智能变电站继电保护状态检修策略研究

2020-07-17郭亮

商品与质量 2020年13期

郭亮

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1 智能变电站继电保护设备的运行和维护主要内容

1.1 继电保护设备的运行维护

从智能变电站的运行模式以及机组构成方面进行分析，继电保护设备的运行维护是重要的运行维护内容。其中继电保护设备的运行维护作业实施，对于智能变电站的运行安全性提升，以及用电户的用电稳定性保障发挥了重要的作用。具体在维护作业的实施中，主要的运行维护内容为电力维护人员针对继电保护设备的通信系统、数据处理系统、备份系统，以及安全防护设施现状进行运行维护作业[1]。

1.2 故障维护

从智能变电站继电保护设备的运行现状方面评估，故障维护为运行维护作业实施中的重点内容。良好的故障维护作业实施，对于系统组件的运行稳定性提升，以及智能变电站的运行安全性提升发挥了重要的作用。从智能变电站继电保护设备的运行逻辑程序方面进行分析，故障维护作业的实施，主要涉及了通信系统软件，硬件故障维护、电气开关异动，拒动、误动硬件故障维护作业。

1.3 监控系统运行维护

智能变电站继电保护设备在运行中从其运行性能，以及最终的运行效果方面进行分析，关于其运行维护作业的实施，落实监控系统的运行维护作业，则为重要的运行维护内容。其中在实际落实监控系统的运行维护作业中，维护人员应从三个方面进行作业：第一，针对监控网络系统实施运行维护，针对监控系统的网络传输系统，实施信号通畅性测试作业；第二，针对硬件组件进行检修维护，同时针对监控硬件装置进行检修维护，确保监控装置运行的安全性和稳定性；第三，存储系统的检修维护，落实监控存储系统的检修维护，确保相关监控数据存储、传输、查询的准确性和完善性[2]。

2 确定智能站继电保护状态检修策略

建立状态指标集可以发现其中包含了众多指标，且不同指标之间关联性不强。目前，应用较多的多状态指标模型主要为比例失效模型和模糊评价模型，二者之间各有各的优劣，从下面四个指标上选取最优模型。（1）模型计算精度：模糊评价模型主要使用了模糊数学理论，在判断中会受到经验导向的作用，主观性较强，极其容易接收专家经验的不良影响，结果有时会出现较大偏差。但是，比例失效模型是基于统计学原理的模型，模型中使用了大量的历史客观数据。基于这些历史数据的数据分析产生的结果具有较强的客观性和可靠性，不像模糊评价模型一样受到专家经验的不良影响，精度较高。（2）模型计算速度：模糊评价模型的计算方法运用到了权重集理论，即层次分析法和主成分分析法。计算中各类关系矩阵较为麻烦，且建立状态指标的隶属函数需要使用专家经验，计算速度较慢。而比例失效模型的计算过程中，运用到了极大似然估算法，在初值不太好的情况下可能出现不收敛的情况。虽然计算方法相较于模糊评价模型较快，但是出现不收敛的情况势必会影响计算结果。（3）模型计算结果：模糊评价模型运用的计算方法会导致其计算结果是一串离散阈值，没有时间性，与现场的实际情况不符。而比例失效模型由于其计算方法，可以得到一个随着时间不断变化的动态阈值，于现场实际情况极其吻合，满足设备状态随着时间不断恶化的这一特性。（4）模型应用平台的开发潜力：考虑到模糊评价模型在计算精度、计算速度和计算结果中暴露出的问题，可以得出其平台开发潜力不如比例失效模型的结语，比例失效模型的客观性极其适合开发应用平台。通过对比两种模型这四个方面的优劣，可以发现比例失效模型相较于模糊评价模型更适用于智能变电站继电保护状态检修策略。

3 状态检修策略实施方案

可以将继电保护装置的检修方式根据检修的原理和原因分为下面着三类：（1）故障后检修（消缺）：旨在解决紧急故障和缺陷的紧急抢修；（2）预防性检修：根据以往的经验，按照固定的周期进行的检修；（3）状态检修：根据设备状态的优劣灵活安排的检修。目前故障后检修和预防性检修广泛应用于各公司，但这两种检修方式都可能造成过度检修或欠检修。从原理上讲，状态检修其实算是预防性检修的一部分。但是状态检修根据设备的状态评价来确认检修周期的原理更具有客观性、灵活性和科学性。保护装置自投运的那一刻开始，就受到各种各样的指标的影响。

图1 设备劣化曲线

根据图1所示，设备经过一段较长时间从良好状态发展到正常状态，进而进入注意状态，到达注意状态后，此时设备处于潜在故障P点。之后设备迅速劣化，由异常状态、重大异常状态一直到发生功能性故障F点。根据状态检修的原理，在进入注意状态，即潜在故障F点处，就对设备进行检修，可以大幅减少设备故障的可能性，增强了保护装置的可靠性，减少了一旦设备发生故障带来的损失。同时，状态检修可有效减少保护装置发生拒动和误动情况。可以得到，智能变电站保护装置状态检修方式由两部分组成：故障后检修+状态检修的组合模式。在没有故障和缺陷的情况下，监视保护装置的状态，根据对保护装置的状态评价灵活安排状态检修的时间和任务。同时，需要弱化检修周期这一概念。状态检修不来拘泥于固定的检修周期，而是当保护装置的状态评价不达标时，对保护装置进行检修[3]。