本文關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究

發(fā)布日期： 2012-12-18 發(fā)布：  

  2012年第15期目錄       本期共收錄文章20篇

　　【摘要】本文就有關(guān)繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的實(shí)施探索這一話題進(jìn)行了探討。充分地分析了繼電保護(hù)狀態(tài)檢修存在的問(wèn)題，切實(shí)加強(qiáng)繼電保護(hù)狀態(tài)安全運(yùn)行，對(duì)維護(hù)好繼電保護(hù)狀態(tài)檢修管理工作，完善繼電保護(hù)狀態(tài)檢修操作的系統(tǒng)監(jiān)管，有著深遠(yuǎn)的影響。
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　　【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；狀態(tài)檢修；故障監(jiān)測(cè)；備品備件
　　1.狀態(tài)檢修研究現(xiàn)狀
　　檢修是為了保證設(shè)備的可靠運(yùn)行，同時(shí)提高運(yùn)行效率及降低運(yùn)行成本。所以對(duì)保護(hù)進(jìn)行檢修的主要目的是為了提高改善保護(hù)的可靠性。狀態(tài)檢修也不例外。談到保護(hù)構(gòu)成器件復(fù)雜，很難確定保護(hù)劣化信息，所以引入一些評(píng)估方法來(lái)研究繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修。
　　可靠性(reliability)是指元件、設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力。保護(hù)的可靠性主要指在該保護(hù)規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)生了保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它應(yīng)該正確動(dòng)作，而在任何其他的保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。
　　由于保護(hù)系統(tǒng)由大量電子元器件構(gòu)成，構(gòu)成回路比較復(fù)雜，在實(shí)際維修過(guò)程中不可能全部對(duì)元器件損壞進(jìn)行量化分析，所以繼電保護(hù)可靠性研究主要針對(duì)保護(hù)可靠性的評(píng)估指標(biāo)及計(jì)算模型展開(kāi)，內(nèi)容涉及構(gòu)成環(huán)節(jié)失效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和處理，系統(tǒng)可靠性的定量評(píng)估，運(yùn)行維護(hù)及可靠性與經(jīng)濟(jì)成本參數(shù)的關(guān)系等方面。
　　但是無(wú)論是研究保護(hù)的穩(wěn)態(tài)可靠度或者從運(yùn)行方面來(lái)預(yù)測(cè)短期內(nèi)保護(hù)的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)，都需要對(duì)保護(hù)可能出現(xiàn)的各種狀態(tài)從故障概率和故障后果兩方面進(jìn)行定量評(píng)估
　　2.在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究
　　2.1 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
　　與電氣一次設(shè)備不同的是電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)象不是單一的元件，而是一個(gè)單元或一個(gè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)的是各元件的動(dòng)態(tài)性能，微機(jī)保護(hù)和微機(jī)自動(dòng)裝置的自診斷技術(shù)的發(fā)展為保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
　　實(shí)施保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)監(jiān)測(cè)：交流測(cè)量系統(tǒng)，包括CT、PT二次回路絕緣良好、回路完整，測(cè)量元件的完好；直流系統(tǒng)，包括直流動(dòng)力、操作及信號(hào)回路絕緣良好、回路完整；邏輯判斷系統(tǒng)：包括硬件邏輯判斷回路和軟件功能。
　　保護(hù)裝置本身容易實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，但由于電氣二次回路是由若干繼電器和連接各個(gè)設(shè)備的電纜所組成，要通過(guò)在線監(jiān)測(cè)繼電器觸點(diǎn)的狀況回路接線的正確性等則很難，這可能是保護(hù)遲遲未能有效地推進(jìn)狀態(tài)檢修的主要原因之一。
