變電站繼電保護狀態評估的研究

陳琛陳波

（國網陜西省電力公司銅川供電公司，陜西 銅川727031）

0 引言

近年來，我國建設智能電網的步伐不斷加快，各種新能源不斷出現并大量接入電網，電網中的智能元件也逐漸增多。隨著智能元件的增多新型繼電保護裝置的數量也隨之增加，保護的整定配合也更加復雜，最終導致繼電保護系統更容易發生誤動。不僅如此，實施繼電保護設備狀態的維修還能節省巡視和檢修二次設備產生的資源消耗，降低維修的頻率和時間。然而傳統繼電保護設備方式是一種綜合考慮設備運行參數、運行條件狀況等繼電保護設備基本運行情況的定期檢修，并不能及時發現設備存在的故障。因此，做好變電站繼電狀態評估具有重要的意義。

1 繼電保護狀態評估概述

1.1 繼電保護狀態評估的內容

變電站繼電保護狀態評估內容包括繼電保護裝置的狀態評估和二次回路的狀態評估。對繼電保護保護裝置狀態的評價內容包括通訊情況、數據采集、運行環境等方面，二次回路的狀態評價包括運行環境、抗干擾能力以及絕緣和銹蝕情況等等。通過對繼電保護裝置以及二次回路的以上內容進行評估，可以全面掌握繼電保護裝置和二次回路的實際運行情況，從而實現科學合理的制定檢修、技改或大修的計劃。

1.2 繼電保護狀態評估標準

我國針對繼電保護設備的狀態評估已制定多項規范性文件作為狀態評估參照，如《DL T995-2006繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規程》、《DL T623-2009電力系統繼電保護及安全自動裝置運行評價規程》、《國家電網公司設備狀態檢修管理規定》、《國家電網公司輸變電設備狀態檢修試驗規程》等[2]。但是，隨著計算機的應用，繼電保護裝置也在不斷變化，繼電保護狀態評估標準也需隨著繼電保護裝置的變化而更新。

2 繼電保護狀態評估系統

繼電保護設備狀態的評估需要通過分析表征設備狀況的各項性能指標和繼電保護設備狀態量、巡檢記錄數據以及其它檢測數據等狀態量參數，通過綜合評定各種指標和狀態量參數，評估繼電保護狀態等級，了解設備的狀態是否影響設備正常運行[3]。

2.1 建設繼電保護狀態評估系統的原則

首先，評估系統必須滿足安全與可靠性原則。出于電網信息安全管理對安全性能的需求，繼電保護狀態評估系統必須具有極高的安全可靠性能，該系統要充分考慮網絡通信和數據存儲的安全。其次，評估系統的建立必須具有一定的科學性和合理性。建立評估系統的目的在于正確反映設備的狀態，因此繼電保護設備狀態評價系統必須真實反映設備當前設備的狀態，并根據設備狀態為制定相應的檢修、技改或大修的計劃給據建議，保證繼電保護設備的正常運行，同時減少檢修和維護設備造成的消耗，提高檢修和維護效率。最后，評估系統的建立必須堅持開放和可擴展性原則。評估系統要具備與外界信息交換與處理的能力，并且利用外部系統可以快速獲取所需信息的能力。同時，外部系統也方便、快捷地調用評估系統的評估分析結果，實現二次開發。

2.2 繼電保護狀態評估系統的性能指標

繼電保護狀態評估系統的性能指標有四項，一是高可用率。評估系統必須具備24h持續運行的能力，正常維護狀態評估系統對繼電保護設備正常運行的影響小或不影響繼電保護設備的正常運行。二是高響應速度和并發性高。實現數據訪問和系統響應時間的秒數數量級，并發處理數十用戶。三是可靠率高。數千數量級是評估系統設備平均無故障時間的最低標準。四是繼電保護狀態評估結果能夠準確、可信地反映設備當前運行狀態。

