继电保护状态检修支撑技术探究

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1、继电保护状态检修支撑技术探究【摘要】继电保护状态检修对于减少保护设备的检修停电、提高保护装置的可用率和系统供电可靠性、降低继电保护校验工作量及提高保护设备动作的正确性都有重要意义。该文首先分析了造成继电保护状态检修发展缓慢的原因，并基于此提出一种分布集中式继电保护状态监测系统；然后对保护设备的各种状态进行了分类，并制定了各种状态的评估方法；最后建立了模糊逻辑状态最优检修计划制定模型，该模型综合考虑了系统供电可靠性增加带来的社会经济效益和系统突发性停电风险，具有较高的可靠性。【关键词】继电保护；状态检修；支撑技术；状态监测;状态评估；检修计划制定1.引言设备

2、检修是延长设备使用寿命、提高设备可用率和运行可靠性、降低系统运行风险的有效手段，因而从第一次产业革命时期起其就得到了广泛的关注和应用［1］。传统的设备检修策略是故障后检修与定期检修相配合［2］o故障后检修属于被迫式检修，是恢复系统运行连续性的必要项目，因此严格意义上讲其并非一种人为检修策略。定期检修以规定的固定时间间隔检修设备，其检修项目齐全、检修方法可靠、检修结果可信，可发现设备的隐性故障，消除系统的安全隐患。但这种检修方式属于消极式检修，在安排检修计划时未考虑设备的健康状态，因而不可避免会产生维修过剩（即在设备健康状态良好且检修固定时间间隔期满时仍安排

3、检修）和维修不及时（即当设备在两次计划检修内出现健康状态恶劣现象时仍不安排检修），从而造成设备有效利用时间的损失和检修人力、物力、财力的浪费以及对系统安全隐患的忽视。有鉴于此，美国杜邦公司于1970年提出了一种积极式检修策略一状态检修（或称预知性维修），以期提高设备检修的科学性。这种检修策略以设备当前的工作状况为依据，通过状态监测手段，诊断设备健康状况，从而确定设备是否需要检修或最佳检修时机［2］。随着微电子技术、计算机技术、通信技术等的发展，状态检修技术获得了快速的发展，并已在欧美电力系统设备检修中得到了广泛的应用［1］。我国的电气设备状态检修起步于上世

4、纪90年代，最初其主要应用于一次设备，并且到目前为止已基本实现对变电站一次设备状态监测，状态检修工作也在有序的开展［3-6］o继电保护是保证电力系统安全稳定运行的第一道防线。开展继电保护状态检修可有效减少保护设备的检修停电，提高保护装置的可用率和供电可靠性，降低继电保护校验工作量，防止“三误”现象的发生，因而近年来国内开展继电保护状态检修的呼声很高［3］。一些电气工作者已开展了继电保护状态检修的相关研究工作[1-9]o这些研究对继电保护状态检修的基本要求、实施要素和技术难点等都进行了深入的探讨，一定程度上推动了继电保护状态检修的发展。但这些研究尚未形成完善

5、的且适合继电保护设备的状态检修理论体系，设备状态的正确划分和及时检测、设备及系统风险的合理评价、检修计划的科学安排等还有待进一步的研究和完善。为了进一步促进继电保护状态检修的发展、推动其工程应用的进程，本文对继电保护状态检修的若干支撑技术进行了研究，提出了继电保护系统二次回路状态监测系统的构建方案，制定了基于设备状态分类的状态评估方法，并建立了基于状态检修的继电保护系统最优检修计划制定模型及其求解机制。2•继电保护状态检测技术继电保护系统由保护装置和二次回路两部分组成，其中二次回路包括保护系统的交流输入、直流电源、操作控制等外部回路。由于微机保护技术在国内

6、的应用普及，继电保护装置本身已带有很强的自检功能，理论上其可实现对逆变电源、A/D转换系统、采样数据合理性、保护定值完整性保护的输入输出接点、保护数据通讯环节、控制回路断线等的监视，因而具备状态监测的基础。继电保护系统二次回路的状态包括：运行环境的温度、湿度，装置内部温度，控制、操作和信号回路绝缘/接线状况，开关电源的温度，液晶显示器背光点亮时间，装置锈蚀状况，装置完好状况等。近年来由于二次回路故障造成继电保护误动的比例较高，根据文献［10］统计，2008年国家电网公司仅交流220kV以上系统继电保护装置因二次回路故障而误动了4次，这四次二次回路故障分别是

7、保护装置内部参数设置不正确、CT回路绝缘破损、电源插件异常和电压测量回路异常，如果二次回路状态检修能够顺利开展并预先发现并处理这些故障，社会因继电保护误动而遭受的损失将显著下降。但继电保护系统的二次回路不具备自检、在线监测和数据远传等功能，因而无法对其状态进行检测。就目前的科技水平而言，有效的设备状态检测手段是状态检修得以顺利实施的基础，二次回路状态检测的缺失致使其状态检修无法顺利实施，这或许也是目前继电保护状态检修迟迟未能有效推进的主要原因之一。为了改变这种不利局面，建立继电保护二次回路状态监测系统势在必行。状态检修需对所有这些状态进行采集、处理、评估，

8、以获得二次回路的健康程度及制定检修计划。随着变电站和输电线路的数量