繼電保護設備狀態檢修管理研究與應用

周 賀

(南方電網深圳供電局有限公司，深圳，518000)

0 引言

近年來我國經濟呈現出快速健康發展的態勢，電網規模也隨之越來越大，結構也越來越復雜，電網設備相關技術也在日新月異的發展，供電可靠性和供電質量的成為用戶考量電力系統的基本標準。目前，電力企業實行的事后檢修和預防性檢修的檢修機制。在這兩種檢修機制下，設備采用以相關檢修規程為指導的定期檢修形式，結果可能導致了狀態好的設備過度檢修，而狀態較差的設備則因還沒有到檢修周期，而不能檢修的檢修不足狀態。只有通過對不同的電氣設備的運行維護采用區別化、精細化、規范化、科學化的檢修策略，才能在確保電網安全、可靠、穩定、運行的前提下，實現最小化電氣設備運行維護資源消耗，這樣的檢修策略已成為電網企業設備管理的發展必然趨勢。

1 狀態檢修的概念和特點

狀態檢修是以設備的運行情況、基本狀況及同類設備家族歷史缺陷等資料為依據，以可靠、安全、穩定、成本等為基礎，通過對設備進行狀態評價和風險評估，根據評價結果制定相應的設備檢修方法，最后達到設備可靠運行、檢修成本合理的設備檢修策略。狀態檢修是一種以可靠性和預測性為指導思想的檢修技術，通過在線監測和離線監測等手段，對設備潛伏性故障進行分析，并結合相關巡視數據、驗收資料等基礎信息，對設備的狀態進行量化評估，然后進行風險評估，最后以評估結果來指導確定設備的檢修策略，合理安排生產和檢修工作，在保證設備可靠運行的同時，最大限度地節約設備維護資金，節約人力物力成本，降低檢修工期，讓現有的設備能夠創造出更大的經濟效益和安全效益。設備狀態檢修可通過設備狀態評估來分析設備現在的狀態，然后進行設備運行風險分析來分析當前的風險，綜合分析結果，實現設備長、中、短期檢修計劃的循環和控制，提高設備可用率和供電可靠性，降低生產成本。相關資料表明，實施狀態檢修后，設備故障率可以降低到原來的75%，綜合檢修費用可以減少30%-50%。

設備狀態檢修與原來的設備定期檢修相比，具有以下優點：

(1) 為了提高檢修的針對性和有效性，開展狀態檢修時，對在運行狀態下的設備進行實時監測，對有異常的設備進行檢修。因此，狀態檢修避免了在定期檢修策略指導下，對無任何異常狀況下的運行設備進行檢修的情況，從而減少了設備停電時間，提高設備的可靠性，又減少了一次檢修工作，從而降低設備維護成本。

(2) 設備狀態檢修工作的重點是對設備狀態的嚴密監測和全過程控制，不是簡單以時間節點為依據，根據設備的狀態決定設備的使用壽命，從而提高了設備的使用年限，減少更換設備頻率，降低設備運行的總成本。

(3) 狀態檢修工作使設備管理責任劃分更加明確，設備管理者不僅要關注設備現在的運行狀態，還要關注設備以往的運行情況。同時，有針對性的掌握設備狀態，使檢修工作有了更加明確的目標，檢修工作的質量得到很大提高。

(4) 狀態檢修要求設備運維人員熟悉設備的狀態、設備的軟硬件組成等，不僅促使運維人員主動學習來提高個人的技能水平，還促使管理人員加強人員技術培訓工作，技術管理水平和設備運行水平雙向上升明顯。

(5) 在電網結構穩定、設備質量較高的情況下，倒閘操作次數減少，設備檢修總量減少，進而降低設備運行過程中人員操作風險，提高了電網的穩定性。

為了避免定期檢修存在的盲目性缺點，更好的貫徹“安全第一，預防為主”的電力安全生產方針，狀態檢修工作是一項實施效果明顯的舉措，不僅實現減人增效，而且能夠進一步提高企業的社會效益和經濟效益。

2 深圳供電局繼電保護設備檢修管理現狀

目前，深圳供電局繼電保護裝置的校驗主要分為以下三類:

