電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)研究

摘要：當(dāng)前，我國電力行業(yè)正處在轉(zhuǎn)型升級關(guān)鍵時期，大力建設(shè)新型電力系統(tǒng)，以智能化作為升級方向，提高了電力系統(tǒng)運行效率與可靠程度。與此同時，電氣二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，設(shè)備數(shù)量增多，對檢修維護工作有著嚴格要求。對電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)展開應(yīng)用研究，以補充檢修標準要求、改進檢修手段作為研究思路，并闡述了電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)的優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)"電氣二次設(shè)備"檢修技術(shù)"可視化檢修

Research"on"Maintenance"Technology"of"Electrical"Secondary"Equipment"in"Power"System

CHENG"Wei

NR"Engineering"Co.，"Ltd.，"Nanjing，"Jiangsu"Province，"210000"China

Abstract："Currently，"China's"power"industry"is"in"a"critical"period"of"transformation"and"upgrading."A"new"type"of"power"system"has"been"vigorously"built，"with"intelligence"as"the"upgrading"direction，"which"has"improved"the"operational"efficiency"and"reliability"of"the"power"system."At"the"same"time，"therenbsp;have"been"significant"changes"in"the"structure"of"the"electrical"secondary"system，"with"an"increase"in"the"number"of"equipment"and"strict"requirements"for"maintenance"and"repair"work."This"article"conducts"applied"research"on"the"maintenance"technology"of"electrical"secondary"equipment"in"power"systems，"with"the"with"the"research"ideas"of"supplementing"maintenance"standard"requirements"and"improving"maintenance"methods."It"also"elaborates"on"optimization"strategies"for"the"maintenance"technology"of"electrical"secondary"equipment"in"power"systems.

Key"Words："Power"system;"Electrical"secondary"equipment;"Maintenance"technology;"Visual"maintenance

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電氣二次設(shè)備發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其猶如電力系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”，負責(zé)監(jiān)測、控制、保護、通信等關(guān)鍵功能，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。隨著電力技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣二次設(shè)備日益復(fù)雜和智能化，其運行環(huán)境也面臨著更多的挑戰(zhàn)，如電磁干擾、設(shè)備老化、網(wǎng)絡(luò)安全威脅等。一旦二次設(shè)備出現(xiàn)故障，可能引發(fā)保護誤動或拒動、通信中斷等嚴重后果，甚至導(dǎo)致大面積停電事故，給社會經(jīng)濟和人民生活帶來巨大損失。因此，深入研究電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)具有極其重要的現(xiàn)實意義，通過探索高效、精準的檢修方法和策略，能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備潛在隱患，提升設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性，保障電力系統(tǒng)的可靠供電，滿足社會日益增長的電力需求。

1"電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)應(yīng)用概述

1.1重點檢修內(nèi)容

電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修內(nèi)容包含繼電保護裝置校驗試驗與傳動試驗、保護信息子站試驗、故障錄波系統(tǒng)試驗、二次回路檢查、絕緣試驗等，把全部電氣二次設(shè)備均列為檢修對象，以設(shè)備功能試驗作為辨別故障隱患的手段，基于試驗報告來制定檢修計劃。結(jié)合實際情況來看，當(dāng)前以繼電保護裝置檢驗作為重點檢修內(nèi)容，裝置校驗項目包含電源檢查、交流采樣回路檢驗、開關(guān)量輸入回路檢驗、輸出接點和輸出信號檢驗、保護定值整定檢驗、繼電保護邏輯檢驗，對于經(jīng)過智能改造的電氣二次設(shè)備，還應(yīng)把一體化保護測控裝置納入檢修工作范疇。同時，檢修人員還應(yīng)掌握各檢驗項目的操作方法與技術(shù)標準，以繼電保護裝置電源檢查方法為例，繼電保護裝置電源插件更換頻率為6年更換一次，快速拉合直流電源，緩慢外加直流電源，觀察電源快速拉合、緩慢加至80%額定電壓時，繼電保護裝置是否正常啟動[1]。

1.2檢修方法

電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備種類眾多，各類設(shè)備的檢修方法有著顯著區(qū)別，檢修人員必須提前掌握相應(yīng)工作技能，根據(jù)電氣二次設(shè)備種類，科學(xué)設(shè)計檢修內(nèi)容與制定專項檢修方案。例如：面向合并單元，以失步再同步性能、電壓切換功能、電壓并列功能與采樣精確度作為檢驗內(nèi)容，客觀評價合并單元健康程度。其中，在失步再同步性能檢驗步驟，檢修人員撥出對時光纖，等待5～10"min后，合并單元內(nèi)重新接入對時光纖，觀察合并單元是否在限定時間內(nèi)順利恢復(fù)合并狀態(tài)與取消告警信號。電壓切換功能檢驗步驟，向合并單元接入2組母線電壓，各組母線電壓水平各異，可以選擇把母線電壓分別控制在40"V與60"V，同步輸入隔離開關(guān)位置，觀察繼電保護裝置是否順利采集母線電壓。電壓并列功能檢驗步驟，同樣向合并單元接入2組母線電壓，電壓水平各異，利用報文分析測試連接合并單元，調(diào)整并列把手位置，實時觀察電壓輸出值。而在采樣精確度檢驗步驟，現(xiàn)場準備繼電保護校驗儀作為檢修工具，向合并單元先后輸入多組交流電，電壓、電流有所變化，比對分析檢驗儀輸入值、合并單元輸出值，判斷二者偏差程度是否超出容許范圍[2]。

