继电保护状态检修的实用化技术现状-中试控股

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继电保护状态检修的实用化技术现状

时间：2020-08-02

1 继电保护状态检修现状及难点

　　目前，继电保护的检修以人工进行定期检验为主。定期检修的试验方法、结果真实可信，试验项目齐全，可以发现问题，消除安全隐患。但这种不根据设备的实际情况、单纯按规定的时间间隔进行维修的方式，不可避免会产生“过剩维修”，造成设备有效利用时间的损失，人力、物力、财力的浪费，甚至会引发维修故障，并且两次检修之间装置发生故障不能及时发现。

　　随着变电站和输电线路的数量越来越多，继电保护检验工作量剧烈增加。而由于编制限制及人才培养周期等原因继电保护检验人员却并不能相应增加，加上许多线路停电难、停电时间短，造成继电保护检验完成率较低，继电保护技术人员长期处于超负荷工作状态，既影响了保护检验质量又容易发生误碰、误接线、误整定等事故。因此，继电保护的监测和校验有必要寻找新的方向和解决办法。

　　2 继电保护状态检修实用化的基本思路

　　近年来，微机保护装置软硬件技术及制造工艺水平都有很大提高，也积累了大量的运行经验，为继电保护状态检修奠定了技术基础。实现继电保护状态检修首先要利用微机保护、测控等安全自动装置的自检信息，建立一整套反映继电保护设备实际状况的监控系统，来监测保护设备的运行状况;并结合远程传动以诊断保护装置及断路器的动作行为来确定设备是否需要检修。状态检修必须建立在对设备状态进行有效监测的基础上，根据监测和分析诊断的结果安排检修时间和项目。我们认为，有效实现继电保护状态检修必须做好以下几个方面的工作：一是充分获取设备状态信息;二是采用远程传动技术;三是广泛收集继电保护装置家族性缺陷信息。综合以上信息指导继电保护状态检修工作。

　　第一层：变电站内继电保护装置将其内部自检信息、测量用电压和电流值、保护用电压和电流值、远程传动试验中反馈的开关量动作SOE等信息通过调度专网传送到设在地区供电公司的继电保护状态监测主机。

　第二层：在省级电网技术监督部门设立状态检修中心计算机，通过办公自动化网络与各地区的状态检修工程师站相连，可以接收全省各个站各种保护装置的状态信息，远程传动结果信息，也可以接收各地区人工录入的继电保护缺陷及动作情况。省级技术监督部门汇总后得出各种型号继电保护装置的家族性缺陷，以及保护状态信息的综合评价，各地区供电公司根据这些信息可以科学地制定继电保护状态检修计划。

　　第三层：地区供电公司设置状态监测主机和状态检修工程师站。监测主机接收区域内各个变电站继电保护状态信息，该主机还能够对区域内允许远程传动的继电保护装置进行远程传动，这些远程传动都是由专业人员操作完成的。状态监测主机通过单向物理隔离装置与状态检修工程师站相连接，工程师站只能接收状态监测主机的数据，不能向监测主机发送数据，这样可以有效地保护实时控制区网络的安全运行。

　　3 全面获取继电保护有效状态信息

　　微机保护装置本身具备了很强的自检功能，依靠其自检能够发现大多数硬件故障，但是为了真正全面反映保护设备健康状态，科学开展状态检修，还应该增加以下监测功能。

　　(1)开关电源温度监测

　　统计表明，开关电源故障大多是因其电解电容故障引起的，因为在开关电源产品中，除电解电容以外的其他元件只出现偶发故障，电解电容由于化学变化，会发生损耗性故障。电解电容的寿命一般依据“十度法则”确定，即温度每降低10℃ ，寿命将增大1倍。为此在开关电源内部靠近电解电容附近装设测温元件，实时检测开关电源温度并通过通信口上传，这样远程监测中心就能够绘制该保护自投运以来的温度曲线，结合开关电源的累计工作时间就能够大致推算出开关电源的寿命。

(2)液晶显示器背光点亮时间统计上传。保护装置的液晶显示器故障率较高，而液晶故障主要有断笔画、背光不亮、黑屏等，其中大部分跟投运时间有关系，而背光寿命则与背光点亮时间有关，因此，根据装置投运时间及背光点亮时间可以大致推测出液晶的使用寿命。

　　(3)继电保护装置的保护采集量上传

　　目前变电站测量电压和测量电流由测控装置或低压保护测控一体化装置上传到监控系统，保护CPU采集到的保护电压和保护电流是不上传的。对保护程序修改后使保护电压和电流量也能够通过通信口上传，这样在远程状态监测中心就可以将同一回路的保护电流和测量电流进行比对，在线监测保护的电流采集回路是否正常，如果某一相电流保护和测量采集误差大于某一极限值，即告警检修; 同样，也可以将同一母线上所有间隔的保护装置采集的电压量值与测量电压进行比对，以在线监测保护的电压采集回路是否正常，如果判出某一台保护装置与测量电压或其他装置采集误差大于某一极限值，即告警该装置电压采集通道异常。

4 广泛收集继电保护装置家族性缺陷信息

　　继电保护装置的运行状况和使用寿命与制造厂设计水平、制造工艺、软件版本、元器件采购及筛选等环节密切相关，同时也与运行环境、维护水平有很大关系。同一型号、同一软硬件版本、同一批次的保护装置往往存在同样的家族型缺陷，比如某一批保护装置液晶显示器或开关电源会在设备运行后同一时间段出现故障。因此我们可以广泛收集这些家族型缺陷信息，为运行中的设备提供检修指导。

　　由于收集信息工作需要很大的样本，因此单靠地区供电公司是不够的，必须以省级技术监督部门为主导，联合各地区供电公司及相关制造厂家，收集全省范围继电保护的离线状态信息，包括保护型号、出厂批号、电压等级、投运时间、装置的缺陷类型、处理方法、保护动作情况等。汇总这些信息能够形成对某一型号、某一批次保护装置的设备评价及家族型缺陷信息。这些信息由全省各供电公司共享，结合各地继电保护在线状态信息及远程传动信息，作为各地状态检修的科学依据。

　　5 采用远程传动对二次回路进行试验

　　对于在检修周期内没有动作过的保护装置，也无法验证该装置的出口回路是否良好，对此，可以采用远程传动的方法进行校验。我们的解决方案是：提前向用户发出短时停电通知，选择在用电低谷时段进行远程传动试验。在远程监测中心对保护装置发送一次远程传动命令，保护装置收到命令后，执行一次跳闸.重合闸操作。整个过程仅需要1～2s的短时间停电，对用户影响不大。