继电保护设备差异化运维方法研究

（深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000）

继电保护设备差异化运维方法研究

刘子俊 李 艳 黄福全 陈智远

（深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000）

随着电网规模的快速增长，供电企业在原有设备和人力资源的条件下，“一刀切”的传统设备管理模式已不适用。在供电企业实现精益化管理的背景下，要求在保障电网设备安全稳定运行的基础上，实现设备有针对性、差异化运维。本文分析了继电保护设备运维管控风险，提出了一种实现保护设备差异化运维管理的实用化方法。

继电保护；差异化运维；措施库

1 前言

“十二五”时期是我国经济快速发展和经济转型的攻坚时期，电力系统建设将达到前所未有的规模，并向发展规模和发展质量并重的方向转变。在此背景下，无论是国家电网还是南方电网公司均要求整体管理向精益化发展。要求在评估设备运行状态的基础上，充分考虑设备所涉及的电网风险、运行风险和运维作业风险，合理安排运维工作和运维周期，实现不同设备之间，设备不同运行阶段，不同运行风险下有差异的维护，达到风险控制和成本控制最优，最终实现精益化管理。

1 继电保护传统运维风险管控模型

设备运行时，存在各类型风险，主要包括电网风险、设备自身运行风险和作业风险，而其中设备自身运行风险将使正常运行设备状态发生变化，即存在概率P使设备保持在正常运行状态，称为设备的可靠度，并存在概率P%使设备转移至异常状态，称为设备的风险度。其中可靠度与风险度之和为100%。当保护设备处于于异常状态时，由于保护内部或外部原因，存在一定的概率K使保护拒动或误动，从而造成电网和设备的损失。这里K即包括设备自身因素，也包括了外部电网因素，主要是电网运行方式下，尤其在电网“N-1”方式下，电网损失的风险更大。另外根据人们对风险的认识程度，可以分为已知风险和未知风险，其中从对已知风险的认识，开展运维。

图1 设备差异化运维管控模型

传统设备运维工作，以提高设备可靠性、降低设备运行风险为目的；在规定的周期内通过一系列规定的运维手段对设备进行检查维护；未考虑电网、设备及人手等多重因素，且固化手段无针对性、效率较低。从另一维度看，设备风险包括了基准风险与特殊风险，基准风险指设备正常运行时普遍存在的运行风险，特殊风险指由于设备健康状况、运行年限、或运行方式等原因使设备存在显著的运行风险。由于特殊风险与基准风险下设备运行状态转移的概率P，和异常状态下导致不正确动作概率K差异较大，且特殊风险之间又存在不同，同一运维手段未能有针对的化解或降低风险。

2 继电保护设备差异化运维管控

2.1 一、二次设备运行特点差异

由于一、二次设备运行具有自身特点，一、二次设备从正常到失效，即正常状态到到故障状态的变化过程存在很大的差异。无论一次设备还是二次设备，从正常到失效，均经历了注意状态和异常状态两个过程。注意状态是指设备出现了个别异常特征，但该异常特征不影响设备运行，应安排计划进行处理，异常状态是指设备异常特征明显，不立即处理将会导致设备故障（失效），即进入故障状态，极有可能导致事故事件的发生。

一次设备，尤其是主变、主电缆从出现异常特征，即进入注意状态，其过程一般较缓慢，是一个渐变过程，而进入异常状态也是一个缓慢渐变的过程。上述过程如能采用日常巡维或在线监测的手段一般能够及时发现。与一次设备不同的是，由于二次设备，特别是微机保护，由于使用大量电子元器件，设备从正常状态进入注意状态到异常状态是一个非常迅速的过程。通常情况下，一般从正常状态直接进入严重状态，即故障失效，过程中注意状态和异常状态不明显，一般不超过1分钟。由此可见，二次设备运维更注重的是事前检查和事前检修，即注重检查装置信号，检查插件运行年限，提前更换超期插件，检查装置逻辑，回路接线等。而与一次设备不同，日常巡视通常仅能发现处于失效状态的二次装置和插件。另外，一次设备由于价值高，且保护系统能够对故障设备进行快速隔离，因此相对一次主设备故障对电网的危害，运维中更关注的是主设备价值本身。而二次设备虽然价值低，投资一般是一次设备的1-2%，但因二次设备，尤其是继电保护、安自设备误动或拒动将直接导致电网安全事故事件，因此运维中更关注的是系统风险。

2.2 继电保护差异化运维管控模型

继电保护设备应进行差异化运维管理。重点关注系统风险，按照安全生产风险管理体系思想，辨识继电保护设备及其二次回路失效对电网产生的风险，通过继电保护设备及其二次回路的具体运维情况，评估保护设备运维状态，按照风险产生原因或危害后果对风险主要维度进行解耦，分析当前状态下保护装置对系统运行构成的潜在威胁，并结合设备生命周期情况给出的具体运维策略。更加关注措施的针对性，根据每项风险具体情况，在策略库中使用针对性具体策略，防止一刀切的运维模式。更加关注运维策略实施效果，通过策略实际效果跟踪，不断调整完善策略，形成PDCA闭环管理。简化分类，规范化，提高运维效率。

