基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的繼電保護狀態(tài)檢修探討

王嘉西

摘要：火電廠繼電保護設(shè)備對保障機組的安全穩(wěn)定運行起關(guān)鍵作用。隨著我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整與轉(zhuǎn)型升級，以及集團大能源戰(zhàn)略的發(fā)展，建設(shè)節(jié)能、安全的智慧電廠逐漸成為火力發(fā)電廠發(fā)展的新趨勢。現(xiàn)有繼電保護設(shè)備的檢修通常采用計劃檢修和事后檢修模式。目前，狀態(tài)檢修的研究多集中于一次設(shè)備，對繼電保護等二次設(shè)備狀態(tài)檢修的研究與應(yīng)用較少。繼電保護裝置是保障火電機組安全穩(wěn)定運行的重要二次設(shè)備，其檢修應(yīng)秉持應(yīng)修必修、修必修好的原則。本文提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的繼電保護狀態(tài)檢修實施方案，運用物聯(lián)網(wǎng)射頻識別技術(shù)（RFID）實現(xiàn)對繼電保護設(shè)備的精準定位、身份唯一性識別、健康狀況監(jiān)測。該模式能及時掌握繼電保護設(shè)備的運行狀況，為繼電保護設(shè)備提供科學的檢修計劃，杜絕檢修過度或不足，降低檢修費用，保證繼電保護設(shè)備穩(wěn)定運行，提高火電廠的社會效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);繼電保護;狀態(tài)檢修

1 繼電保護設(shè)備檢修現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的檢修方式主要依賴火電廠繼電保護專職和繼電保護點檢員對專業(yè)的理解與責任，以及點檢員的全過程管理。計劃檢修與定期檢驗容易造成繼電保護設(shè)備的“過度檢修”或“欠檢修”。面對類型眾多的繼電保護設(shè)備，采用計劃檢修與定期檢修的傳統(tǒng)檢修模式存在一定的問題：繼電保護班組檢修人員相對緊缺，與檢修工作的大量增加存在矛盾;電網(wǎng)調(diào)度安排的一次設(shè)備停電時間常為2～3天，去除辦理工作票的時間，實際檢修工作的時間約為1.5天，這會導(dǎo)致繼電保護檢驗項目和內(nèi)容不完整，降低了繼電保護裝置的檢驗質(zhì)量;外來清潔能源的增多導(dǎo)致本地火電機組頻繁啟停，本就緊缺的繼電保護檢修人員可能同時面臨多臺機組的繼電保護檢修任務(wù)，從而影響檢修質(zhì)量;隨著微機保護設(shè)備的廣泛應(yīng)用，其自身完備的自檢功能得到了廣泛應(yīng)用，不需要再進行頻繁的定期檢修操作。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在繼電保護狀態(tài)檢修中的應(yīng)用

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與繼電保護狀態(tài)檢修

繼電保護狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是5G無線射頻識別（RFID）和GPS定位技術(shù)，實現(xiàn)對繼電保護設(shè)備的唯一性身份識別、地理位置的精準定位。通過采集繼電保護設(shè)備的運行環(huán)境狀況、保護設(shè)備各項采樣值、裝置告警信息、保護動作信息、壓板狀態(tài)、缺陷及故障歷史記錄、歷史檢修相關(guān)數(shù)據(jù)、定值修改記錄、保護設(shè)備改造記錄等各項信息，建立全過程狀態(tài)監(jiān)測臺賬。將實時數(shù)據(jù)推送至移動終端，供繼電保護專責、繼電保護維護班組參考制定檢修計劃。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在繼電保護狀態(tài)檢修中的應(yīng)用，提高了運維班組的工作效率和繼電保護設(shè)備的檢修效率，降低了由計劃檢修或定期檢修造成的人工成本的浪費，保證了機組的穩(wěn)定運行。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的功能模塊

2.2.1 移動終端監(jiān)測模塊

移動終端監(jiān)測模塊包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸功能。數(shù)據(jù)采集是通過RFID、GPS等設(shè)備采集繼電保護裝置的各項信息;數(shù)據(jù)錄入是繼電保護點檢員將現(xiàn)場巡檢信息錄入監(jiān)測模塊，作為參照對比;數(shù)據(jù)處理是監(jiān)測模塊對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行分析處理，生成設(shè)備是否存在缺陷等信息報告，為繼電保護點檢員提供設(shè)備檢修依據(jù);數(shù)據(jù)傳輸是具有Wifi無線傳輸功能的移動終端監(jiān)測模塊與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行通信，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)酱钶d了操作系統(tǒng)的移動終端，該模塊支持3種無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可根據(jù)用戶需要選擇不同運營商的網(wǎng)絡(luò)制式與移動終端通信。

