继电保护状态检修的实用化探讨

李群军

(四川省电力公司广安电业局，四川 广安 638000)

在电力系统中，继电保护正常动作控制决定着整个电力系统的安全稳定运行，对保障电网正常输电起着至关重要的作用。我国对电气设备的在线监测及其状态检修技术研究和应用始于1990-1999年，也即是说以继电器状态检修为代表的电气设备状态检修技术在我国的发展历史远远晚于西方工业国家，这使得我国在继电器状态检修的研究和应用方面与西方国家比还存在明显差距。

继电保护状态检修的目的是减少设备运行过程中的检修停电，释放保护装置的可用率潜力，保障供电的稳定可靠，同时压缩基地保护校验的工作量。开展继电保护状态检修已成为电网发展的必然要求。目前我国继电保护检修方式基本还是以人工定期检验为主，这种方式虽然在一定程度上可以解决一些常见问题，消除一般的安全隐患，但随着电力系统及其设备本身的日益复杂化，面对日趋复杂化的机电检修对象，人工检修方式“人工”特点决定了其必然带有一定的盲目性，极易两次或多次检修间隔期间的故障发生，从而导致出现重复维修、过度维修。此外，由于部分回路尚未有监测手段，导致设备状态无法进行实时技术分析判断，形成了保护监控回路中的空白点。分析目前电气设备状态检修发展趋势，以不断电检修和一次设备状态检修技术带来设备检修但停电时间进一步缩短的革命，二次设备采用新的检修方式成了当期研究的重点。

1 继电保护状态检修概念介绍

先了解状态检修概念，电力范畴的状态检修就是以当前电气设备工作状况为检修依据，借助一套状态监测方案来诊断设备健康状况，判定设备是否需要检修或需要检修的最佳时机。状态检修目的和意义就是缩短设备间停时间，增加设备可靠性，改善设备运行性能，延长其寿命，降低运行检修费用，最终提高经济效益。

继电保护状态检修一般分为最主要的设备状态监测，其次是设备故障诊断，还有是检修决策判断，状态监测是状态检修的基础，状态监测是设备诊断的依据，检修决策就是结合在线监测与诊断的情况，综合设备和系统的技术应用，要求确定具体的检修计划或策略。我国由于继电保护状态概念引入时间尚短，使得我国电力系统长久以来一直延续着实行预防性计划检修的“人工”检修手段和思路，然而近几年来我国输电线路和变电站数量剧增，直接导致继电状态保护检修的工作量迅速增强，落后的检查手段与工作量急剧攀升的继电保护状态检修之间矛盾日益突出，使得我国状态保护的检验质量受到明显干扰，而且继电保护技术人员的超负荷工作使得“误碰、误接线、误整定”的“三误”事故频发。因而，如何使继电保护设备在检修体制、检修方法等方面通过合适的技术措施和手段来保证保护设备的可靠运行适应电网安全运行的要求，采取有效地保护设备状态检修成为电力行业发展的必然要求。

2 继电保护状态检修存在的难点及实际运行中存在的问题

2.1 继电保护状态检修中普遍存在的难点

一是继电保护状态检测存在困难。继电保护检测存在以下特点：①微机保护装置本身带有很强的自检功能，具备状态监测的基础；②继电保护在没有一次设备故障的情况下装置一直处于“静止”状态，只有在被保护设备发生故障时才进入“动作”状态；③继电保护系统除装置本身，还包含交流输入、直流回路、操作控制回路等外部回路。以上三个特点对回路检测手段要求苛刻，但目前检测手段还较单一，且传统，这也是当前外回路造成继电保护不正确动作的比例相当高的主要原因。

