变观念入手,纯计划检修是在计划经济管理模式下针对我国的国情而实施的一种设备检修管理模式。固定的检修周期并不随现场设的运行条件、环境和设备的换型、运行可靠性的提高而变化。因此形成了设备到期就必修,不论其健康状况如何均来一个大拆、大卸、大组装。因此开展状态检修与预防性检修、故障检修相结合的混合式检修势在必行,且必须从思想观念上彻底突破相关的条条框框,打破纯计划检修模式下的固有检修周期的约束。
参考文献
[1] 梁旭明，张平，常勇. 高压直流输电保护装置现状及发展前景[J]. 电网技术，2012(04): 1-9
[2] 张颖，邰能灵，徐斌. 高压直流输电系统阀短路保护动作特性分析[J].电力系统自动化，2015，35(8)：97-102.
[3] 梅念，李银红，刘登峰，等.高压直流输保护装置的动作方程研究[J]. 中国电机工程学报，2016，29(1)：40-47.
[4] 刘洋，李晓华，蔡泽祥. 直流输电系统保护装置故障分析[J]. 电力系统自动化，2015，34(8)：86-91.
[5] 李晓华，刘洋，蔡泽祥. 直流输电换流变压器保护装置研究[J]. 电工技术学报，2016，27(6)：38-45.
[6] 郑涛，祁欢欢，范莹. 基于阀短路保护的 HVDC 换流器区内故障定位新方法[J]. 电力系统自动化，2017，37(5)：99-104.
[7] Darwish H A, Rahman M A, Taalab A I, et al. Overcurrent Relay with Novel Characteristics for HVDC Converter Protection[C]. Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, 2005: 664-667.
[8] John J. Vithayathil. Bypass operation in bridge convertors for high-voltage d.c. transmission[J]. Proceedings of the Institution of Electrical Engineers, 2005, 112(2): 359-365.
[9] 欧开健，朱韬析，郭琦，等. 直流输电系统 100Hz 保护Ⅰ段误动问题仿真分析[J]. 南方电网技术，2016，2(5)：36-38.
[10] 杨海峰. 高压直流输电系统基频保护分析[J]. 高压电器，2010，46(10)：20-22.
[11] 傅闯，饶宏，黎小林. 交直流混合电网中直流 50Hz 和 100Hz 保护研究[J]. 电力系统自动化，2015，32(12)：57-60.
论文作者:翁一潇 胡毅 王峦
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/14
标签：状态论文; 设备论文; 继电器论文; 接点论文; 保护装置论文; 故障论文; 周期论文; 《科技新时代》2018年9期论文;