　　電氣二次操作回路是對(duì)電氣一次設(shè)備進(jìn)行操作控制的電路，是繼電保護(hù)的一個(gè)重要組成部分。在繼電保護(hù)設(shè)備要求進(jìn)行狀態(tài)檢修的情況下，作為繼電保護(hù)出口控制回路操作箱均采用硬件式結(jié)構(gòu)，即由繼電器直接在220V強(qiáng)電回路中通過(guò)二次線聯(lián)接而成，接線繁雜，，不具備自檢、在線監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能。
　　雖然在綜自站中該回路一部分硬接點(diǎn)可通過(guò)綜自設(shè)備（如測(cè)控設(shè)計(jì)）進(jìn)行上傳監(jiān)控，但要求二次回路繼電器輸出接點(diǎn)增多使接線復(fù)雜化可靠性下降，同時(shí)聯(lián)接電纜也增多。
　　繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)施的重要基礎(chǔ)就是在設(shè)備狀態(tài)特征量的采集上不能有盲區(qū)，顯然，對(duì)保護(hù)設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修而言，現(xiàn)有的二次控制回路操作箱達(dá)不到要求。
　　而利用美國(guó)SEL提供的數(shù)字仿真式繼電保護(hù)平臺(tái)可以有效地設(shè)計(jì)微機(jī)操作箱，成功解決了電氣二次回路狀態(tài)檢修問(wèn)題，可為實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)完整的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，為繼電保護(hù)實(shí)行狀態(tài)檢修創(chuàng)造必要的條件。
　　2.2 在線監(jiān)測(cè)存在的問(wèn)題
　　由于目前各地在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用水平參差不齊，給生產(chǎn)運(yùn)行管理帶來(lái)了不少麻煩，尤其是一些不成熟的產(chǎn)品在運(yùn)行時(shí)經(jīng)常誤報(bào)故障，成為在線監(jiān)測(cè)技術(shù)推廣應(yīng)用的巨大阻礙。這一方面反映了在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用的不規(guī)范，也反映了用戶在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行管理尚無(wú)明確的管理要求。
　　微機(jī)保護(hù)裝置的性能已非常穩(wěn)定，近幾年在我區(qū)范圍內(nèi)，由于保護(hù)裝置性能不穩(wěn)定引起的誤動(dòng)基本上沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，所發(fā)生的保護(hù)誤動(dòng)作基本上是保護(hù)裝置外部原因引起的。
　　當(dāng)前使用的CPU芯片性能已非常穩(wěn)定，因此在我們的檢驗(yàn)工作中，沒(méi)有必要對(duì)其CPU的正確性進(jìn)行很詳細(xì)的校驗(yàn)。而應(yīng)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修，也就是說(shuō)只要保護(hù)裝置不告警，就不用進(jìn)行檢修。當(dāng)然，這要有一個(gè)逐步完善的過(guò)程，需要大量的配套工程，但這是一種發(fā)展趨勢(shì)。
　　3.狀態(tài)檢修故障監(jiān)測(cè)技術(shù)
　　3.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)的方法
　　數(shù)字式保護(hù)裝置本身具備狀態(tài)檢修的實(shí)施基礎(chǔ)，狀態(tài)檢修范疇不能僅局限在裝置本身，因?yàn)樽鳛殡娋W(wǎng)安全屏障的繼電保護(hù)除裝置本身，還包含直流回路、交流回路、操作控制回路等，為了使?fàn)顟B(tài)檢修比較有可能在實(shí)際應(yīng)用中得到推廣，對(duì)于保護(hù)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)還應(yīng)包含交流回路、直流回路、操作回路等，保護(hù)的狀態(tài)檢修也必須作為一個(gè)系統(tǒng)性的問(wèn)題來(lái)考慮。
　　因此電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)象主要有：直流操作、信號(hào)系統(tǒng)；交流測(cè)量系統(tǒng)；通信系統(tǒng)；屏蔽接地系統(tǒng)；邏輯判斷系統(tǒng)等。直流系統(tǒng)包括直流動(dòng)力、操作及信號(hào)回路絕緣良好、回路完整；交流測(cè)量系統(tǒng)包括TA、TV二次回路絕緣良好、回路完整，測(cè)量元件完好；邏輯判斷系統(tǒng)包括硬件邏輯判斷回路和軟件功能。
