論繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統的構建

惠曉濤

（甘肅電投武威熱電有限責任公司，甘肅 武威 733000）

1 現狀研究

我國電力行業成立以來，變電站一直在不斷完善以防御性規劃檢修為重點的檢修系統。這類檢修系統主要憑借檢修程序明確檢修項目，由于初始執行階段存在眾多不足，導致企業資源損耗巨大，因此從2009年國內開始進入由上到下進行整改的狀態。隨著系統構建的深入完善，電力一次設備的狀態檢修工作趨于成熟。電力系統是一個復雜龐大的工程，要求一、二次設備共同協調配合才可以保障電力系統持續穩定運行，所以對二次設備開展狀態檢修工作不可缺少[1]。

當前，繼電保護設備狀態檢修系統的構建尚未跟上時代發展速度，繼電保護設備的狀態檢修沒有完全實現自動化采集，對其設備的基礎數值、運行參數以及檢修試驗資料等收集不完善，評價程序也是采取人工方式進行設備狀態評價，導致資料采集的精準性、實時性、完善性以及數據的標準型存在嚴重缺失，難以保障設備狀態評價的效果和精準性，損耗了巨大的人力資源，給企業帶來了巨大的人力成本。

所以，建設健全的信息化系統刻不容緩，要求其對繼電保護裝置及二次回路開展狀態評估，整體掌握其運行狀況和現有的資料，確保資料的精準性、實時性、完善性和數據的標準性。同時，憑借信息化系統利用計算機高效的計算功能實現對設備狀況的智能評估，盡可能提高電網工作的穩定性，降低檢修資金和檢修風險，提升繼電保護運行管理水平和延長設備的使用壽命。

2 繼電保護二次回路狀態檢修系統的優點

2.1 安全性能優勢

繼電保護二次回路狀態檢修系統基于信息科技設施發展中得到的一項技術性信息成果，憑借高科技層次的技術能力保證了繼電保護二次回路系統的運行水平，可以有效減少故障出現頻率，同時利于后期的維護和管理，防止各類安全情況發展，有效維護電力系統性能。

2.2 經濟性能優勢

和以往的經濟性能比較來看，繼電保護設備和二次回路狀態檢修構造結構簡化了很多繁瑣的過程，同時擁有可操作性高、占地面積少等優勢，可以滿足大范圍的推廣。此外，這一系統擁有的智能化功能可以減少系統工作時對勞動力的需求，提高了系統后期檢測維護效率，有利于相關單位壓縮成本。

2.3 功能優勢

繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統可以幫助電力系統運行數據滿足其精準性的需求，確保設備高性能運轉。可以進一步研究基礎運行檢測資料，有針對性地制訂系統優化措施，加強系統運行的安全性和穩定性，最大程度減少系統運行成本，提升設備的利用率。

2.4 控制性能優勢

繼電保護二次回路可以實現高程度的自我控制，系統運行檢測時完成健全的資料收集、傳遞、研究和反饋體系，并且在運轉時實現相應的保護設備自檢，完成平穩、持續運行，有效確保系統的運行性能。

3 繼電保護二次回路狀態檢修的建設過程

3.1 系統本質工作的檢修應適用于目前的運行情況

繼電保護設備及其二次回路設備所處狀況檢修重點是掌握設備目前的運行狀況，即設備目前運轉狀況是否良好以及運轉是否平穩，困難在于如何準確概括并描述設備的當前狀況。在制定的標準不能充分科學體現設備當前是否運轉狀況良好的情況下，建議在實踐中采用全方位、科學的手段[2]。

從根本上來說，繼電保護狀況檢修為電氣二次設備的臺賬、運轉檢修基本信息和狀況檢查提供了很大便利。依據設備狀況檢查并分析判斷當前的狀態，合理規劃、執行定期檢修的時間和檢修方法，涉及設備狀況檢查、設備狀況判斷與設備檢修決議3個過程。其中，設備狀況檢查為執行狀況檢修的根本，主要匯集設備狀況有關的各種要素信息，供設備狀況評估判斷；設備狀況判斷以設備狀況檢查提供的信息為前提，全面結合設備狀況有關過程和當前狀態信息，借助二次設備檢修網絡系統與專家判斷體系等，創建科學的狀態評估和狀態判斷樣板，針對繼電保護設備的運轉狀況是否良好來準確科學分析進行判定；設備檢修決議是針對以上精準分析，對如何實施設備檢修最終形成科學的檢修決議，進一步推動繼電保護設備檢修試驗的順利進行。

3.2 二次回路的開關量輸入狀況在線檢查和測試

現階段二次回路的開關量輸入狀況檢查和測試包含兩個層面。第一，保護接點動作后進行二次回路的開關量檢查和測試，重點是提高系統隨機出現故障狀況下的運轉平穩性。相關的繼電保護設備動作如失靈啟動保護、母差保護及其變壓器保護等發生時，失靈保護開啟，開關量控制字由0變換成1，并對系統中超出的實踐分析部分進行精準可靠的在線二次回路檢查。第二，檢查和測試一次設備位置狀態對應的二次回路開關量狀況，重點是對目前保護裝置開關量頻率變化較快的狀況，以更好地提高系統運轉平穩性。繼電保護二次回路開關量的安裝，能夠采集保護動作信號、閉鎖信號以及一次設備斷路器的分合閘信號，需確保與一次設備開關量輸入回路的輔助接點一一對應，并對其狀況進行檢查和測試。

