电力系统继电保护状态检修分析

摘 要：随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展，这对继电保护工作者提出了新的挑战。本文阐述了继电保护状态检修的优越性，针对目前存在的问题及其解决方法进行了研究，并分析了采用SEL保护装置能较好地解决二次回路监测的问题。最后对继电保护状态检修的实际应用进行探讨。

关键词：继电保护；二次设备；状态检修

中图分类号：U224.4 文献标识码：A

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。显然，对保护设备实行状态检修而言，现有的二次控制回路操作箱达不到要求。而利用美国SEL提供的数字仿真式继电保护平台可以有效地设计微机操作箱，成功解决了电气二次回路状态检修问题可为实现保护系统完整的状态监测，为继电保护实行状态检修创造必要的条件。

1 继电保护状态检修

状态检修是根据设备状态而进行的一种检修方式，主要利用各种状态监测手段，结合设备历史、现状及同类设备的运行状况等进行分析比较，识别出故障早期征兆并对故障部位的严重程度和发展趋势作出判断，从而确定设备的最佳检修时间。因此，继电保护状态检修是建立在电气二次设备状态监测的基础上，根据监测和分析诊断的结果，科学地安排检修时间和检修项目。它能有效地避免周期性定期检修和故障后检修所带来的弊端，是比较理想的检修方式，也是今后设备检修模式发展的趋势，其具有如下优越性。

状态检修通过对已有状态信息进行多方位分析，更好地掌握设备的运行状况，并根据实际状况制定相应的检修维护策略，能够有效提高设备运行的可靠性；最大限度地减少检修人员的现场工作量，使设备可用程度达到最高，节省大量人力、物力；可以防患于末然，做到该修才修，通过对设备的适当维修，在减少停电时间的同时，可更好地避免不必要的预防性检修引起故障的可能。

继电保护状态检修可以分为设备状态监测、设备故障诊断、检修决策3个环节，其中设备状态监测是关键性的一个环节，只有通过各种手段准确、及时地掌握设备运行的实际状况，才能根据设备的参数变化趋势制定维修策略，确定最佳检修周期。

2 继电保护设备状态监测

继电保护设备有别于电气一次设备，其状态监测对象不是单一的设备元件，而是一个单元或一个系统，因此继电保护状态监测应包括保护装置和二次回路监测等方面内容。目前的微机保护装置能对装置自身的电源、CPU、I/O接口、A/D转换、存储器等插件进行巡查诊断，当保护装置异常时，会发出告警信息提醒运行人员，因此具备了较强的自检功能。但要实施继电保护状态监测，还存在着如下的问题。

2.1 装置动作状况

在电气一次设备没有故障的情况下，继电保护装置处于相对静止的状态，只有当被保护设备发生故障的时候，保护装置才会动作。如果在检修周期内装置都未曾有过动作，那么它的动作状况也就难以监测到，也就无法知道其出口回路是否良好。

对此，应采用远程传动进行校验的方法。首先提前向用户发出短时停电的通知，然后在用电低谷时段进行一次远程传动试验，通过远方监测中心进行调控，对保护装置发送远程传动的命令，让其执行一次跳闸与重合闸操作。这样不仅可以检验保护出口到断路器机构之间的回路接线是否正确，还可以验证断路器动作的正确性，而整个过程大概需要1～2s的时间，对用户影响不大。

2.2 二次回路的监测

继电保护作为电网安全的技术保障，除了装置本身外，还包括电压电流、保护控制、信号照明等电气二次回路。它们由若干继电器和连接各个设备的电缆所组成，接线繁杂、点多、分散，因此要通过在线监测各个继电器触点的状况、回路接线正确性等比较困难，也不经济，这可能是继电保护状态检修一直未能有效推进的主要原因之一。

