論電氣二次設備檢修技術

李敬賢 余 波

（云南省火電建設公司，云南 昆明 650000）

電力系統的狀態檢修主要集中在一次設備上，技術上主要基于各種傳感器及檢測技術集成而實現，由于二次設備相對于一次設備而言其單元造價低很多，加上回路上的復雜性，真正實現的狀態檢修的應用很少，僅提出了電氣二次設備狀態檢修研究思路,電氣二次設備構成的是一個系統，不僅僅是裝置本身，由于部分回路還沒有監測手段，對設備狀態無法進行實時的技術分析判斷。因此，就電氣二次設備的應用現狀而言嚴格意義上講大多數保護并不具備狀態檢修的條件。

1 狀態檢修概述

狀態檢修也叫預知性維修，首先由美國杜邦公司提出，以設備當前的工作狀況為檢修依據，通過狀態監測手段，診斷設備健康狀況，確定設備是否需要檢修或最佳檢修時機。狀態檢修的目標是減少設備停運時間，提高設備可靠性和可用系數，延長設備壽命，降低運行檢修費用，改善設備運行性能，提高經濟效益。

狀態檢修是建立在設備狀態有效監測基礎上，根據監測和分析診斷的結果安排檢修時間和項目，主要包含設備狀態監測、設備診斷、檢修決策三個環節。狀態監測是狀態檢修的基礎，狀態監測是設備診斷的依據，檢修決策就是結合在線監測與診斷的情況，綜合設備和系統的技術應用要求確定具體的檢修計劃或策略。

1.2 狀態檢修的定義

狀態檢修可以簡單定義為:在設備狀態監測的基礎上,根據監測和分析診斷的結果,科學安排檢修時間和項目的檢修方式。它有三層含義:設備狀態監測；設備診斷；檢修決策。狀態監測是狀態檢修的基礎；設備診斷是以狀態監測為依據,綜合設備歷史信息,利用神經網絡、專家系統等技術來判斷設備健康狀況。

就電氣設備而言,其狀態檢修內容不僅包括在線監測與診斷還包括設備運行維護、帶電檢測、預防性試驗、故障記錄、設備管理、設備檢修和設備檢修后的驗收等諸多工作,最后要綜合設備信息、運行信息、電力市場等方面信息作出檢修決策。

2 電氣二次設備狀態檢修

2.1 電氣二次設備狀態檢修概況

電氣設備根據功能不同,可分為一次設備和二次設備。電氣二次設備主要包括繼電保護、自動裝置、故障錄波、就地監控和遠動。它們正常可靠的運行是保障電網穩定和電力設備安全的基本要求。在實際運行中因電氣二次設備造成的系統故障時有發生,保護不正確動作的原因涉及到保護人員、運行人員、設計部門、制造部門、自然災害,還有其他不明原因。隨著微機在繼電保護及自動裝置的廣泛應用,繼電保護的可靠性、定值整定的靈活性大大提高,依據傳統的繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例來維護電氣二次設備,顯然不合時宜。而一次設備狀態檢修的推廣、線路不停電檢修技術的應用,因檢修設備而導致的停電時間將越來越短。這對電氣二次設備檢修提出了新的要求,因此,電氣二次設備在檢修體制、檢修方法及檢驗項目、制定檢修周期等方面需要改變,實行電氣二次設備狀態檢修,可保證二次設備的可靠運行,以適應電力發展的需要。電氣二次設備狀態檢修是通過設備狀態監測技術和設備自診斷技術,結合二次設備運行和檢修歷史資料,對二次設備狀態作出正確評價,根據狀態評價結果,科學安排檢修時間和檢修項目。

2.2 電氣二次設備的狀態監測內容

狀態檢修的基礎是設備狀態監測。要監測二次設備工作的可靠性,進行壽命估計。電氣二次設備的狀態監測對象主要有:交流測量系統；直流操作、信號系統；邏輯判斷系統;通信系統；屏蔽接地系統等。交流測量系統包括TA、TV二次回路絕緣良好、回路完整,測量元件完好；直流系統包括直流動力、操作及信號回路絕緣良好、回路完整；邏輯判斷系統包括硬件邏輯判斷回路和軟件功能。與電氣一次設備不同的是電氣二次設備的狀態監測對象不是單一的元件,而是一個單元或一個系統。監測的是各元件的動態性能,有些元件的性能仍然需要離線檢測,如TA的特性曲線等。因此,電氣二次設備的離線檢測數據也是狀態監測與診斷的依據。