2.2 回路保护装置介绍及回路设备在实际应用中存在的问题

前面提到的继电保护状态检修存在的难点引出了继电保护设备及装置存在的问题主要是，目前继电保护设备的操作回路不具备自检、在线监测、数据远传功能，因此，要通过在线监测技术完整实现继电器接点的状况、回路接线等的有效监视比较困难。而有文献提出智能操作箱的来有效推进继电保护状态检修的思路，但该理念更适合于智能变电站中的断路器智能单元中应用，而至于对于智能变电站的继电保护装置，一些文献提出了远程校验的一种实现方法，但针对常规变电站的继电保护的状态监测还是没有实质性的进展。

3 继电保护状态检修实用化的思路及案例介绍

3.1 继电保护状态检修实用化的大致思路

考虑到电气二次设备不同于电气一次设备，其状态监测对象不再是单一的某一元件，而是生成为某一个单元或一个大系统，监测的对象面向各元件的动态性能，而在此背景下发展起来的微机保护及自动装置具备的自诊断技术为二次设备状态监测奠定了相应的技术基础。近年来微机保护装置硬件技术经过一系列实践积累了成熟的运行经验。

基于微机保护技术下的继电保护状态监测工作原理是利用微机保护奠定了技术基础。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，同时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。继电保护设备状态检修实施的重要基础就是在设备状态特征量的采集上不能有盲区。因此对保护设备实行状态检修而言，我国目前现有的二次控制回路操作箱达不到要求。

3.2 案例介绍

选取的某电力公司利用基于SEL保护可编程逻辑的PLC功能实现微机操作箱成功案例为分析对象。该案例在实施过程中，大胆用SEL逻辑功能实现操作，突破了原硬件式操作箱结构模式窠臼，使操作回路结构只需用简单的开关量输入和开关量输出即可实现，取消了硬件结构上的防跳继电器，从而大大简化了操作回路的逻辑接线，减轻了现场工作人员的工作量，同时为保护实现状态检修提供了重要的应用基础。在实际操作中涉及到继电保护状态监测相关信息数据，如下表1.

3.2.1 实际原因中涉及到的继电保护状态监测信息统计一览表1

3.2.2 远程传动对二次回路的试验

上文提到的远程检验法即远程传动，针对检修周期内没有动作过的保护装置或无法确定该装置出口回路是否可靠，远程传动校验法是良好的方案选择。其方案具体操作是：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。该方法不仅检验了保护出口到断路器执行机构之间的回路接线以及开入回路是否正确，还可以验证断路器动作的正确性。

判断方法是：继电保护装置收到远程传动试验命令后立即以保护动作的方式出口跳闸，但不启动失灵，同时将开入量变位情况以 SOE形式上传监测中心，这些开入量都是与断路器有关的，如：合位、跳位、压力低闭锁合闸、压力低闭锁重合闸、压力低闭锁分闸、控制回路断线、打压、打压超时等等。监控中心记录这些开入变位时间并与以往该保护及断路器的传动的历史数据进行对比，如果差别不大则证明保护出口回路及断路器机构的状态正常，如果某些值偏差太大则需要技术人员专门分析，判断是否存在设备故障、是否需要现场检修。

表1 继电保护状态检测信息统计

结语

继电保护装置和二次回路的状态监测是开展状态检修工作的关键，而电气二次设备状态检修代表了未来电力系统应用的趋势，本文提到的微机保护自诊断技术为状态监测技术实施奠定了基础，而采用SEL保护装置能较好地解决二次回路监测的问题，这为有效地监视保护系统的相关回路提供了可能，或者说从保护装置的检测拓展到相关回路的检测，从而使继电保护的状态检修具备了实施的基础。从原理角度上说，继电保护装置状态检修，主要依靠保护自身的机化智能化的特点对软硬件稍作改动而实现，而只需增加局部的监测设备以提高全面诊断设备的健康性。基于SEL保护装置状态分析利用电流和电压比对法与远程传动的方法可以无缝地检查到以往在线监测的无法检测到的盲区，大大提高了故障发现率。本文在最后对继电保护状态的实际应用进行了简单介绍，意在说明该技术的实用化尝试已得到了实际运行环境的检验，具备了进一步推广的条件。

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