继电保护的状态维修问题研究

史光杰

（宁夏送变电公司施工管理部 宁夏 银川 750004）

0 引言

目前，我国针对电气一次设备状态维修技术的研究成果和应用很多，如利用变压器、容性设备、开关等设备的在线监测系统，基于各种传感器及检测技术集成实现一次设备的状态维修。但对一次设备实施保护、控制、监测的电气二次设备的状态维修却被忽视，由于二次设备相对于一次设备其单元造价低很多，回路复杂性却大很多，真正实现状态维修的应用很少。

1 电气二次设备状态监测

随着电力系统容量不断增大和电网规模的不断扩大，电力设备故障给社会生产和现代生活造成的影响越来越大，对电力系统的稳定经济运行提出了越来越高的要求。电气二次设备传统的维修体制、维修方法及检验项目、维修周期等方面已不能满足目前电力系统发展的要求，亟需进行改变，实行电气二次设备状态维修体制可保证二次设备的可靠运行，以适应电力系统发展的需要。

电气设备根据功能不同，可分为一次设备和二次设备。电气二次设备状态维修通过设备状态监测技术和设备自诊断技术，结合二次设备运行维护的历史资料，对二次设备状态做出正确评估，根据状态评估结果科学安排维修时间和维修项目。

1.1 电气二次设备状态监测的主要内容

电气二次设备状态监测的对象主要有：交流测量系统；直流操作、信号系统；逻辑判断系统；通信系统；屏蔽接地系统等。

交流测量系统包括电流互感器（TA）、电压互感器（TV）二次回路绝缘良好、回路完整，测量元件完好；直流操作、信号系统包括直流动力、操作及信号回路绝缘良好、回路完整；逻辑判断系统包括硬件逻辑判断回路和软件功能。

与电气一次设备不同的是电气二次设备的状态监测对象不是单一的元件，而是一个单元或一个系统。监测的是各元件的动态性能以及二次设备工作的正确性和可靠性，进行寿命估计。有些元件的性能仍然需要离线监测，如TA特性曲线等。因此，电气二次设备离线监测数据也是状态监测与诊断不可或缺的依据。

1.2 电气二次设备状态监测的方法

与电气一次设备相比，二次设备的状态监测不再过分地依靠传感器。因此，电气二次设备的状态监测无论是从技术上还是在经济方面都更容易做到。常规保护状态监测相对比较难实现，在不增加新的投入的情况下，要充分利用现有的测量手段，如用直流回路绝缘监测方法对直流回路绝缘进行监测包括直流动力、操作及信号回路绝缘良好、回路完整性；利用TA、TV的断线监测交流测量系统包括TA、TV二次回路绝缘良好、回路完整等；逻辑判断回路和软件功能监测；二次保险熔断报警等。

微机保护和微机自动装置的自诊断技术的发展、变电站故障诊断系统的完善为电气二次设备的状态监测奠定了技术基础。保护装置内各模块具有自诊断功能，对装置的电源、CPU、I/O接口、A/D转换、存储器等插件进行巡查诊断。如使用看门狗监视软件或保护装置在线状态的自检；通过通信等方法在装置的多个CPU之间实现互相监视运行情况；嵌入式操作系统的任务之间也可以相互监视；对监视装置内部模拟量回路的通断与否可通过半周积分傅式算法等不同的算法计算并比较结果的办法，装置主备机之间的互相切换，互相监视等都可通过保护装置的自诊断实现。同时依靠自动化系统把各站的二次设备自动诊断信息实时上传监控主站，主站根据上传信息，及时的发现问题，需要时可以由监控主站下发遥控命令，推出或投入相关的保护。还可以采用比较法、编码法、校验法、监视定时器法、特征字法等故障测试的方法。对保护装置可通过加载诊断程序，自动地测试每一台设备和部件。

1.3 二次回路的监测问题

电气二次设备从结构可分为二次回路和保护及自动装置。由二次设备互相连接，所配置的如测量仪表、继电器、控制和信号元件，自动装置、继电保护装置等，对一次设备工作进行监视、控制、测量、调节和保护，按一定的要求连接在一起所构成的电气回路称为二次回路。

随着保护装置的微机化，保护装置实现状态监测比较容易。但二次回路由有许多继电器和连接设备的电缆组成，点多且分散，要监测继电器触点的状况及回路接线的正确性比较难，同时也不经济。对于二次回路应重点从设备管理入手，如设备的验收、离线监测的资料管理等，并结合在线监测来诊断分析。

2 继电保护的状态维修

2.1 继电保护状态维修的需求及可行性

目前，微机继电保护装置已经全面取代常规的电磁型保护装置。随着电子元器件的质量和厂家生产工艺的普遍提高，微机型继电保护装置的可靠性和性能相对传统保护在各个方面都有大幅度提高。传统的继电保护、安全自动装置及二次回路接线通过进行定期检验来确保装置元件完好、功能正常以及回路接线、定值的正确性。如果保护装置在两次校验之间出现故障，只有等保护装置功能失效或等到下一次校验才能发现。若在此期间内电力系统发生故障，保护将不能正确动作。以往的保护检验规程是基于静态型继电器而设计的，未充分考虑到微机保护的技术特点，对微机保护沿用以前规程规定实施的维修周期、维修项目不尽合理。

一方面，现阶段的电网主接线方式在很大程度上限制了设备停运维修的时间，如一台半断路器接线方式的线路保护很难实现停电维修，除非结合线路停电维修；双母线接线方式已逐步取消旁路开关，变压器保护很难因保护校验而要求变压器停电，母差保护、失灵保护的定期维修安排更是困难重重。

另一方面，带电校验保护在实施上具有安全风险和人员安全责任风险。因此，在实际运行中基本上很难保证保护设备可以有效地按照 《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求完成检验项目；尤其数字式保护的特性在很大程度上取决于软件编程，这并非可以通过传统的检验项目就能够发现保护特性的偏差。

2.2 继电保护状态维修实施的关键

继电保护状态维修的基本思路是依据继电保护装置的“状态”安排试验和维修，其基准点是继电保护装置的 “状态”。继电保护装置的“状态”是较难把握的，并且电力系统设备很多，尚未建立较为完善的设备实时监控系统。因此，实施继电保护状态维修的前提是要弄清保护的“状态”，才能达到状态维修“应修必修”的精髓，对设备“状态”的任何把握不准，都会造成设备安全隐患。

3 结束语

继电保护是电气二次设备的重要组成部分，本文从继电保护维修体制的现状出发讨论了继电保护实施状态维修的需求，分析实施状态维修的可行性，阐述了继电保护实施状态维修过程中应注意的关键问题。

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