电力系统电气二次设备检修技术措施分析

刘立远，刘义搏

（国电南瑞科技股份有限公司变电技术分公司，江苏 南京 210000）

引言

电力系统的状态检修以一次装置为主，其技术主要是以各种传感器和检测技术为基础，二次设备的成本要比一次设备低得多，而且回路的复杂程度也很高，很少有人能完成状态检修，只提出了二次设备的状态检修，二次设备是一个整体，并不只是一个系统，由于有些回路还没有监控手段，无法进行实时的技术分析和判断[1]。因此，从目前的使用状况来看，大部分的保护都没有达到状态维护的要求。

1 状态检修综述

状态检修，又称预知维修，如图1所示。美国杜邦公司首次提出，根据设备目前的运行情况，对设备进行状态监控，确定设备的运行情况，确定设备是否需要检修。状态检修的目的在于缩短停机时间、提高可靠性、增加可用系数、延长设备使用寿命、降低维修成本、提高设备使用性能和增加经济效益。状态检修是以设备状态监测为基础，依据监测与诊断的结果，对检修时间和项目进行规划，包括设备状态监测、设备诊断和检修决策。状态监控是状态维护的基础，状态监控是设备诊断的基础。

图1 状态检修系统

状态检修可以简单地界定为：基于对设备状态的监控、分析和诊断，合理安排维修时间和项目目标维修模式。其包含三个层面的含义，即：设备状况监控、设备故障诊断和检修决策。状态监控是设备状态维护的重要依据，设备故障诊断是基于状态监测，结合设备的历史数据，运用神经网络、专家系统等技术对设备的健康进行判定[2]。

2 电气二次装置的状态检查

2.1 二次电气状态检查概述

二次电气主要由继电器保护、自动装置、故障录波、现场监控和远动等组成。其正常、可靠的运行是保证电网安全、供电设备安全的根本条件。在实际运行中，由于二次电气引起的系统失效，保护不当的原因包括保护人员、操作人员、各部门工作以及自然灾害等。由于计算机在继电保护和自动装置中的广泛使用，提高了继电保护的可靠性和定值的整定的灵活性。而推广一次设备检修、不停电检修技术，则会使检修设备造成的断电时间缩短。这就给二次设备的检修带来了新的需求，在检修体制、检修方法和检验项目、制定检修周期等方面，必须进行二次设备的检修，以确保二次设备的安全运行，满足电力发展的需求[3]。电气二次装置的状态检查是指利用二次装置的运行与维修数据，利用设备的状态监控技术和设备的自我诊断技术，对二次设备的状态进行准确的评估，根据状态评估的结果，合理安排检修时间和检修项目，如图2所示。

图2 设备状态评价算法模图

2.2 二次检修状况监控的内容

状态监控是状态检修的基础。对二次装置的运行进行可靠性监控，并对其进行寿命估算。其结构系统如图3所示。

图3 二次回路在线监控系统结构

2.3 二次装置的运行状况监测方法

相对于一次电气，二次电气的状态监控并不过分依赖于传感器。因此，对二次设备进行状态监控，不仅在技术上，而且在经济上也比较方便。传统的保护状况监控难以达到既能充分利用已有的方法，又不需要额外的投入。该保护装置内部的各个模块都具备自我诊断的能力，可以对设备的电源、CPU、输入/输出接口、A/D转换及存储器等进行监控和检查。

3 次变电二次维修中的几个问题

3.1 回路监测问题

在监测系统问题中，表1采用了某省2015年监测数据，其中间隔层的缺陷率最高，其次是与调度或集控站通信缺陷数量较多。远动机缺陷所占比重虽然不大，但是运用木桶原理分析，远动机缺陷造成的影响远大于监控系统其它任何部件的故障。表2为该省继电保护缺陷。随着状态监控技术的不断发展，由设备的电缆和继电气构成二次回路，这一构成结构具有分散的特点，只能通过监控线路和继电气接触来进行监控，既增加了监控的难度，又增加了监控费用。

表1 监测系统缺陷数据

表2 继电保护缺陷表

3.2 EMI问题

在二次装置的系统中，存在着大量的微电子器件和集成电路，其电磁干扰会影响到状态维修，导致取样信号失真，自动装置失效，严重时会导致元器件损坏。在进行状态维修时，应首先进行干扰检测，确认二次装置的兼容性，并对二次装置中的敏感元件和干扰进行监控。比如，由于变压器保护接线存在着较大的更新空间，以及避雷器和线路的位置与配电网络的结构不一致，从而导致了一定的失效风险。