2.2.2 地理位置定位模塊

繼電保護設(shè)備的地理位置信息通過GPS定位系統(tǒng)獲取，然后通過Wifi無線傳輸至移動終端監(jiān)測模塊，與預(yù)先由繼電保護點檢員輸入的設(shè)備位置信息進行對比分析，矯正錯誤信息，以獲取精準定位信息。同時利用實時在線監(jiān)控獲取繼電保護設(shè)備的地理場景，傳輸至移動終端監(jiān)測模塊。

2.2.3 身份識別碼

在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，每個繼電保護設(shè)備均有其唯一的身份識別碼，即二維碼。每個繼電保護設(shè)備上均貼有二維碼標簽，通過監(jiān)控設(shè)備將此二維碼傳送至移動終端監(jiān)測模塊，利用5G無線射頻識別（RFID）技術(shù)對此二維碼進行掃描識別，并與預(yù)先輸入的設(shè)備識別碼進行對比，實現(xiàn)對繼電保護設(shè)備身份的唯一性標識。

3 繼電保護狀態(tài)檢修實施

移動終端監(jiān)測模塊根據(jù)接收到的設(shè)備信息，對繼電保護設(shè)備進行綜合分析與評價并生成報告，以指導(dǎo)繼電保護狀態(tài)檢修。根據(jù)一段時間內(nèi)的分析與評價結(jié)果，如果某廠家同類型號產(chǎn)品的缺陷率較高，故障性質(zhì)涉及誤動、拒動等嚴重缺陷，則對此產(chǎn)品同類型號做出家族性缺陷嚴重的判斷，定為不可信產(chǎn)品。此時應(yīng)當縮短檢修周期，并結(jié)合檢修工期，對其進行換型改造。

對于各電流、電壓通道采樣值與參考值出現(xiàn)嚴重偏差的評價結(jié)果，在不影響供電的情況下，對雙重化配置的設(shè)備分別進行臨時檢修，更換采樣板并升級系統(tǒng);評價繼電保護設(shè)備時，針對二次電纜缺陷導(dǎo)致的采樣偏差，需乘以相應(yīng)的系數(shù)來修正外部因素引起的評分低，以避免誤判。

對于評價結(jié)果顯示為二次回路或端子箱受潮導(dǎo)致的溫濕度差異變化大的情況，需在做好安全措施的情況下，利用熱風機對其進行干燥處理。如果一段時間后效果明顯，則按規(guī)程規(guī)定的最長檢修周期進行檢修;如果效果不明顯，則相應(yīng)縮短檢修周期，更換就地端子箱及二次電纜，同時加裝防潮設(shè)備。

除根據(jù)評價結(jié)果進行相應(yīng)檢修周期的調(diào)整或者臨時檢修外，還要結(jié)合具體情況相應(yīng)調(diào)整檢修周期。

1）反事故措施中關(guān)于繼電保護的相關(guān)內(nèi)容和技術(shù)監(jiān)督要求的相關(guān)整改措施，可隨機組檢修同時進行，不必調(diào)整檢修周期。

2）借鑒其他公司繼電保護事故導(dǎo)致的非停或設(shè)備異常，查漏補缺，根據(jù)情況適當縮短機組檢修周期，防止造成不必要的事故。

3）繼電保護設(shè)備技術(shù)改造和不符合相關(guān)繼電保護規(guī)程要求的老舊設(shè)備，隨機組檢修進行改造。

4 結(jié)語

針對傳統(tǒng)檢修模式存在的問題，對繼電保護設(shè)備進行實時在線分析與評價。采用繼電保護狀態(tài)檢修模式，提高繼電保護設(shè)備的專業(yè)管理水平和運維檢修質(zhì)量，降低檢修成本，確保設(shè)備穩(wěn)定，實現(xiàn)對火電廠繼電保護設(shè)備的安全、高效、綠色檢修。

參考文獻

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