对于这个主要原因，经过研究发现，利用美国SEL基于数字仿真式继电保护平台设计的微机操作箱，可以较好地解决电气二次回路的状态监测问题。其原理是利用SEL保护的可编程逻辑控制(PLC)来实现微机操作箱的功能，只需用简单的开关量输入和开关量输出即可实现控制操作过程，使操作回路的逻辑接线得到简化，因此可以更好地做到保护系统完整性的监测。如图1所示，利用SEL微机操作箱，能够解决如下的问题：(1)解决了电气二次回路点多分散、在线监测困难的问题。图1中，利用对SEL保护(1NlO1-IN106)输入信号的在线监测，可以实现对电气二次回路跳合闸操作开关(1)和保护投入退出压板(XB1-XB4)的在线监测。(2)通过正常的跳合闸操作，实现对跳合闸二次回路和保护出口回路的输入输出结点传动。保护动作出口(OUT101)和重合闸出口(0UT102)与正常的跳合闸操作使用同一继电器，因此利用正常的跳合闸操作就可以对合闸和跳闸出口继电器触点状况进行在线监测。(3)在线监测控制回路断线状态。利用对SEL保护(IN105和IN106)输入信号的在线监测，可以实现断路器机构箱辅助接点(DL)状况的在线监测。

2.3 电磁干扰问题

由于电气二次设备中广泛存在着微电子元件和高集成电路，不可避免地产生电磁干扰，可能会造成微机继电保护采样信号失真、装置异常、保护误动或拒动等问题。因此，对继电保护装置进行电磁兼容性试验也是继电保护状态检修的一项重要工作，应该对干扰源、耦合途径、敏感器件等进行监测管理，如二次设备的屏蔽接地状况、保护装置附近的移动通信设备等等。

3 继电保护状态检修应用

对目前实施继电保护状态检修过程中所存在的若干问题进行分析，要使继电保护状态检修实用化，需要解决以上的若干问题，并建立电网继电保护状态检修体系。根据以上的分析，实现继电保护状态检修，首先需要利用微机保护、SEL保护装置等自动装置的监测信息，建立一套反映继电保护设备状况的监控系统，在线监测保护设备的运行状况；在这基础上结合远程传动方法来诊断保护装置及断路器的动作情况，进行进一步的分析诊断，确定设备是否需要检修；最后根据监测和分析诊断的结果科学地安排检修时间和项目。因此，本文构造了地区电网的继电保护状态检修体系结构，结构分3层，如图2所示。

第1层：变电站内的继电保护装置。它们负责将内部自检信息、测量用电压和电流值、保护用电压和电流值、远程传动试验中开关量动作等信息通过调度专网传送到地区电网的继电保护状态监测主机。

第2层：地区电网状态监测主机。监测主机接收区域内各个变电站的继电保护状态信息，且通过专业人员的操作，能够对区域内允许远程传动的继电保护装置进行远程传动。

第3层：地区电网状态检修工程师站。工程师站与状态监测主机进行单向连接，通过对地区状态监测主机的数据信息进行综合诊断分析，来判断设备是否需要检修，并根据设备状态制定合理的检修计划。

通过以上3层的地区电网继电保护状态检修体系结构，可以有效地实行继电保护设备的状态监测，进行科学分析诊断，合理制定出状态检修计划，实现继电保护的状态检修。

结语

随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，新的要求会一直推动状态检修领域的持续进步，状态检修作为一种新型的检修策略，是企业发展的必然趋势。状态检修涉及到管理工作的各个方面，要从设计、选型、安装、调试、验收、检修等各个环节的全过程管理抓起，把好设备初始状态关。同时，状态检修还需要有先进的检测手段和高水平的综合判定能力作依靠，这样才能真正把握设备的状态，制定出科学合理的检修策略，保证继电保护系统的安全稳定运行。

参考文献

[1]孙鑫.继电保护隐藏故障监测及风险分析方法研究[J].重庆大学，2009（5）.

[2]王胜涛.继电保护隐藏故障监测方法研究[J].重庆大学，2010（5）.