继电保护、安自装置差异化运维是一个动态风险运维优化管控过程，如图1所示。设备差异化运维通过设备状态评价以及电网风险辨识，确定设备运行状态属性，根据运维策略措施库制订目前设备运行状况下的最优运维措施，并形成运维措施单。通过运维措施管控关键风险，确保设备正常运行，减少电网、设备损失。

3 设备运维策略措施库

设备运维策略措施库是指设备各种运行状态及运行方式条件下设备运维要求与风险管控措施的集合。设备运维策略措施库以国标、行标、企标、网公司与公司运行管理规定、规范规范及运维方案为基础，综合历史运维评估后汇总措施要求，包括作业项目、运维要求、风险措施和适用范围，同时包括了属性定义、措施检索条件和措施来源，便于了解措施执行原因。继电保护、安自装置差异化运维策略措施库每年组织运行单位修编。

4 继电保护差异化运维管控过程及实现

4.1 运维管控过程

（1）依据年度运行方式，评估继电保护、安自装置的电网运行风险，梳理并发布基准风险下的继电保护、安自装置设备清单作为基准风险下设备重要度划分依据。电网运行方式变更时，应及时调整并发布运行方式风险设备清单。

（2）实时跟踪设备运行状态，依据设备风险管控要求动态开展设备状态评价。

（3）根据各间隔设备风险评估及状态评价结果，识别设备状态属性，并根据设备状态属性从运维策略措施库中梳理对应运行状态下的运维要求和运行风险管控措施，并形成运维措施表，或通过信息系统自动生成。

（4）参照设备运维措施表中运维周期制定工作计划并动态调整。并按照运维要求，在作业表单模板的基础上制定对应的现场作业表单。

（5）按计划落实设备运维工作，并做好运维记录，每年定期开展成效评估，并上报反馈系统运行部。

（6）依据上期设备差异化运维成效评估结果，对本期度差异化策略措施库进行讨论修编。

4.2 继电保护差异化运维实施应用

为使措施库与实际应用相一致。需要制订了一套逻辑语法，用于在属性定义和措施检索条件。通过自然的语言表达，更利于运维人员理解和使用，同时不需记忆复杂的代号，简化属性条件编码管理，提高管理效率。主要特点如下：

（1）语法主要通过集合、范围界定的统一描述方式进行表达，为条件和结果两部分，满足条件即执行结果。例如：

{值班模式：无人值班}&＜重要程度：关键设备，重要设备＞@{运维周期：每3天}；

符号“@”为赋值分隔符。分隔符前为条件表达式，分隔符后为结果表达式通过。前后两部分两部分表达式用法是一致的。另外也可用于表示范围，例如：{措施编号：A001，B002}@{上次运维日期：2014-6-6}。

（2）并可通过多层嵌套实现任意条件组合，例如：{值班模式：无人值班}&{＜重要程度：关键设备，重要设备＞，{状态评价：异常状态}}

（3）可进行多重定义，便于检索条件描述。例如：“关键设备”定义为“＜特维级别：I级特维，Ⅱ级特维，Ⅲ级特维＞”，其中“I级特维”定义为{系统风险：特大事故，重大事故，较大事故，电网失稳}。

语句解释首先拆分并列条件式，然后再逐条拆分条件式的条件表达式和结果表达式条目，通过递归方式对条件表达式进行解释，如果条件表达式为真则操作结果表达式的赋值结果，如果不为真则不操作赋值。

继电保护差异化运维方远期采用信息系统方式。系统化前，运维人员可利用差异化运维离线客户端程序，导入系统运行部组织发布的最新差异化运维措施库文件，以及运维人员自维护的设备间隔台账数据和设备运维数据。选择需查询运维策略措施单的设备间隔，程序将自动从计算设备间隔属性条件，并从策略措施库中梳理符合要求的运维措施，并提供下次运维建议。

结语

通过对电力设备运行损失模型研究，总结传统运维中存在的弊端，并对一、二次设备失效模型进行探讨，分析一、二次设备运行特点，提出了适用于继电保护的差异化运维管理方法和思路。通过设备状态评价和电网风险评估，以及特殊运行情况分析，辨识设备状态属性，通过策略措施库中检索符合属性条件的措施，形成适用于现场运维的针对性的措施表。通过策略形成方法的语句表达及程序实现，验证了差异化运维方法的可行性，在现实生产中指导并易于运维人员全面了解设备运行要求。

[1]输变电设备差异化运维解决方案[J].中国科技信息，2012（24）：155-156.

TM77

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