继电保护在线状态检修的应用和探讨张世远

继电保护在线状态检修的应用和探讨张世远

张世远

国网福建省电力有限公司三明供电公司福建省365000

摘要：随着现代电网规模的发展，设备数量不断增加，传统继电保护定期检修模式已不适应电网生产运行需要。而作为电网第一道防线的继电保护设备，其运维检修质量将直接影响到电网的安全稳定运行，因此，开展继电保护检修新模式探索十分必要。

关键词：继电保护；在线状态；检修；应用；措施

1现今我国继电保护的情况

为了系统内部的元件和材料以及缆线等线路工具不被故障所毁坏就必须要进行继电保护设备的安装及维护，为了保证继电保护系统安装完成后能够有效发挥切除电力系统中故障的功能就要保证继电保护运行状态是正常的。继电保护的基本的运行原理在于通过系统灵敏性的检验装置来判断系统内部的运行状况是正常情况还是故障情况，这种检验装置对于系统的判断必然是长期的，并且也伴随着电力系统从开始运行到结束运行的整个过程。一般来讲出现电流增大的情况是由于故障点出现短路进而导致在故障点与电源之间的设备和线路都存在着电流增大。对于本文中所研究的在线状态的检修更是基于电流和电压是否稳定来判断。

1.1现存安全隐患

我国电力系统继电保护装置的检修工作，以计划性人工检修为主要方式。这种检修方式的优点是：可以保证检修结果的可靠性，能够很好地消除存在的安全隐患。缺点是：

1.1.1检修会浪费大量人力及时间；

1.1.2检修过程中会引发维护过量或造成维修故障，这些问题会直接影响装置的安全运行；

1.1.3浪费大量财力，电力系统要投入大量的经费在电力检修工作中。我国电力系统现在的检修工作存在很多问题，这就导致检修工作的完成率低、质量差。由于以上多种缺陷使得现今电力系统针对继电保护状态检修工作也在不断寻求更好的方法。

1.2问题分析

要想很好地解决当下继电保护电力检修中存在的问题，我们就得针对现在的问题进行深入研究。问题成因：

1.2.1自检功能没有充分发挥其作用；

1.2.2由于设备监测“动态”状态只有设备故障检修时才开始工作；

1.2.3由于我国电力系统监测技术起步晚，技术不完整所致。

2电力系统继电保护可靠性影响因素

电力系统继电保护由软件和硬件部分组成，并受到运行环境和维护方法的影响，当二次回路、互感器和断路器等硬件故障，或者保护原理、逻辑流程等软件程序故障，乃至误操作和误接线等维护失误行为出现，以及环境和天气等运行环境干扰，都有可能导致继电保护失效。对于这些影响因素，可归纳为以下几点：

2.1装置硬件故障

即便实现自动化的继电保护，还是使用原先大部分的装置硬件。这些装置长期使用后，难免会有不同程度的损坏和老化问题出现，在“规定功能”范围内，短时间还可以继续运行，但一旦无法达到“规定功能”，意味着装置硬件出现故障。某电力系统开发全数字化继电保护装置，在原先硬件主体的基础上，设置了相当数量的光纤输入接口和输出接口，新老元件的衔接排斥，使用过程中光口容易出现极端发热现象，使得采样值输入失真，继电保护的“规定功能”自然无从实现。

2.2装置软件失效

继电保护的自动化，是硬件设备与软件程序的有机结合，软件算法保持正确状态时，相当于继电保护功能维持在相对稳定状态。至于软件程序的可靠性，综合体现在原理性能、系统输入、系统输出等物理要素方面。一旦装置软件失效，就算装置硬件质量过硬，还是无法有效实现继电保护的“规定功能”。譬如继电保护的定值，当在线整定、在线校验和在线修改不稳定，意味着存在离线定值弊端，无法有效实现继电保护的在线整定和系统校验，对继电保护的可靠性同样具有决定性影响。

2.3运行主客观环境

主观环境主要是继电保护的维护，期间人为方面的管理制度、管理工作安排以及管理人员的工作方式、工作态度、职业操守等都会对继电保护可靠性有着直接影响；至于客观环境，是因为继电保护管理往往在相对恶劣的环境中，譬如复杂的电网结构当中，很多交流线路和直流线路交叉运行，继电保护设备长期的运行，以及在恶劣天气影响下，出现线路老化、元件接触不良等问题，对继电保护的正确动作都会产生不利影响。

