電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修

1、電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修    狀態(tài)檢修是目前電力系統(tǒng)研究的熱門課題。隨著電力市場的開放，電力部門之間的競爭將日益激烈，電氣設(shè)備狀態(tài)檢修勢在必行；微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等的發(fā)展使電氣設(shè)備狀態(tài)檢修成為可能。目前，我國針對電氣一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的研究文章也很多，但對一次設(shè)備實施保護(hù)、控制、監(jiān)測的電氣二次設(shè)備的狀態(tài)檢修被忽視。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)，依據(jù)繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例的要求，對繼電保護(hù)、安全自動裝置及二次回路接線進(jìn)行定期檢驗。以確保裝置元件完好、功能正常，確保回路接線及定值正確。若保護(hù)裝置在兩次校驗之間出現(xiàn)故障，只有等保護(hù)裝置功能失效或等下

2、一次校驗才能發(fā)現(xiàn)。如果這期間電力系統(tǒng)發(fā)生故障，保護(hù)將不能正確動作。保護(hù)裝置異常是電力系統(tǒng)非常嚴(yán)重的問題。因此，電氣二次設(shè)備同樣需要狀態(tài)監(jiān)測，實行狀態(tài)檢修模式，和一次設(shè)備保持同步，適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展需要。    狀態(tài)檢修體制    1.狀態(tài)檢修體制的演變設(shè)備檢修體制是隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷演變的。由第一次產(chǎn)業(yè)革命時的事后檢修/故障檢修（BM，Break Maintenance）發(fā)展到CM)19世紀(jì)第二次產(chǎn)業(yè)革命的預(yù)防性檢修(PM，Prevention Maintenance)。預(yù)防性檢修又經(jīng)過多年的

3、發(fā)展，根據(jù)檢修的技術(shù)條件、目標(biāo)的不同而出現(xiàn)不同的檢修方式。主要有以時間為依據(jù)，預(yù)先設(shè)定檢修工作內(nèi)容與周期的定期檢修 (TBM，Time Based Maintenance)，或稱計劃檢修 (SM，Schedule Maintenance)；以可靠性為中心的檢修 (RCM，Reliability Centered Maintenance)，RCM是一種以用最低的費用來實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備固有可靠性水平為目標(biāo)的檢修方式；到1970年，美國杜邦公司首先倡議狀態(tài)檢修 (CBM，Condition-based Maintenance)也叫預(yù)知性維修 (PDM，Predictive Diagnostic Main

4、tenance)。這種檢修方式以設(shè)備當(dāng)前的工作狀況為依據(jù)，通過狀態(tài)監(jiān)測手段，診斷設(shè)備健康狀況，從而確定設(shè)備是否需要檢修或最佳檢修時機(jī)。狀態(tài)檢修的目標(biāo)是：減少停運（總檢修）時間，提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù)，延長設(shè)備壽命，降低運行檢修費用，改善設(shè)備運行性能，提高經(jīng)濟(jì)效益。2.狀態(tài)檢修的定義狀態(tài)檢修可以簡單定義為：在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，根據(jù)監(jiān)測和分析診斷的結(jié)果科學(xué)安排檢修時間和項目的檢修方式。它有三層含義：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測；設(shè)備診斷；檢修決策。狀態(tài)監(jiān)測是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)；設(shè)備診斷是以狀態(tài)監(jiān)測為依據(jù)，綜合設(shè)備歷史信息，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等技術(shù)來判斷設(shè)備健康狀況。就電氣設(shè)備而言，其狀態(tài)檢修內(nèi)容不僅包括在線