　　可以采用編碼法、校驗(yàn)法、比較法、特征字法、監(jiān)視定時(shí)器法等故障測(cè)試的方法，在保護(hù)裝置中加載診斷程序，自動(dòng)地對(duì)每一臺(tái)設(shè)備和部件進(jìn)行測(cè)試。保護(hù)裝置內(nèi)各模塊都具有自診斷功能，對(duì)裝置的CPU、電源、A/D轉(zhuǎn)換、I/0接口、存儲(chǔ)器等插件都能進(jìn)行巡查診斷。
　　如使用看門(mén)狗監(jiān)視軟件或保護(hù)裝置在線狀態(tài)的自檢；通過(guò)通信等方法在裝置的多個(gè)CPU之間實(shí)現(xiàn)互相監(jiān)視運(yùn)行情況；嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)之間也可以相互監(jiān)視；對(duì)監(jiān)視裝置內(nèi)部模擬量回路的通斷與否可通過(guò)半周積分傅式算法等不同的算法計(jì)算并比較結(jié)果的辦法；裝置主備機(jī)之間的互相切換，互相監(jiān)視等都可通過(guò)保護(hù)裝置的自診斷實(shí)現(xiàn)。
　　3.2 二次設(shè)備的電磁抗干擾監(jiān)測(cè)
　　由于大量高集成電路、微電子元件在電氣二次設(shè)備中的應(yīng)用廣泛，電氣二次設(shè)備對(duì)電磁干擾也越來(lái)越敏感，極易受到電磁干擾的影響。電磁干擾會(huì)造成二次誤動(dòng)或拒動(dòng)、甚至元件損壞。在上節(jié)中我們也提到對(duì)干擾引起的事故，按常規(guī)試驗(yàn)方法無(wú)法發(fā)現(xiàn)，其正常運(yùn)行時(shí)是毫無(wú)征兆，因此必須加強(qiáng)微機(jī)保護(hù)的抗干擾措施。 　　國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)及國(guó)內(nèi)有關(guān)部門(mén)對(duì)繼電保護(hù)制定了電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)。但目前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境的管理、監(jiān)測(cè)沒(méi)有合適的監(jiān)測(cè)手段，也沒(méi)有納入運(yùn)行檢修范圍。
　　二次設(shè)備狀態(tài)檢修的一項(xiàng)很重要的工作是對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行電磁兼容性考核試驗(yàn)。包括在微機(jī)保護(hù)裝置附近不允許使用移動(dòng)通訊設(shè)備(如手機(jī))的管理；對(duì)不同廠站的敏感器件、耦合途徑、干擾源要進(jìn)行監(jiān)測(cè)、管理；對(duì)二次設(shè)備屏蔽接地情況的定期進(jìn)行檢查。
　　3.3 故障診斷技術(shù)
　　故障診斷，就是通過(guò)設(shè)備運(yùn)行或檢修時(shí)表現(xiàn)出的異�，F(xiàn)象，對(duì)設(shè)備異常的程度、原因做出判斷。常見(jiàn)的診斷方法可概括為綜合法和比較法。它包括下列內(nèi)容：
　　3.3.1 與設(shè)備歷年(次)試驗(yàn)結(jié)果相比較。因?yàn)楸Ｗo(hù)設(shè)備在投產(chǎn)后都進(jìn)行過(guò)校驗(yàn)，與投產(chǎn)時(shí)數(shù)據(jù)，年校時(shí)數(shù)據(jù)，上次校驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，如果有顯著性的差異，則常常說(shuō)明裝置可能有缺陷。
　　3.3.2 與同類型同廠家設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果相互比較。因?yàn)閷?duì)同一類型及同一廠家的設(shè)備而言其裝置結(jié)構(gòu)相同，在相同的運(yùn)行和氣候條件下，其測(cè)試結(jié)果應(yīng)大致相同。若懸殊很大，則說(shuō)明裝置有可能有缺陷。
　　3.3.3 同一設(shè)備各相間的試驗(yàn)結(jié)果相互比較。因?yàn)橥辉O(shè)備，各相的運(yùn)行情況應(yīng)當(dāng)基本一樣，如果有一相試驗(yàn)結(jié)果與另兩相比較差異明顯，說(shuō)明該相可能有缺陷。
　　3.3.4 與檢驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的允許偏差范圍相互比較。對(duì)有些試驗(yàn)項(xiàng)目，檢驗(yàn)規(guī)程規(guī)定了允許偏差范圍，若測(cè)量偏差范圍超過(guò)允許值，應(yīng)認(rèn)真分析，查找原因，或再結(jié)合其它試驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)查找缺陷。
　　3.3.5 不同試驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果的綜合。只有綜合多參數(shù)判別的結(jié)果，才能得到全面、準(zhǔn)確的結(jié)論。