1.3檢修策略

電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修是一項綜合性活動，由于檢修項目多、檢修資源有限，一些電氣二次設(shè)備常出現(xiàn)拒動、誤動問題。因此，在電氣二次設(shè)備檢修期間，檢修人員必須嚴格執(zhí)行裝置回路并重檢修、提前介入驗收、限期免檢三項檢修策略，利用有限檢修資源來取得理想檢修效果。

1.3.1裝置回路并重檢修

在早期電力系統(tǒng)中，電氣二次設(shè)備普遍存在程序隱患，缺乏全局性入網(wǎng)檢測活動，設(shè)備質(zhì)量缺乏保障，典型問題包括采樣程序有誤、合并單元程序和硬件平臺不兼容、參數(shù)設(shè)定錯誤等。因此，要求檢修人員同步開展繼電保護裝置和二次回路檢修作業(yè)，重點查找裝置回路缺陷問題并予以解決。

1.3.2提前介入驗收

在早期電力系統(tǒng)，施行三級驗收制度，施工單位、基建單位與運維管理單位依次開展質(zhì)量驗收作業(yè)，通過三級驗收后，把電氣二次設(shè)備投入運行，后期缺乏大范圍停電檢修條件，難以提前察覺到安全隱患，而是在故障問題發(fā)生后，被動開展檢修作業(yè)。因此，需要提前在電力系統(tǒng)驗收階段，組織開展電氣二次設(shè)備檢修作業(yè)，以設(shè)備檢修單位作為全新的驗收主體，驗收時間保持在電氣二次設(shè)備1/3以上總體施工時間，協(xié)同開展設(shè)備調(diào)試消缺工作，提升電力系統(tǒng)運行可靠性和二次系統(tǒng)驗收成效。

1.3.3限期免檢

全面施行提前介入驗收模式的情況下，電氣二次設(shè)備性能質(zhì)量與運行狀況得到全面驗證，電氣二次設(shè)備在未來一定年限內(nèi)，長期維持穩(wěn)定運行工況，故障率低于平均水準，并且新型電氣二次設(shè)備具備故障自檢功能。為了優(yōu)化檢修資源配置方案，可以建立限期免檢機制，電氣二次設(shè)備通過驗收、首檢后，后續(xù)一定年限內(nèi)，無須組織開展全面檢修作業(yè)。

1.4電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修流程

檢修流程是指導(dǎo)電氣二次設(shè)備檢修作業(yè)規(guī)范開展的重要前提，也是把控檢修過程、避免偏離預(yù)期情況的核心舉措。目前，電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修流程由初始檢查、運行檢查、執(zhí)行試驗檢修計劃、運行狀態(tài)檢評估四道步驟組成，檢修要求與工作技巧如下。

1.4.1初始檢查

電氣二次設(shè)備初始值即為操作過程交接試驗值、設(shè)備出廠值和全面檢修后首次試驗值，負責(zé)描述電氣二次設(shè)備特定階段工作表現(xiàn)。檢修人員基于檢查報告，判斷電氣二次設(shè)備工作性能、可靠系數(shù)是否滿足實際使用需求，精準辨別故障隱患與制訂有效處理方案。

1.4.2運行檢查

在電力系統(tǒng)運行期間，檢修人員定期前往現(xiàn)場，采取儀表測量、目視檢查等方法，觀察電氣二次設(shè)備運行狀況。如果設(shè)備出現(xiàn)振動、冒煙等異常狀況，或是運行參數(shù)波動幅度超出限值范圍，表明電氣二次設(shè)備疑似存在故障問題，迅速隔離故障設(shè)備，開展故障診斷與維修作業(yè)[3]。

1.4.3執(zhí)行試驗檢修計劃

綜合分析電氣二次設(shè)備歷史運行數(shù)據(jù)、投運使用年限、故障率、性能下滑程度在內(nèi)的多項因素，評價設(shè)備健康程度，并在此基礎(chǔ)上制訂專項試驗計劃和檢修計劃。檢修人員定期開展設(shè)備檢修作業(yè)，嚴格執(zhí)行既定計劃，禁止隨意篡改計劃內(nèi)容和違背檢修標準，消除人為因素對檢修效果造成的影像。同時，試驗檢修計劃并非一成不變，定期重復(fù)進行健康診斷，根據(jù)最新診斷報告與上一階段設(shè)備運行數(shù)據(jù)，滾動制定下一階段試驗檢修計劃。

