变电站继电保护二次设备状态检修研究

国网山东省电力公司超高压公司 刘 昊 张 达 陈大庆 陈 健 钟永林

在进行变电站继电保护二次设备的状态检修工作中，必须坚持预防性、实时性等原则，在提高维护水平的同时，保证变电站继电保护设备稳定运行。在进行变电站继电保护二次设备的状态检修过程中，工作人员要根据过往的工作经验，从状态监测、状态诊断、检修决策等方面内容入手，总结归纳具体的流程，确保状态检修工作的可操作性。

1 变电站继电保护二次设备的状态检修概述

在电网负荷不断增加，人们对供电品质的需求不断提高的情况下，对电网进行超长周期维护与实时故障检测显得越来越重要。例如，在巴基斯坦默拉直流输电工程，探索性地实施了继电保护设备的状态检修，极大地降低了继电保护设备的失效危险，保证了设备安全稳定运行，缩短了设备的停运时间，同时提高了输电可用率指标。在国内，针对一次系统的故障诊断与诊断技术已经比较成熟，但针对二次系统故障诊断与诊断技术的应用还不多见。由于变电站数量越来越多，电力系统的容量也越来越大，继电保护装置的定期检修和故障排除工作量也随之增大。如何减少故障，提高供电稳定性，提高检修效率，确保电力系统的安全可靠，是目前电力系统中最重要的一环。

2 变电站继电保护二次设备的状态检修流程

状态检修流程较为复杂，包括设备状态监测、设备状态诊断以及设备检修决策等各个环节，任意环节的缺失，都可能影响电网的运行状态的分析和判定。在电力系统中，二次设备监控是电力系统故障诊断和故障诊断的重要手段。以状态监控得到的反馈数据和信息为基础，展开对状态的诊断，并对设备的操作规则等展开分析。最终，在此基础上，通过对装置工况的计算，对装置进行检修，并提出相应的可行的装置操作方案[1]。

变电站二次设备的继电保护状态检修包括了设备采集单元、测控运行、保护装置等的实时运行状态和历史运行记录信息。各个部件的运行状态能够为状态检修提供设备的实时监控数据，方便对继电保护设备的运行情况进行分析，从而降低了对继电保护设备的运行情况的影响，同时降低了进行常规检修的人力成本。

设备检测环节较为关键，图1为具体的监测内容，根据监测控制得到历史运维、实时运行、运行环境等诸多信息，判断设备是否处于良好的运行状态。不同二次设备获取的监测信息并不相同，需要结合实际情况展开具体分析，只有如此才能够有效、科学地确定设备的具体状态，常见的诊断方法包括，装置自我诊断、异常数据库法、比较法、综合分析法，按照“危急、严重、一般、正常”这四个级别进行划分。

图1 变电站继电保护设备监测信息总图

表1为母线保护装置GOOSE直连链路中断时信息表，在上述内容基础上完成相应的检修决策。正常情况下，变电站继电保护设备状态检修的结果有正常状态、注意状态和异常状态等三种，正常状态中检修可根据实际情况进行调整，以注意状态需要展开持续性跟踪，以此及时地展开处理，如果是异常状态就要在实际发展过程中进行系统地检修。检修决策阶段主要根据前两个环节得到的数据，制定相应的方案，检修工作可以分为：运行维护、跟踪监视、试验安排、缺陷处理和设备更换等5个方面[2]。

表1 母线保护装置GOOSE直连链路中断时信息

3 变电站继电保护二次设备的状态检修案例

为了更好地分析变电站继电保护二次设备的状态检修工作的开展措施，让检修工作得到全面的落实，以某地区变电站实际案例，按照上述三大流程，根据具体问题，提出具体完善措施，从而有效消除变电站继电保护二次设备中安全隐患。

3.1 安全事故

2020年1月12日晚9点，该变电站的主变A套出现了保护跳闸动作，根据实际的数据信息来看，主变保护A套保护中压侧零序过流Ⅱ段保护动作，变压保护B柜保护装置并未动作，事故因此造成部分负荷损失。

通过对保护装置的现场资料以及保护动作等监测资料数据显示，可确定该变电站内一次装置没有出现任何故障，初步判断是变电站继电保护二次设备中的主体融合装置CSN-15B出现了重大问题。根据实际检测分析后，确定为设备的质量问题，设备采样板存在异常，经过具体分析可确定故障原因为，合并单元取样回路的设计存在缺陷，并且这种方法是该设备的通用设计。当发生电流互感器二次回路断线时，保护装置接收到的电流信号异常且采样值异常，不仅如此，也没有报警和闭锁保护设置，此时，合并单元已彻底丧失了所有的作用，保护装置接收不到正确的电流信号，最终会造成继电保护功能无法正确执行。