2.3 電氣二次設備的狀態監測方法

可以采用比較法、編碼法、校驗法、監視定時器法、特征字法等故障測試的方法。對保護裝置可通過加載診斷程序,自動地測試每一臺設備和部件。

與電氣一次設備相比,電氣二次設備的狀態監測不過分依靠傳感器。因此,電氣二次設備的狀態監測無論是在技術上還是在經濟方面都更容易做到。常規保護狀態監測相對比較難實現,在不增加新的投入的情況下,充分利用現有的測量手段。如TA、TV的斷線監測；直流回路絕緣監測、二次保險熔斷報警等。

微機保護和微機自動裝置的自診斷技術的發展、變電站故障診斷系統的完善,為電氣二次設備的狀態監測奠定了技術基礎。保護裝置內各模塊具有自診斷功能,對裝置的電源、CPU、I/O接口、A/D轉換、存儲器等插件進行巡查診斷。

3 電氣二次設備狀態檢修問題

3.1 電氣二次回路監測問題

電氣二次設備可分為電氣二次回路和保護(或自動)裝置。目前,保護裝置的微機化,容易實現狀態監測。但電氣二次回路是由若干繼電器和連接各個設備的電纜所組成,點多、分散,要通過在線監測繼電器觸點的狀況、回路接線的正確性等很難也不經濟。對電氣二次回路應重點從設備管理方面著手(如設備的驗收管理、離線檢修資料管理),結合在線監測,來診斷其狀態。

3.2 電力系統二次設備的電磁抗干擾監測問題

由于大量微電子元件、高集成電路在電氣二次設備中的廣泛應用,電氣二次設備對電磁干擾越來越敏感,極易受到電磁干擾。電磁波對二次設備干擾造成采樣信號失真、自動裝置異常、保護誤動或拒動、甚至元件損壞。

國際電工委員會(IEC)及國內有關部門對繼電保護制定了電磁兼容(EMC)標準。但目前,對現場電磁環境的監測、管理沒有納入檢修范圍。也沒有合適的監測手段。對二次設備進行電磁兼容性考核試驗是二次設備狀態檢修的一項很重要的工作。對不同廠站的干擾源、耦合途徑、敏感器件要進行監測、管理。如對二次設備屏蔽接地狀況檢查;微機保護裝置附近使用移動通訊設備(如手機)的管理。

3.3 二次設備狀態檢修與一次設備狀態檢修的關系

一次設備的檢修與二次設備檢修不是完全獨立的。許多情況下,二次設備檢修要在一次設備停電檢修時才能進行。在作出二次設備狀態檢修決策時要考慮一次設備的情況,做好狀態檢修技術經濟分析。既要減少停電檢修時間,減少停發(供)電造成的經濟損失,減少檢修次數,降低檢修成本,又要保證二次設備可靠正確的工作狀況。

3.4 二次設備狀態檢修與設備管理信息系統(MIS)的關系

現在許多廠站建立了設備管理信息系統(MIS),對設備的運行情況、缺陷故障情況、歷次檢修試驗記錄等實現計算機管理、實現信息共享。這些信息是作出狀態檢修決策的重要依據之一。要實現二次設備狀態檢修,需要完善設備管理信息系統(MIS)。

4 結束語

電氣二次設備狀態檢修是電力系統應用發展的必然，微機保護自診斷技術的使用使設備的狀態監測技術上具備了實施的基礎，同時，由于某些保護具有的 PLC功能使得保護的有效監測范疇可以拓展到裝置以外的回路中去，這為有效地監視保護系統的相關回路提供了可能，或者說從保護裝置的檢測拓展到相關回路的檢測，從而使繼電保護的狀態檢修具備了實施的基礎。

[1]陳紹光.電力系統二次設備狀態檢修及重點解決的問題[J].云南電業,2010,(09).

[2]郭姝麗.淺談電力系統二次設備檢修技術與措施[J].民營科技,2010,(01).