1.4.4運行狀態(tài)檢測評估

運行狀態(tài)檢測評估也被稱為健康評價，是狀態(tài)檢修模式的一項重要手段，以運行參數(shù)波動幅度、故障率、故障平均存在時間、故障嚴重程度作為評價指標，定期評價各臺電氣二次設(shè)備的健康程度，分為健康、比較健康、亞健康、故障狀態(tài)、嚴重故障等諸多等級。基于健康等級來定制檢修計劃，電氣二次設(shè)備健康程度越差，檢修力度越大，檢修頻率越高。

2"電力系統(tǒng)電氣二次設(shè)備檢修的優(yōu)化策略

2.1隱性故障辨識

在傳統(tǒng)檢修模式下，以功能試驗、在線監(jiān)測和目視檢查作為電氣二次設(shè)備故障隱患的辨別方法，在電力系統(tǒng)運行期間，如果電氣二次設(shè)備未通過功能試驗，在線監(jiān)測系統(tǒng)反饋設(shè)備運行參數(shù)異常波動，或在現(xiàn)場檢修期間發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)冒煙等異常工況，判定設(shè)備存在故障隱患，再行開展故障診斷和維修作業(yè)。根據(jù)實際情況來看，電氣二次設(shè)備存在一定比例的隱性故障，設(shè)備本身具備靜態(tài)特性，僅在測量計算期間呈現(xiàn)出的運行特性，正常運行狀態(tài)下，設(shè)備隱性故障不會立即顯現(xiàn)，而是在遭受明顯擾動的情況下，短時間內(nèi)激活隱性故障，迅速出現(xiàn)繼電保護裝置誤動、采樣回路故障失效、電力一次設(shè)備運行狀態(tài)誤判等一系列問題。對此，必須在電氣二次設(shè)備檢修體系內(nèi)，新增面向隱性故障的辨別方法，更為精準地察覺潛在故障隱患，當(dāng)前主要采取變電站配置描述模型（Substation"Configuration"Description，SCD）、數(shù)字孿生兩項技術(shù)手段。SCD模型由SCD文件擴展形成，作為配置描述文件，負責(zé)描述電氣二次設(shè)備配置信息，建立電氣二次設(shè)備SCD模型，保持一次設(shè)備、二次設(shè)備的SCD模型關(guān)聯(lián)狀態(tài)，依托SCD模型來度量、辨識，以及排查電氣二次設(shè)備隱性故障[4]。數(shù)字孿生是在虛擬空間環(huán)境內(nèi)，建立與電力系統(tǒng)完全一致的數(shù)字孿生電力系統(tǒng)，負責(zé)執(zhí)行狀態(tài)預(yù)測任務(wù)，精準推演電力系統(tǒng)和電氣二次設(shè)備在假定工況下的未來運行過程，提前察覺未來可能出現(xiàn)的顯性故障與隱性故障，提高故障排查力度。

2.2可視化檢修

傳統(tǒng)檢修模式通過在線監(jiān)測數(shù)據(jù)報表和檢修記錄報告來描述電氣二次設(shè)備運行狀況，要求檢修人員根據(jù)數(shù)據(jù)信息來準確評價設(shè)備使用狀態(tài)。為了避免誤判設(shè)備狀態(tài)，可以采取三維可視化技術(shù)，提前構(gòu)建電氣二次設(shè)備與保護回路的三維模型，保持在線監(jiān)測系統(tǒng)和三維模型動態(tài)關(guān)聯(lián)狀態(tài)，根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，動態(tài)更新模型狀態(tài)，向檢修人員更為直觀、生動的呈現(xiàn)電氣二次設(shè)備運行狀況，避免形成理解誤差。例如：構(gòu)建GOOSE軟壓板狀態(tài)模型，通過不同顏色來區(qū)分軟壓板狀態(tài)：綠色表示軟壓板處于投入狀態(tài)；紅色表示軟壓板處于退出狀態(tài)[5]。

2.3優(yōu)化設(shè)備運行環(huán)境

現(xiàn)有檢修技術(shù)以識別和消除電氣二次設(shè)備故障隱患為基礎(chǔ)，被動解決設(shè)備故障，沒有從源頭上預(yù)防故障問題形成。因此，需要優(yōu)化設(shè)備運行環(huán)境，采取抗干擾防護、溫濕度調(diào)節(jié)等舉措，同步檢查周邊環(huán)境條件和設(shè)備運行狀況。以電氣二次設(shè)備抗干擾防護措施為例，加裝電涌保護器作為防雷裝置，對電氣二次設(shè)備通信接口和工作電源進行防雷保護，加裝數(shù)字濾波器來消除電磁干擾。

3"結(jié)語

綜上所述，電氣二次設(shè)備檢修活動是支撐電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)運行的前提基礎(chǔ)，也是建設(shè)新型電力系統(tǒng)期間亟須解決的關(guān)鍵問題。電力系統(tǒng)運行管理部門理應(yīng)提高對電氣二次設(shè)備檢修活動的重視程度，基于現(xiàn)實工作需求，全方位重塑電氣二次設(shè)備檢修工作體系，并行落實隱性故障辨識、可視化檢修、優(yōu)化設(shè)備運行環(huán)境三項應(yīng)用舉措，同步改善檢修技術(shù)應(yīng)用條件和強化電氣二次設(shè)備檢修效果。

參考文獻

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