在对该二次设备进行状态分析后发现，由于CSN-15B在一般设计中所使用的回路存在缺陷，造成设备中出现了电流互感器二次回路断线且合并单元失效，以及不正常的数据。如果该设备再度出现类似的故障，很有可能造成对应的继电器失灵，线路、主变和母联并网装置都面临很大的风险，从而对整个电力系统的安全、稳定运行构成较大危害。该变电站内使用的二次设备在硬件和软件方面都存在不同程度的问题，如果不能够系统解决这一问题，会给后续的运行带来严重的安全隐患。以上述故障为基础，对其他的二次设备状态进行了系统地检修，可以判断目前二次设备健康状态格外严重，对电网安全造成了严重的威胁，必须尽快处理。结合实际情况，制定了相应策略，确保后续电网稳定运行，表2为具体的更换方案。

表2 智能终端更换方案

3.2 终端隐患

2021年12月1日，某变电站出现了遥合开关即跳闸的异常情况，为了不会对送电造成任何的影响，在现场对终端进行重新启动，重新启动之后，智能终端设备恢复正常。之后，检修人员对该异常原因进行了分析，认为是由于智能终端设备CPU板主机发生了故障而造成的，为了防止设备在工作过程中再次出现问题，采用了更换插件的检修方案。

该变电站继电保护二次设备间隔保护装置型号为CSC-161A，测控装置为CSI-200E，智能终端型号为CSD-603AG。在出现故障的第一时间，为了保证电力传输的顺利进行，立刻切断了智能终端设备的电源并重新启动。切断电源重新启动后，调节遥控器的刻度值，使远端的开关可以进行正确开合。

同时，为了避免此类情况的再出现，对电门进行了5次遥控操作，使电门的开闭和闭合都在正常范围内。随后进行了一次普通供电，供电后装置运转良好，在后续的状态检修工作中，对设备的真实运行状态进行分析，根据实时工作状况信息以及本身报警信息，最终判断设备的终端出现了问题。根据具体的诊断分析，插件故障将会造成智能终端运行异常或故障，导致无法实现远方遥控操作，设备状态为第三种状态即异常状态，更换了相应的插件后，设备状态运行良好，并且进一步加强了产品质量管控，确保电网安全运行。

3.3 经验总结

对变电站继电保护二次设备进行状况检修，是保证变电站继电保护二次设备的正常工作，降低事故发生的可能性，提高变电站继电保护二次设备的安全性。操作人员应从实践出发，将理论与实践相结合，确保仪器正常运转。

第一，变电站应加强对二次设备的工艺验收，检验等工作。工作人员要系统落实变电站继电保护二次设备的状态监测，要对整个设备全施工过程进行技术把关，从而提升验收质量，提升设备的投入运行水平，保证电网稳定运行，提升设备的检修效率，确保后期运行零失误、零人为事故。在接受检查的时，与有经验的技术人员进行跟进，保证质量和数量，在保证用电需要的情况下，不会出现任何的安全问题。确保变电站安全投入运行。

第二，变电站应强化二次设备检验工作。每位工作人员都要增强自己的意识，提升自己的思想水平，不能认为事故不会出现，所以要认真地进行每一次的检查工作，对电网设备进行检查时，不仅仅是一件表面工作，其是影响到变电站正常运转的重要一环。一些工作人员在进行检查时不够细致，再加上漏检等现象，造成了整个检查的不完整，从而留下了安全隐患。同时，对变电站继电保护设备的检查较为重要，要增强状态检修意识，做到无死角、无盲区的检查，一旦出现问题，及时汇报、维护、检修，确保在运设备的安全及稳定运行。

状态检修是维持继电保护设备稳定的一项关键手段，其不仅注重技术层面，还需要将以往的计划检修的战略转变为一种全新的检修意识，使之与目前的信息内容保持一致。转变以往的预防性思考方式，将状态检修与计划检修区别开来，要将这些信息进行实时集成，并将这些信息与数据相融合，对设备的工作状况进行综合，并对可能存在的安全风险进行快速有效解决，同时要对设备存在的问题进行检修维护。

对变电站继电保护二次设备的实时状态检修，将原本的计划检修变成了常规检修，与设备运行状况相联系，展开实时监控，并对反馈的数据进行及时分析。检修人员要以新的指导文件为基础，并与新的技术和工艺相结合，展开对其进行检测。此外，要对设备存在的缺陷和安全检测问题展开总结，从而更好地将工作做好，也为将来的检修工作减少类似的问题发生的概率，从而提升客户的用电品质。

状态检修弥补了计划检修强制性、“一刀切”的不足之处，实现了全过程、全生命周期的实时监测，可为用户节省大量的人力、物力，还可为用户节约检修费用，从而提升了电网的运转效率，还具备了一种系统的科学性。此外，伴随着国家大电网的发展，电力系统的运行变得更加复杂，这就要求对设备进行状况检修。

4 结语

综上所述，变电站继电保护设备实时状态监测，可极大地促进电力供应的可靠性，有助于促进整个电网检修工作思路的改变，降低停电风险。在未来的工作中，要新技术加强状态检修，并且强化工作人员的服务意识，实施状态检修是一个长期探索的过程，需要在实际工作中不断总结经验，查缺补漏，更好地提高电网运行质量，保障用电可靠。