3 細化繼電保護狀的評價狀態

雖然國家電網總局對繼電保護狀態評估的一定的規定，但是這些規定是一種大致的標準，多為基于繼電保護狀態評估的整體角度出發。在評估變電站繼電保護狀態時可以結合已有的一次設備評價經驗，將國家電網總局狀態評價環節進行細化吸收，從歷史狀態、實時狀態量和全壽命狀態三個方面來評價繼電保護裝置和為此設備的狀態。

3.1 歷史狀態的評估

歷史狀態的評估是指評估變電設備在大修后或初始后的狀態量，根據設備此時的狀態評估結果作為制定設備大修計劃。對繼電保護設備和二次回路的歷史狀態進行評估需要以《繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規程》以指導，以完整的技術資料為支撐做好狀態評估工作。通常情況下，如繼電保護裝置和二次設備的初始狀態較好，設備的檢修和維護工作強度都較輕，但是設備檢修和維護仍是繼電保護裝置和二次設備狀態評估的重點環節和關鍵步驟。初始階段的狀態量評估需要做好設備臺賬、原始幾率、技術資料、整理并加工運行、檢修和實驗設備的數據等基礎性工作，這是必不可少的初始階段評估狀態量基礎管理工作。對繼電設備狀態的檢修的基本要求為設備狀態特征不能處于盲區，且設備初始狀態為正常狀態，以防繼電保護裝置存在先天不足。而在設備運行初期，工作人員必須對設備有充足的了解，尤其為銘牌顯示的內容、型式試驗數據設備部件出廠數據等“指紋”信息。設備運行一段時間后，現場工作人員以及以設備的原始數據為基礎，以相關指標考查相關繼電保護設備，科學、全地評估繼電保護設備的狀態，為設備檢修提供科學參考依據。

3.2 實時狀態的評估

實時狀態是變電設備持續存在的運行時的狀態，實時狀態評估結果可以作為修訂檢修變電設備狀態周期依據，從新修訂的檢修變電設備狀態周期會自動生成年度變電裝置檢修計劃。但是繼電保護裝置和二次設備不同，繼電保護裝置具有較為完善的自檢功能，繼電保護裝置基本具有實時在線監測功能，而二次設備的則不具備完善的自檢功能。因此，繼電保護系統和二次設備實時狀態評估的重點在于二次回路狀態的評估[5]。二次回路的狀態量選擇規則、采集方法和評估判斷是一個對非數字化變電站做狀態評估的技術突破點，對我國當前技術水平而言，它是一個技術難點，還需大量的嘗試來完善二次回路狀態量的評估，在不斷的嘗試中完善并確定評估參數標準和評級方法。

3.3 全壽命狀態的評估

全壽命狀態是是變電設備運行時的所有工作狀態，全壽命狀態的評估結果可作為制定設備技術改造或更新計劃的科學參考。全壽命狀態評估和單純檢修有很大的區別，狀態檢修對全過程的完整管理，它關注設備在使用期間的每個環節，既與設備有關的所有檢修記錄。全壽命的狀態量平價要對繼電保護的動作正確率做出科學有效的評估和分析，每次動作都必須分析。同時還要對設備運行狀況做周期統計，及時掌握設備的安裝、運行和維護的狀況，為制定技術改造設備計劃提供科學的數據作為參考。

4 結語

總而言之，通過科學的評估變電站繼電保護狀態，可以減少設備因故障停止運行的時間，減輕檢修和維護設備工作的強度，優化工作流程，提高檢修和維護的效率，促進智能電網的建設和完善。

［1］姜萬昌,宋人杰,蘇暢.淺析繼電保護設備狀態評估方法[J].無線互聯科技,2013(11).

［2］劉永欣,師峰,姜帥,席亞克,宋寧希,張侖山.智能變電站繼電保護狀態監測的一種模糊評估算法[J].電力系統保護與控制,2014(03).

［3］陳輝.110kV及以下電壓等級繼電保護狀態檢修的研究[D].浙江大學,2012,(12).