智能變電站繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價研究

范相濤

【摘 要】狀態(tài)評價是實現(xiàn)狀態(tài)檢修的重要前提，更是制定狀態(tài)檢修策略的重要依據(jù)。此前，有眾多學(xué)者對于繼電保護裝置狀態(tài)評價進行了研究，也提出了數(shù)種狀態(tài)評價的模型。這些模型在滿足一定前提的情況下，也能對設(shè)備的狀態(tài)進行較為公正的評價，能一定程度上反應(yīng)所評估的設(shè)備的真實運行狀態(tài)以及設(shè)備健康情況。此前，大多數(shù)研究針對的傳統(tǒng)變電站的繼電保護設(shè)備的狀態(tài)評價，對于智能變電站中繼電保護設(shè)備的評價方法研究相對較少。此外，繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價模型要求依據(jù)導(dǎo)則的更新進行實時變更，隨著新導(dǎo)則的提出，舊有的模型不再適用，需要構(gòu)建新的繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價模型。本文將對繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價模型構(gòu)建進行研究。

【關(guān)鍵詞】智能變電站; 繼電保護; 狀態(tài)評價; 評價模型;

1 確認繼電保護狀態(tài)評價對象

首先需要確認狀態(tài)評價數(shù)據(jù)量的獲取對象。常規(guī)變電站一般將110kV及以上電壓等級的保護裝置以及二次回路設(shè)為評價對象。目前，智能站中的保護回路不再簡單只是保護裝置。所以，智能站的評價對象應(yīng)為合并單元、智能終端、保護裝置及其二次回路。通常以間隔為單位進行評價，即一次評價一個擁有完整繼電保護功能的間隔。

在進行選擇時，一般先從變電站開始選擇，需要通過變電站和對應(yīng)間隔進行整體評價，變電站的評價結(jié)果選取變電站中所有間隔中得分最低結(jié)果，而間隔的評價結(jié)果取自一個間隔內(nèi)合并單元、智能終端、保護裝置和二次回路中的最低結(jié)果。

2 規(guī)劃繼電保護狀態(tài)評價流程

狀態(tài)檢修由班組主導(dǎo)進行，由班組選擇需要狀態(tài)評價的變電站，并導(dǎo)入其中需要評價設(shè)備的設(shè)備信息，并對狀態(tài)評價的周期進行選擇。狀態(tài)評價結(jié)果將以報告的形式呈現(xiàn)在班組面前，并由班組將結(jié)果提交工區(qū)查閱，工區(qū)將根據(jù)狀態(tài)評價的結(jié)果確認設(shè)備狀態(tài)，安排狀態(tài)檢修的周期。具體的狀態(tài)評價流程圖如下圖所示。

（1）狀態(tài)評價周期。

狀態(tài)評價的周期一般為一年，一般由班組選擇周期的起始日期和截止日期，工區(qū)負責(zé)審核評價周期的合理性以及是否有重疊日期。

（2）評價任務(wù)審核。

評價任務(wù)不局限于某一座變電站，可以一次進行多個變電站的評價。評價任務(wù)中有幾個重要條件需要提前確定：所評價變電站、評價周期（起止日）、評價任務(wù)單號以及評價人等。在班組對變電站內(nèi)設(shè)備進行評價時，需要審核此類信息的正確性。一旦開始評價任務(wù)，必須確認任務(wù)完成才能開始下一個任務(wù)，任務(wù)應(yīng)由工區(qū)系統(tǒng)性的發(fā)布。評價完成后，將評價結(jié)果進行提交，其中應(yīng)包括間隔得分、周期總得分以及評價結(jié)論報告單。

3 建立繼電保護狀態(tài)評價方法

將繼電保護設(shè)備的狀態(tài)量分為四類：

（1）檢測型狀態(tài)量C1：

取自裝置本體（運行環(huán)境、溫度、絕緣狀況、數(shù)據(jù)采集、通道情況等）和二次回路（運行環(huán)境、絕緣、回路電阻、溫度、封堵積灰情況等）。

（2）可靠性狀態(tài)量C2：

主要為同型號保護裝置的整體可靠性，是否有家族缺陷。

（3）失效風(fēng)險狀態(tài)量C3：

依據(jù)設(shè)備最近一次檢驗日期和設(shè)備故障率評價。

（4）改進型狀態(tài)量C4：

依據(jù)設(shè)備性能改進后是否能有增強或者恢復(fù)較好狀態(tài)評價。

這些狀態(tài)量不僅取自設(shè)備現(xiàn)有運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，還要查詢歷史運行數(shù)據(jù)，較為合理，能有效反應(yīng)設(shè)備的各項數(shù)據(jù)，精確評價設(shè)備的運行狀況。繼電保護設(shè)備的狀態(tài)評價根據(jù)上面四類狀態(tài)量進行打分，用層次分析法賦予不用的權(quán)重相加后得到最終得分。一個間隔的得分取自這個間隔內(nèi)各個設(shè)備得分的最低分。具體的計算公式如下所示：

F=（C1*w1+C2*w2+C3*w3）*C4

其中：w1、w2、w3為加權(quán)因子。

將裝置與二次回路的得分計算出來，按照得分的高低來進行評價。一般根據(jù)得分的高低可以將設(shè)備的狀態(tài)評價為“正常態(tài)”、“注意態(tài)”、“異常態(tài)”和“嚴重易發(fā)故障態(tài)”。一旦狀態(tài)評價的結(jié)果為“異常態(tài)”或者“嚴重易發(fā)故障態(tài)”，就表示設(shè)備發(fā)生故障的可能性非常高，此時應(yīng)根據(jù)實際情況對設(shè)備安排檢修計劃。

在繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價中，將合并單元、智能終端、保護裝置和二次回路均視為本體，但一個間隔的設(shè)備需要考慮與其相連的測控裝置及自動化設(shè)備均納入評價環(huán)節(jié)。根據(jù)狀態(tài)評價的結(jié)果，將其與狀態(tài)檢修相結(jié)合。如果設(shè)備處于“正常態(tài)”，在達到檢修周期的情況下，可安排C類檢修;如設(shè)備處于“注意態(tài)”，可安排C類檢修甚至是B類檢修;如果設(shè)備處于更嚴重的狀態(tài)，需根據(jù)實際情況安排A類檢修、B類檢修或者C類檢修。

4 結(jié)論

狀態(tài)評價是實現(xiàn)狀態(tài)檢修的重要前提，更是制定狀態(tài)檢修策略的重要依據(jù)。本文對繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價模型進行了研究，對繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價的狀態(tài)量進行了確認，確認了狀態(tài)評價的對象，規(guī)劃了狀態(tài)評價的流程，建立了設(shè)備狀態(tài)評價方法，對繼電保護設(shè)備狀態(tài)評價模型構(gòu)建有著指導(dǎo)作用。

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（作者單位：國家電網(wǎng)秦皇島供電公司）