5、監(jiān)測與診斷還包括設(shè)備運行維護(hù)、帶電檢測、預(yù)防性試驗、故障記錄、設(shè)備管理、設(shè)備檢修、設(shè)備檢修后的驗收等諸多工作，最后要綜合設(shè)備信息、運行信息、電力市場等方面信息作出檢修決策。在電廠、變電站檢修決策時要考慮電網(wǎng)運行狀態(tài)如用電的峰段與谷段，發(fā)電的豐水期與枯水期；要考慮設(shè)備所在單元系統(tǒng)其他設(shè)備的運行狀態(tài)，按系統(tǒng)為單元檢修比只檢修單臺設(shè)備更合理；要考慮電力市場的需要；要進(jìn)行決策風(fēng)險分析。建國以來，電力系統(tǒng)長期實行以預(yù)防性計劃檢修為主的檢修體制。這種檢修體制暴露出問題是設(shè)備缺陷較多的檢修不足、設(shè)備狀態(tài)較好的又檢修過剩、主要依靠檢修規(guī)程來確定檢修項目導(dǎo)致盲目檢修。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技技術(shù)水平的提高，目前

6、正逐步向預(yù)知性的狀態(tài)檢修體制過渡。如大連電業(yè)局自1990年就開始試行電氣設(shè)備狀態(tài)檢修。    電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修    1.電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修電氣設(shè)備根據(jù)功能不同，可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。電氣二次設(shè)備主要包括繼電保護(hù)、自動裝置、故障錄波、就地監(jiān)控和遠(yuǎn)動。它們正?？煽康倪\行是保障電網(wǎng)穩(wěn)定和電力設(shè)備安全的基本要求。在實際運行中因電氣二次設(shè)備造成的系統(tǒng)故障時有發(fā)生。表1統(tǒng)計了四年的220kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置動作情況?？煽闯觯Ｗo(hù)不正確動作次數(shù)相對減少，但次數(shù)仍然很多。保護(hù)不正確動作的原因涉及到保護(hù)人員、運行人

7、員、設(shè)計部門、制造部門、自然災(zāi)害，還有其他不明原因。隨著微機(jī)在繼電保護(hù)及自動裝置的廣泛應(yīng)用，繼電保護(hù)的可靠性、定值整定的靈活性大大提高，依據(jù)傳統(tǒng)的繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例來維護(hù)電氣二次設(shè)備，顯然不合時宜。而一次設(shè)備狀態(tài)檢修的推廣、線路不停電檢修技術(shù)的應(yīng)用，因檢修設(shè)備而導(dǎo)致的停電時間將越來越短。這對電氣二次設(shè)備檢修提出了新的要求。因此，電氣二次設(shè)備在檢修體制、檢修方法及檢驗項目、定檢修周期等方面需要改變，實行電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修，來保證二次設(shè)備的可靠運行，以適應(yīng)電力發(fā)展的需要。        電氣二次設(shè)備狀

8、態(tài)檢修是通過設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備自診斷技術(shù)，結(jié)合二次設(shè)備運行和檢修歷史資料，對二次設(shè)備狀態(tài)作出正確評價，根據(jù)狀態(tài)評價結(jié)果科學(xué)安排檢修時間和檢修項目。2.電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測內(nèi)容狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。要監(jiān)測二次設(shè)備工作的正確性和可靠性，進(jìn)行壽命估計。電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測對象主要有：交流測量系統(tǒng)；直流操作、信號系統(tǒng)；邏輯判斷系統(tǒng)；通信系統(tǒng)；屏蔽接地系統(tǒng)等。交流測量系統(tǒng)包括TA、 TV二次回路絕緣良好、回路完整，測量元件的完好；直流系統(tǒng)包括直流動力、操作及信號回路絕緣良好、回路完整；邏輯判斷系統(tǒng)包括硬件邏輯判斷回路和軟件功能。 與電氣一次設(shè)備不同的是電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測對象不是單一的