　　由于設(shè)備故障與征兆之間關(guān)系的復(fù)雜性和設(shè)備故障的復(fù)雜性，形成了設(shè)備故障診斷是一種探索性的反復(fù)試驗(yàn)的特點(diǎn)。故障診斷過(guò)程是復(fù)雜的，這些數(shù)學(xué)診斷方法又各有優(yōu)缺點(diǎn)，研究故障診斷的方法成為設(shè)備故障診斷技術(shù)這一學(xué)科的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　故障診斷技術(shù)研究主要沿著兩個(gè)方向展開(kāi)：
　　(1)建立各種類型的專家系統(tǒng)即基于知識(shí)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)。人們對(duì)基于知識(shí)的故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究，然而，隨著研究的深入后發(fā)現(xiàn)專家系統(tǒng)的應(yīng)用面臨許多實(shí)際困難，存在一些魚(yú)需解決的問(wèn)題。比如缺乏有效的診斷知識(shí)表達(dá)、不確定性知識(shí)的推理以及診斷知識(shí)獲取困難等就是較為嚴(yán)重的問(wèn)題。
　　(2)建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)近年來(lái)重新興起的一種人工智能方法是ANN基本理論，它為克服專家系統(tǒng)的缺陷開(kāi)辟了一條嶄新的途徑。它的并行處理能力、自學(xué)習(xí)功能倍受大家的青睞，其大規(guī)模并行處理能力可用于提高推理的速度，因而更適合于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障機(jī)理不十分明顯的復(fù)雜設(shè)備的診斷。
　　ANN主要用于處理兩類問(wèn)題：一類是以處理在線信號(hào)入手，進(jìn)行信號(hào)的識(shí)別和分析；另一類是以離線數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行分類和診斷。
　　電氣二次設(shè)備的狀態(tài)檢修的前提條件是在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，只有通過(guò)各種手段準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握運(yùn)行設(shè)備的實(shí)際狀況，才能根據(jù)設(shè)備的參數(shù)變化趨勢(shì)確定維修策略，確定最佳檢修周期。
　　4.繼電保護(hù)的備品備件管理技術(shù)
　　合理的備品備件對(duì)我們更好地實(shí)施狀態(tài)檢修有著很重要的作用。備品備件管理是設(shè)備管理的重要組成部分，科學(xué)合理的儲(chǔ)存?zhèn)浼巧a(chǎn)連續(xù)進(jìn)行的重要保證，合理的庫(kù)存儲(chǔ)備能在保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
　　從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際來(lái)看，目前我們的備品備件的數(shù)量和類型的確定存在困難，一方面從節(jié)約經(jīng)營(yíng)成本考慮，需要我們盡量少備備品，另一方面為了有效縮短停電時(shí)間，特別是故障造成的停電時(shí)間，又要求我們有足夠的備品滿足突發(fā)的各種情況。
　　目前我們確定備品備件的型號(hào)和數(shù)量時(shí)，還僅僅只是靠著生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。這種管理模式，仍然存在著一些問(wèn)題：
　　一是企業(yè)備品備件的儲(chǔ)備要占用大量的資金；二是為保證備品能隨時(shí)可靠地投用，需要按特定條件進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)保管，并定期進(jìn)行試驗(yàn)和保養(yǎng)；三是許多備品會(huì)因存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成老化或技術(shù)性淘汰，導(dǎo)一致報(bào)廢損失。
　　5.結(jié)語(yǔ)
　　總之，隨著數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展，新的要求會(huì)一直推動(dòng)狀態(tài)檢修領(lǐng)域的持續(xù)進(jìn)步，狀態(tài)檢修作為一種新型的檢修策略，是企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]蘇松鴻.繼電保護(hù)狀態(tài)檢修探討[J].無(wú)線互聯(lián)科技,2011(05).

  本文關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。