3.3 二次回路狀態檢修模擬量出現狀況的檢查

二次回路狀態檢修模擬量的狀況監測，主要是通過一次設備反饋給二次回路相關的開關量狀態。二次設備在運轉把控進程中，開關量狀態只顯示0或1，0代表斷路器的狀態為分閘，1代表斷路器的狀態為合閘。如需模擬其他實際狀況，需要借助詳細參數反饋一次設備的狀況。

這些模擬量主要來源于同步相量數據測量裝置，與傳輸記載使用采樣脈沖和GPS時鐘方式一致。開關量信號為有源DC 24 V、DC 48 V、DC 110 V以及DC 220 V等。變電站同步相量測量裝置的信息傳遞經過常開或者常閉接點控制，應用于SMU-1C一致相量管控單元、SMU-1M一致相量測量把控安裝、GPS時鐘單元或SMU-1P一致相量輔協助解析單元等組成的系統。

3.4 其他的檢修內容

繼電保護二次回路的電流檢修。繼電保護中電流互感器是決定差動保護效果的重要元件，也是構建差動保護模式時需要重點分析的內容。在電流互感器安裝使用期間，要合理選擇電流互感器的使用型號。一般使用差動保護專用的D級電流互感器。在經過保護裝置外圍的穩態短路電流時，電流達到最大值后，需將差動保護回路的二次負荷控制在規定的誤差范圍內。

繼電保護二次回路的質量檢修。繼電保護二次回路的系統復雜，各種元器件的質量對于整個繼電保護二次回路的功能有重要影響，特別是市場銷售的電流互感器產品種類較多，具體使用方式要結合具體的系統保護方式進行選擇。對于測電流過大的繼電保護裝置，在差動保護過程中可以選擇帶小氣隙的電流互感器。該裝置的鐵芯剩磁小，這一特點會加大電流互感器的飽和難度，提高差動保護裝置的性能。該類互感器的勵磁電流小，對失衡電流也有控制作用。

3.5 繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統構建

繼電設備保護二次回路狀態檢修系統的主要功能是獲取并處理繼電保護設備相關基礎資料和設備實時、歷史運行數據等，并反映設備健康狀態的特征參數，評價設備當前的健康狀況。要達成這一目的，構建系統時需著重考慮二次回路相關的設備管控工作。

設備管控是設備狀況檢修基礎管理及其操控方向的結合，分為檢修管控和運轉管控兩部分。檢修管控可以為整體評估和設備狀況提供有價值的信息支持；運轉管控可以為綜合評估設備狀況提供有價值的信息依據，重點包含故障判斷、檢修措施和檢修方案等。二者從構造上進行功能區分，確保了系統運轉的平穩性及狀況檢修任務的規范化和有效化實行。

4 繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統應用的結果

4.1 狀態檢修系統業務應用

繼電保護設備及二次回路狀態檢修主要應用于監測設備目前的運行情況（包括設備健康程度和運行安全性），難點在于如何定義被監測設備的運行狀況。目前，國內實施的檢修系統對設備的評價指標提出了相關要求，但是無法科學全面地用數據體現設備的實際健康情況，于是開發狀態檢修系統應運而生，見圖1。狀態檢修系統不是一成不變的，而是一個動態循環的系統。綜合分析處理系統采集的信息，可以更好地指導運行檢修試驗工作，進一步提升系統的可靠性。常見的舉措是二次設備信息分析、提取和抽樣，最終得到規范化的信息表征設備健康情況的狀態量。這種構建需要在專家研究認可的經驗基礎上，才可以用來表征設備的健康情況，從而提升系統業務的整體能力，提前預知并開展檢修工作。

圖1 狀態評價體系

4.2 系統構建功能方面的研究應用

繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統功能基于7大業務板塊的業務，包括基礎標準管理、設備管理、監測告警、運行管理、狀態檢修管理、檢修管理和決策分析，見圖2。對狀態處于危險和發展失控的設施及時發出狀態告警訊息，并進行有效啟用故障模式和進行原因分析，最后根據整體完善的檢修方式模型研究給予檢修決策及意見。其中，檢修管理涵蓋了故障檢測、檢修策略和檢修規劃。有效落實以上步驟，可以確保繼電保護設備及二次回路狀態檢修工作的順利開展，保障系統運行的可靠性和狀態檢修工作的標準化與高效化。

圖2 設備狀態評價算法模圖

5 結 論

繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統能夠大大提高設備狀態判斷的快速性和準確性，精準預估設備發展情況，保證設備管理系統運行的可靠性。所以，電力企業要根據現代發展特征，采用新興科技完成繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統的構建，確保電力系統高效平穩運行。