3继电保护在线状态检修分析

继电保护在线状态检修的初始目标是判断电力系统中继电保护部分的故障，并通过检查和维修来切除故障保证电力系统的稳定运行，这是由于继电保护装置虽然在安装时解决了基本的配置问题，但在实际操作和运行中往往会产生在线状态不稳定和无法排查到电力系统中的故障的问题。并且在具体操作过程中也往往会有操作不当和施工质量不过关等情况，导致继电保护在线状态不稳定或者出现异常。

3.1状态监测信息

智能变电站继电保护的在线系统可以监测变电站的工作状态信息，通过在计算机中安装在线监测系统软件，通过计算机显示屏可以查阅智能变电站元器件的状态监测信息，可以监测到电力系统的软硬件的工作信息，硬件的运行状态，其各项参数是否有异常现象，通过监测系统可以查看整个电力系统的运行状态，是否有故障现象，当发现某个设备参数异常严重，必须停止该设备的运行状态，换上备用设备，对该设备进行全面检修，杜绝有问题的设备坚持上岗，一旦出现问题，就是严重事故，会给电力部门和用户带来一定的经济损失。

3.2故障诊断技术

3.2.1利用监测系统采集到的设备运行数据，利用评估模型评估设备当前的运行状态

技术人员对设备运行状态分为四种：

（1）正常状态，即数据资料齐全、运行监测所得数据在常规范围内；

（2）可疑状态，即存在不明因素无法准确判定设备运行中可能出现异常的具体形式等；

（3）可靠性降低状态，即可判断设备存在问题的部位及原因，但近期不会发生巨大事故；

（4）危险状态；即设备存在明显的巨大隐患，随时有发生事故的可能。

3.2.2利用故障诊断系统判断继电保护设备出现故障的轻重及原因，以此为依据制定解决方案

故障诊断技术常见的应用方法是对比法：

（1）将故障数据与以往数据进行对比查找故障原因；

（2）将数据与同厂家中同类型的设备进行比较，利用同类型设备运行数据查找病因；

（3）与同设备各相的运行数据进行比较，利用同设备间各相间的关联性与相似性原理查找病理；

（4）与设备实验所得合理范围值进行对比。在进行对比判定继电保护设备的程度及原因时，应结合多项对比结果与评估报告，这样才可保证诊断结果的准确性。

3.2.3依据故障诊断结果制定相应的检修决策，制定计划书

通过系统向各个相关部门进行传达，并回收各部门的意见制定科学、合理的检修方案。

3.3进行设备状态检修技术

根据制定的具体检修方案，按检修要求进行实际的检修工作。通过具体的检修工作，保证继电保护装置正常工作，维护供电安全。检修的原则包括两项重点内容：

（1）保证继电保护装置整体上正常运行，这是继电保护检修的基本要求。只有保证设备可以正常运行，才能保证监测技术与故障诊断技术应用的有效性，保证继电保护在线状态检修工作的有效性。

（2）化整为零，分项工作。将继电保护在线检修的整体工作划分为监控、诊断、检修三阶段，保证检修工作整体的有序、高效进行。其次，将继电保护设备按个组成部分进行检修，这样才可以保证检修工作的全面性、科学性、有序性及高效性。

3.4巡检周期及巡检项目的制定

继电保护在线检修工作是较为复杂的，在检修时可能对供电工作的运行产生一定影响，所以对继电保护设备的检修工作实行的是巡检制，即定期进行检查：设备巡检定为半年左右一次，后台巡检是每个季度一次，对设备运行状况可利用相关系统进行不定期监控。制定相应的巡检项目分为两类：

（1）针对设备运行进行的巡检，包括运行环境，设备运行中各组成部分的工作状况是否正常。

（2）设备检修项目，包括设备的各指示信息是否正常运行、各开关是否正常运行、二次回路设备是否连接正常。通过制定巡查项目，有利于制定项目巡视周期及合理安排巡查流程。

结论：继电保护在线状态检修在电网实践中取得了较好的效果。1）检修工作针对性大大加强，年度继电保护设备检修工作量同比减少约28.5%，现场作业人员得以将有限的检修力量集中投入到运行状态不佳的设备上，提高了二次设备检修工作效率；2）提升了设备健康状况水平，年度继电保护设备异常率同比下降约9.3%；3）真正达到了“应修必修”和“修必修好”的工作目标，提高了电网的安全稳定运行水平。

参考文献：

[1]邱金辉，钱海，张道农，等.基于PFIS的继电保护常态特性在线监视与隐性故障诊断[J].电力系统保护与控制，2015，43（8）：145-149.

[2]叶远波，孙月琴，黄太贵，等.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].电力系统保护与控制，2016，44（20）：148-153.