9、元件，而是一個單元或一個系統(tǒng)。監(jiān)測的是各元件的動態(tài)性能，有些元件的性能仍然需要離線檢測，如TA的特性曲線等。因此，電氣二次設(shè)備的離線檢測數(shù)據(jù)也是狀態(tài)監(jiān)測與診斷的依據(jù)。3.電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測方法與電氣一次設(shè)備相比，電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測不過分依靠傳感器。因此，電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測無論是在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)方面都更容易做到。常規(guī)保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測相對比較難實現(xiàn)，在不增加新的投入的情況下，充分利用現(xiàn)有的測量手段。如TA、 TV 的斷線監(jiān)測；直流回路絕緣監(jiān)測、二次保險熔斷報警等。微機(jī)保護(hù)和微機(jī)自動裝置的自診斷技術(shù)的發(fā)展、變電站故障診斷系統(tǒng)的完善為電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。保護(hù)裝置內(nèi)各模塊具有

10、自診斷功能，對裝置的電源、CPU、I/O接口、A/D轉(zhuǎn)換、存儲器等插件進(jìn)行巡查診斷?？梢圆捎帽容^法、編碼法、校驗法、監(jiān)視定時器法、特征字法等故障測試的方法。對保護(hù)裝置可通過加載診斷程序，自動地測試每一臺設(shè)備和部件。    電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修若干問題    1.電氣二次回路監(jiān)測問題電氣二次設(shè)備從結(jié)構(gòu)可分為的電氣二次回路和保護(hù)（或自動）裝置。目前，保護(hù)裝置的微機(jī)化，容易實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測。但電氣二次回路是由若干繼電器和連接各個設(shè)備的電纜所組成，點多、又分散，要通過在線監(jiān)測繼電器觸點的狀況、回路接線的正確性等則很難，也不經(jīng)濟(jì)

11、。對電氣二次回路應(yīng)重點從設(shè)備管理的方面著手，如設(shè)備的驗收管理、離線檢修資料管理，結(jié)合在線監(jiān)測，來診斷其狀態(tài)。2.電力系統(tǒng)二次設(shè)備的電磁抗干擾監(jiān)測問題由于大量微電子元件、高集成電路在電氣二次設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，電氣二次設(shè)備對電磁干擾越來越敏感，極易受到電磁干擾。電磁波對二次設(shè)備干擾造成采樣信號失真、自動裝置異常、保護(hù)誤動或拒動、甚至元件損壞。國際電工委員會（IEC）及國內(nèi)有關(guān)部門對繼電保護(hù)制定了電磁兼容（EMC）標(biāo)準(zhǔn)。但目前，對現(xiàn)場電磁環(huán)境的監(jiān)測、管理沒有納入檢修范圍。也沒有合適的監(jiān)測手段。對二次設(shè)備進(jìn)行電磁兼容性考核試驗是二次設(shè)備狀態(tài)檢修的一項很重要的工作。對不同廠站的干擾源、耦合途徑、敏感器件

12、要進(jìn)行監(jiān)測、管理。如對二次設(shè)備屏蔽接地狀況檢查；微機(jī)保護(hù)裝置附近使用移動通訊設(shè)備（如手機(jī)）的管理。3.二次設(shè)備狀態(tài)檢修與一次設(shè)備狀態(tài)檢修的關(guān)系一次設(shè)備的檢修與二次設(shè)備檢修不是完全獨立的。許多情況下，二次設(shè)備檢修要在一次設(shè)備停電檢修時才能進(jìn)行。在作出二次設(shè)備狀態(tài)檢修決策時要考慮一次設(shè)備的情況，做好狀態(tài)檢修技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。既要減少停電檢修時間，減少停發(fā)（供）電造成的經(jīng)濟(jì)損失，減少檢修次數(shù)，降低檢修成本，又要保證二次設(shè)備可靠正確的工作狀況。4.二次設(shè)備狀態(tài)檢修與設(shè)備管理信息系統(tǒng)（MIS）的關(guān)系現(xiàn)在許多廠站建立了設(shè)備管理信息系統(tǒng)（MIS），對設(shè)備的運行情況、缺陷故障情況、歷次檢修試驗記錄等實現(xiàn)計算機(jī)管理、實現(xiàn)信息共享。這些信息是作出狀態(tài)檢修決策的重要依據(jù)之一。要實現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)檢修，需要完善設(shè)備管理信息系統(tǒng)（MIS）。電氣二次設(shè)備實