(1)新安裝裝置的驗收檢驗。有以下二次設備時進行：①投入運行的新裝二次設備；②在已投運的一次設備上投入新安裝的二次設備時；

(2)運行中裝置的定期檢驗。定期檢驗分為兩種，全部檢驗和部分檢驗。

(3)運行中裝置的補充檢驗。補充檢驗分為下列五種：①對運行中的裝置進行技改或增加新回路或增加新元件后的檢驗；②一次設備大修后或一次設備更換后的檢驗；③運行中發現異常情況后的檢驗；④故障跳閘后檢驗；⑤已投運行的裝置停運一年及以上，再次投入運行時的檢驗。

3 繼電保護設備狀態評價及風險評估

設備狀態評價是根據規程標準、廠家技術指標、運行經驗等作為判斷依據，結合設備的巡視結果、維護記錄等結果,分析反映設備健康狀態的各狀態量，確定設備狀態等級。繼電保護狀態評價以間隔為單位，分投運前和投運后兩個時間段分開評價，評價比重按30%和70%考慮。評價結果按下列公式計算得出：

ISE——設備狀態總得分；A——投運前設備狀態評價總得分；

B——投運前設備狀態評價總得分。

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設備風險評估：在設備狀態評價的基礎上，評估設備出現故障的可能性和后果的嚴重程度，確定設備面臨的和可能導致的風險。

風險評估的指標是風險值，需要綜合考慮設備故障發生率和可能損失的資產，風險值按式(1)計算。

式中：R：設備的風險值；LE ：可能損失資產；P：設備的平均故障率；

t：某個時間。

按照R 的大小將風險分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級、Ⅵ級共6 個級別，其中Ⅰ級設備風險最高，Ⅵ級設備風險最低。設備風險級別劃分如表1 所示。

表1 設備風險級別劃分

4 深圳供電局10kV 繼電保護設備狀態檢修策略

本文主要以深圳供電局10kV 繼電保護設備為研究對象，以繼電保護設備狀態評價模型和風險評估模型為計算依據，制定其檢修策略。檢修策略共分為以下幾個方面：1、巡視；2、停電試驗；3、備品備件管理；4、特殊檢查及停電維護要求；

1）巡視。Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級風險的設備需要繼電保護專業進行專業的巡視。針對Ⅰ級、Ⅱ級風險的設備，每月開展一次專業巡視，巡視內容包括壓板檢查、軟件版本核查、交流采樣檢查、開入量檢查、定值核查、二次回路檢查、光纖通道檢查、通信狀態檢查、故障錄波裝置硬盤空間檢查、手動啟動故障錄波共10 項檢查內容，針對Ⅲ級、Ⅳ級風險的設備，每季度開展一次檢查，檢查項目同Ⅰ級、Ⅱ級風險的設備。

2）停電試驗。停電試驗的檢驗項目見下表2。

表2 停電試驗項目表

3)備品備件管理。Ⅰ類管控設備應有全套備件，Ⅱ類管控設備應備足電源插件、CPU 插件、人機對話插件幾類損壞率高的插件。

4)當發生電網特殊運行、保供電、迎峰度夏等情況時，需要繼電保護專業人員進行特殊檢查及停電維護。特殊檢查及停電維護要求見下表3。

5 效果分析

2012 年1 月開始,深圳供電局有限公司開始試行10kV繼電保護設備狀態檢修,考慮到10kV 繼電保護裝置微機率達到100%,具備繼電保護設備狀態檢修的基本條件。截止到2012 年年底，實施效果明顯，10kV 保護裝置的缺陷發生情況下降。2012 年保護裝置運行情況良好，保護類缺陷年缺陷密度僅1.35%，略低于2011 年0.04%。2010 年電源插件故障發生率為0.39%，2011 年為0.32%，2012 年為0.15%。

6 結語

實施狀態檢修可以使檢修人員現場定期試驗和測量的工作量減少的最小，降低了作業的勞動強度，提高了工作效率，是企業實現利潤最大化的重要手段。狀態檢修時今后檢修技術的發展方向，必將成為電力設備檢修的主流。

表3 保護裝置檢查及停電維護要求表

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