繼電保護的狀態維修問題研究

史光杰

（寧夏送變電公司施工管理部 寧夏 銀川 750004）

0 引言

目前，我國針對電氣一次設備狀態維修技術的研究成果和應用很多，如利用變壓器、容性設備、開關等設備的在線監測系統，基于各種傳感器及檢測技術集成實現一次設備的狀態維修。但對一次設備實施保護、控制、監測的電氣二次設備的狀態維修卻被忽視，由于二次設備相對于一次設備其單元造價低很多，回路復雜性卻大很多，真正實現狀態維修的應用很少。

1 電氣二次設備狀態監測

隨著電力系統容量不斷增大和電網規模的不斷擴大，電力設備故障給社會生產和現代生活造成的影響越來越大，對電力系統的穩定經濟運行提出了越來越高的要求。電氣二次設備傳統的維修體制、維修方法及檢驗項目、維修周期等方面已不能滿足目前電力系統發展的要求，亟需進行改變，實行電氣二次設備狀態維修體制可保證二次設備的可靠運行，以適應電力系統發展的需要。

電氣設備根據功能不同，可分為一次設備和二次設備。電氣二次設備狀態維修通過設備狀態監測技術和設備自診斷技術，結合二次設備運行維護的歷史資料，對二次設備狀態做出正確評估，根據狀態評估結果科學安排維修時間和維修項目。

1.1 電氣二次設備狀態監測的主要內容

電氣二次設備狀態監測的對象主要有：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。

交流測量系統包括電流互感器（TA）、電壓互感器（TV）二次回路絕緣良好、回路完整，測量元件完好；直流操作、信號系統包括直流動力、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以及二次設備工作的正確性和可靠性，進行壽命估計。有些元件的性能仍然需要離線監測，如TA特性曲線等。因此，電氣二次設備離線監測數據也是狀態監測與診斷不可或缺的依據。

1.2 電氣二次設備狀態監測的方法

與電氣一次設備相比，二次設備的狀態監測不再過分地依靠傳感器。因此，電氣二次設備的狀態監測無論是從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，要充分利用現有的測量手段，如用直流回路絕緣監測方法對直流回路絕緣進行監測包括直流動力、操作及信號回路絕緣良好、回路完整性；利用TA、TV的斷線監測交流測量系統包括TA、TV二次回路絕緣良好、回路完整等；邏輯判斷回路和軟件功能監測；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。如使用看門狗監視軟件或保護裝置在線狀態的自檢；通過通信等方法在裝置的多個CPU之間實現互相監視運行情況；嵌入式操作系統的任務之間也可以相互監視；對監視裝置內部模擬量回路的通斷與否可通過半周積分傅式算法等不同的算法計算并比較結果的辦法，裝置主備機之間的互相切換，互相監視等都可通過保護裝置的自診斷實現。同時依靠自動化系統把各站的二次設備自動診斷信息實時上傳監控主站，主站根據上傳信息，及時的發現問題，需要時可以由監控主站下發遙控命令，推出或投入相關的保護。還可以采用比較法、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。

1.3 二次回路的監測問題

電氣二次設備從結構可分為二次回路和保護及自動裝置。由二次設備互相連接，所配置的如測量儀表、繼電器、控制和信號元件，自動裝置、繼電保護裝置等，對一次設備工作進行監視、控制、測量、調節和保護，按一定的要求連接在一起所構成的電氣回路稱為二次回路。

隨著保護裝置的微機化，保護裝置實現狀態監測比較容易。但二次回路由有許多繼電器和連接設備的電纜組成，點多且分散，要監測繼電器觸點的狀況及回路接線的正確性比較難，同時也不經濟。對于二次回路應重點從設備管理入手，如設備的驗收、離線監測的資料管理等，并結合在線監測來診斷分析。

2 繼電保護的狀態維修

2.1 繼電保護狀態維修的需求及可行性

目前，微機繼電保護裝置已經全面取代常規的電磁型保護裝置。隨著電子元器件的質量和廠家生產工藝的普遍提高，微機型繼電保護裝置的可靠性和性能相對傳統保護在各個方面都有大幅度提高。傳統的繼電保護、安全自動裝置及二次回路接線通過進行定期檢驗來確保裝置元件完好、功能正常以及回路接線、定值的正確性。如果保護裝置在兩次校驗之間出現故障，只有等保護裝置功能失效或等到下一次校驗才能發現。若在此期間內電力系統發生故障，保護將不能正確動作。以往的保護檢驗規程是基于靜態型繼電器而設計的，未充分考慮到微機保護的技術特點，對微機保護沿用以前規程規定實施的維修周期、維修項目不盡合理。

一方面，現階段的電網主接線方式在很大程度上限制了設備停運維修的時間，如一臺半斷路器接線方式的線路保護很難實現停電維修，除非結合線路停電維修；雙母線接線方式已逐步取消旁路開關，變壓器保護很難因保護校驗而要求變壓器停電，母差保護、失靈保護的定期維修安排更是困難重重。

另一方面，帶電校驗保護在實施上具有安全風險和人員安全責任風險。因此，在實際運行中基本上很難保證保護設備可以有效地按照 《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》的要求完成檢驗項目；尤其數字式保護的特性在很大程度上取決于軟件編程，這并非可以通過傳統的檢驗項目就能夠發現保護特性的偏差。

2.2 繼電保護狀態維修實施的關鍵

繼電保護狀態維修的基本思路是依據繼電保護裝置的“狀態”安排試驗和維修，其基準點是繼電保護裝置的 “狀態”。繼電保護裝置的“狀態”是較難把握的，并且電力系統設備很多，尚未建立較為完善的設備實時監控系統。因此，實施繼電保護狀態維修的前提是要弄清保護的“狀態”，才能達到狀態維修“應修必修”的精髓，對設備“狀態”的任何把握不準，都會造成設備安全隱患。

3 結束語

繼電保護是電氣二次設備的重要組成部分，本文從繼電保護維修體制的現狀出發討論了繼電保護實施狀態維修的需求，分析實施狀態維修的可行性，闡述了繼電保護實施狀態維修過程中應注意的關鍵問題。

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