電力二次設備狀態評估及檢修策略的優化探討

張子杭 孫建 張祖恒 馮鑫源 許月娟

摘要：電力二次設備運行過程中，設備故障問題會對電力系統安全穩定造成嚴重影響，為此應就電力二次設備進行狀態檢測與評估，采取有效的檢修策略。本文首先就電力系統二次設備運行狀態的評估方法進行闡述，進而探討電力系統二次設備的狀態檢修策略的優化方法，以保證電力系統的穩定性。

關鍵詞：二次設備;狀態評估;設備檢修

前言：隨著我國電力系統覆蓋范圍的不斷擴大，人們對于電力供應的穩定性與安全性要求業不斷提高，這種情況下，傳統的電力系統二次設備運行維護措施已經無法起到其應有效果，為此應采取有效措施開展電力二次設備狀態評估工作，根據設備評估結果采取相應的設備檢修策略。

1.電力二次設備狀態評估

對于電力二次設備進行狀態評估工作，應基于IEC61850技術標準。以職能變電站系統為例，這種變電站系統的典型結構為“三層兩網”，相較于常規變電站，智能變電站增設合并單元、智能終端與交換機等設備。本次研究選擇智能變電站系統中的主要二次設備進行性能評估，考慮到不同評估對象及其功能關聯性，在二次設備狀態評估中將設備部件、通道監測信息、設備內部邏輯中間節點信息等相關情況作為評估工作的重要指標。

1.1評估指標

對于二次設備進行狀態評估時，考慮到大多數智能變電站的狀態評估工作僅能針對單一設備進行，就會導致設備狀態評估無法真實體現系統整體運行情況，為此應建立健全狀態評估指標體系。本次研究所選取的二次設備評估指標包括：（1）繼電保護裝置評價指標;（2）合并單元評價指標;（3）智能終端評價指標;（4）交換機評價指標。在確定評價指標的基礎上，建立二次設備評估指標體系，以保證在評估工作中能夠就二次設備整體運行狀態進行全面反映。

1.2云模型理論

對于智能變電站二次設備狀態進行評估，可采用云模型理論加以實現。云模型技術的應用，可滿足自然語言中定性概念與定量概念之間不確定性的轉換需求，實現模糊性概念與隨機性概念的全面融合，通過概念對應形成定性與定量的映射，解決現階段常用隸屬函數迷糊評估存在的不全面問題。本次對于云模型理論的應用，以正態云為基礎，采用梯形云，以通過自然語言加以描述。

1.3二次設備狀態的云模型評估方法

首先，確定常權重。對于電力二次設備進行狀態評估，應從多個層次、多個指標入手進行綜合評判，基于評估指標的重要程度，對指標權重進行客觀分配，開展量化評估工作。其次，建立變權重系數。常權重的確定應采用層次分析法加以實現，常權重并不會隨著狀態指標量值的變化而發生變化。二次設備評估指標體系建立的過程中，為切實體現電力二次設備運行狀態評估的真實性，可采用變權理論探討設備綜合狀態評價中異常狀態量與低性能指標所產生的影響，并根據其影響情況實時調整權重系數。劃分設備狀態評估等級，進而建立隸屬梯形云模型，以題型云模型為基礎進行綜合評估，確定二次設備整體運行的狀態等級。

2.電力二次設備狀態檢修方法

2.1對老舊設備的檢修工作

電力二次設備狀態檢修工作中，應著重強化對于老舊設備的檢修工作，主要原因在于，新的二次設備所受到的運輸與安裝影響，可以在設備運行的初期就得以發現，而老舊設備運行狀態中存在的問題則更難發現。老舊的電力二次設備，是指部分運行時間較長，或已然達到運行壽命的設備。通常來說，二次設備運行規律會呈現出浴盆曲線的特征，設備投入運行的初期階段以及設備即將達到壽命的最終階段都是設備故障問題的高發期，為此就需要充分結合電力二次設備的這一特征，采取針對性的設備檢修手段開展檢修工作。通常采取的二次設備狀態檢修方法為，即便即將或依然到達使用壽命的老舊設備狀態評估為正常，也不能對設備檢修周期加以延長，而應按照常規檢修周期開展檢修工作。如果老舊設備的運行狀態被的評估水平較低，則應當縮短檢修周期，增加設備檢修頻次，以規避設備故障對于電力系統運行的影響[1]。

2.2統籌安排設備檢修工作

電力二次設備運行狀態的檢修工作內容復雜，且系統性強，因此在對其進行電力二次設備檢修時，應選擇更加合適的時間進行，做好檢修的準備工作中。檢修電子元件時，避免運行開關，以免對二次設備電機造成損害。從更加全面的角度對設備運行情況加以考量，以保證二次設備檢修效果與工作水平，保證設備維護工作的合理性與有效性。對于設備檢修工作的規劃與安排，應就二次設備的運行情況進行充分考量，采取有效控制措施，通過設備檢修以保證設備運行處于良好狀態。

2.3有效排除電磁干擾因素

二次設備運行過程中，電磁干擾因素會影響設備信息號采集的真實性，有可能造成設備保護誤動與保護拒動的問題，基于此，應就二次設備電磁干擾問題采取有效的監測與管理措施。可采取有效的兼容性電磁實驗，測試電力系統的敏感器件，從電磁干擾源頭與耦合途徑入手采取有效管控措施。例如，就二次設備采取接地保護方法，不同的二次設備需進行不同的接地保護，對電磁耦合途徑加以阻斷，以起到應有的保護效果。對于重要的微機保護措施，應設置相應的通訊設備管理方法，減少對于微機保護的干擾，降低電磁干擾影響，避免保護裝置誤動與拒動情況。

2.4合理解決二次設備故障

針對電力系統二次設備的故障問題，應明確故障成因，并采取有效措施加以解決。對于保護裝置而言，一旦該裝置出現故障問題，則應及時明確故障原因，向調度系統進行情況反饋，重新啟動保護裝置，如果裝置可正常運行，則恢復跳閘出口軟壓板，向調度人員匯報處理結果。否則也需向調度人員回報裝置重啟情況，根據質量進行調整保護裝置的運行模式。

針對智能終端的故障問題，也需明確其故障成因，匯報故障情況，做好安全保護措施的準備工作，反饋智能終端重啟情況。如果智能終端出現GOOSE斷鏈現象，則電力系統的保護裝置會就GOOSE鍛煉前的設備情況加以記錄，以避免其他保護裝置發送報文，保證保護裝置應有功能。

對于合并單元，應采取有效的檢修維護措施。合并單元具備相對完善的自我診斷功能，當二次設備發生內部異常、通訊異常、單元異常、電壓異常等情況時，合并單元不會發出錯誤的狀態信號，可通過合并單元反饋自檢信息與異常信號，由檢修人員細致分析異常信號，初步完成故障信號的診斷工作，分析采樣報文情況，明確合并單元故障問題，以便于采取有效措施加以處理與維護[2]。

結語：綜合以上論述，在對電力二次設備運行狀態進行評估時，可合理運用云模型技術保證設備狀態評估的準確性，利用先進的技術手段開展二次設備的檢修工作，保證設備穩定運行，規避設備故障對于電力系統運行的影響。

參考文獻：

[1]王月月，陳民鈾，姜振超，齊孟元，練睿.基于云理論的智能變電站二次設備狀態評估[J].電力系統保護與控制，2018，46（01）：71-77.

[2]周宇.二次設備狀態評估與檢修技術在智能變電站中的應用分析[J].科技風，2015（14）：100.