3.3 状态检修问题

由于我国农村地区的经济发展较慢，电力系统使用的设备没有达到预期的要求，造成了农村配网的低效运行。二次设备检修一般是在一次设备故障检修后进行，因此，要对二次装置进行检查，以确保二次装置的安全运行，进一步提高检修效率和降低费用。

4 变电二次维修技术问题的解决方法

4.1 对设备维修的关注

检修管理是调整经营方式的途径，它将彻底改变传统变电二次检修产业的经济运行方式，以竞争推动变革，以改革创造效益。目前，由于二次设备的故障与插头的故障密切相关，所以在解决二次故障时，应采用插头替换的方法来解决，这就需要提高设备的硬件质量，并加大二次设备的维修和管理，对经常发生的故障进行分析，并加强设备的维修管理，以确保状态监测工作的有效开展。

4.2 完善检修体系

从环境保护的角度进行战略调整，反映了电力二次检修项目的安全发展趋势。检修管理模式可以为变电站二次检修项目的安全管理提供参考。二次检修是分阶段进行的，首先要对二次设备的初始状态有一个全面的认识，然后对它的工作情况进行分析，根据工作情况来确定检修流程。在二次检修之前，必须掌握设备的实际使用状况，并建立完善的内部监督体系，把电气设备的检验和管理工作落实到每位职工的手中，并明确其管理职责和权限。此外，在二次设备的检修中，通过对二次设备的状态信息进行分析和处理，以便制定科学、合理的维护方案，缩短检修周期。

4.3 完善监测系统

目前，为适应各地电网二次检修的需要，国内电网二次检修规模不断扩大。“质量优先”是电力二次检修的指导思想，及时发现和解决安全隐患，对二次检修的可持续运行起到了保障作用。二次设备的检修是建立在监控系统的基础上的，因此要对监控系统进行改进，具体可以采用在线监控技术。监控系统不只是监控某一部件，它还可以监控某一子系统、子单元以及全部元器件，以获得实时、高效的监控数据，为评价设备的运行提供科学依据。除了引进技术，还需要健全监督和管理体系，确保内部运作的规范化。

4.4 强化检修力度

在新的控制平台上，采用了检修管理模式，加速二次检修区的改造，通过智能系统，完善新的功能平台，构建更加网络化的调度方案，使电力二次检修的数据监测平台得到最大程度的优化。二次设备的检修维护都需要在最短的时间内完成，而传统的检修方式明显无法满足目前的设备维修需求。目前的检修工作，以一次设备的检修为主，二次设备的检修仅围绕一次设备进行。因此，在检修期间，要对设备的状态进行规范，以便为检修工作的顺利进行打下基础。

5 变电站二次维护体制的改革措施

5.1 检修技术管理

经过几年的发展，无线监控信息管理范围得到了极大的扩展，其监测范围也达到了3 Hz。随着高端技术的不断发展，波段删除等功能得到了充分应用，这方面的设施装备也开始向微型化、智能化方向发展。与传统的仪器相比，最新的仪器具有多种检测效用，具有很高的延展性。由于采用了行业内统一的信息传递标准，信息交流和监控能力得到了极大的提高。经过近几年的高速发展，我国在这方面的发展水平取得了较大的进展，但仍需要不断引进和学习先进的无线电信息管理技术，以追赶先进国家的发展速度。

5.2 二次线路管理

由于各种原因导致变电站二次维修存在诸多问题，而维修管理模式实现了项目进度的最优管理，给现场维修和后期维护带来了负面影响。检修部门要坚持“质量检修”的方针，加强现场作业、材料调配、地质勘察等工作，以确保二次维修工作的质量性。在变电站二次维修中，采用多种平面布置形式，可以提高二次维修设备的稳定性，并能有效防止结构布置不合理带来的安全隐患。

6 结语

电气二次检修直接影响到地区的电力需求和电网的调度以及运营。在信息技术革新的大背景下，电气二次大检修项目必须引进一套维修管理体系，从多个角度提出变电站二次检修的改革机制，确保电网正常运行。同时，检修人员要熟练掌握维修技术，深入剖析常见的电气系统故障，掌握应急处置和应急处置技巧，避免因维修不当而导致能源损耗。