論電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)

李敬賢 余 波

（云南省火電建設(shè)公司，云南 昆明 650000）

電力系統(tǒng)的狀態(tài)檢修主要集中在一次設(shè)備上，技術(shù)上主要基于各種傳感器及檢測(cè)技術(shù)集成而實(shí)現(xiàn)，由于二次設(shè)備相對(duì)于一次設(shè)備而言其單元造價(jià)低很多，加上回路上的復(fù)雜性，真正實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)檢修的應(yīng)用很少，僅提出了電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修研究思路,電氣二次設(shè)備構(gòu)成的是一個(gè)系統(tǒng)，不僅僅是裝置本身，由于部分回路還沒(méi)有監(jiān)測(cè)手段，對(duì)設(shè)備狀態(tài)無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)的技術(shù)分析判斷。因此，就電氣二次設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀而言嚴(yán)格意義上講大多數(shù)保護(hù)并不具備狀態(tài)檢修的條件。

1 狀態(tài)檢修概述

狀態(tài)檢修也叫預(yù)知性維修，首先由美國(guó)杜邦公司提出，以設(shè)備當(dāng)前的工作狀況為檢修依據(jù)，通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段，診斷設(shè)備健康狀況，確定設(shè)備是否需要檢修或最佳檢修時(shí)機(jī)。狀態(tài)檢修的目標(biāo)是減少設(shè)備停運(yùn)時(shí)間，提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低運(yùn)行檢修費(fèi)用，改善設(shè)備運(yùn)行性能，提高經(jīng)濟(jì)效益。

狀態(tài)檢修是建立在設(shè)備狀態(tài)有效監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上，根據(jù)監(jiān)測(cè)和分析診斷的結(jié)果安排檢修時(shí)間和項(xiàng)目，主要包含設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備診斷、檢修決策三個(gè)環(huán)節(jié)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)是設(shè)備診斷的依據(jù)，檢修決策就是結(jié)合在線監(jiān)測(cè)與診斷的情況，綜合設(shè)備和系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用要求確定具體的檢修計(jì)劃或策略。

1.2 狀態(tài)檢修的定義

狀態(tài)檢修可以簡(jiǎn)單定義為:在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,根據(jù)監(jiān)測(cè)和分析診斷的結(jié)果,科學(xué)安排檢修時(shí)間和項(xiàng)目的檢修方式。它有三層含義:設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)；設(shè)備診斷；檢修決策。狀態(tài)監(jiān)測(cè)是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)；設(shè)備診斷是以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為依據(jù),綜合設(shè)備歷史信息,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)等技術(shù)來(lái)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)容不僅包括在線監(jiān)測(cè)與診斷還包括設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、帶電檢測(cè)、預(yù)防性試驗(yàn)、故障記錄、設(shè)備管理、設(shè)備檢修和設(shè)備檢修后的驗(yàn)收等諸多工作,最后要綜合設(shè)備信息、運(yùn)行信息、電力市場(chǎng)等方面信息作出檢修決策。

2 電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修

2.1 電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修概況

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(dòng)裝置、故障錄波、就地監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)。它們正常可靠的運(yùn)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(shí)際運(yùn)行中因電氣二次設(shè)備造成的系統(tǒng)故障時(shí)有發(fā)生,保護(hù)不正確動(dòng)作的原因涉及到保護(hù)人員、運(yùn)行人員、設(shè)計(jì)部門(mén)、制造部門(mén)、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(dòng)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(dòng)裝置檢驗(yàn)條例來(lái)維護(hù)電氣二次設(shè)備,顯然不合時(shí)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(shí)間將越來(lái)越短。這對(duì)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(yàn)項(xiàng)目、制定檢修周期等方面需要改變,實(shí)行電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修,可保證二次設(shè)備的可靠運(yùn)行,以適應(yīng)電力發(fā)展的需要。電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修是通過(guò)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備自診斷技術(shù),結(jié)合二次設(shè)備運(yùn)行和檢修歷史資料,對(duì)二次設(shè)備狀態(tài)作出正確評(píng)價(jià),根據(jù)狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果,科學(xué)安排檢修時(shí)間和檢修項(xiàng)目。

2.2 電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容

狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)。要監(jiān)測(cè)二次設(shè)備工作的可靠性,進(jìn)行壽命估計(jì)。電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)象主要有:交流測(cè)量系統(tǒng)；直流操作、信號(hào)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(cè)量系統(tǒng)包括TA、TV二次回路絕緣良好、回路完整,測(cè)量元件完好；直流系統(tǒng)包括直流動(dòng)力、操作及信號(hào)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(cè)對(duì)象不是單一的元件,而是一個(gè)單元或一個(gè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)的是各元件的動(dòng)態(tài)性能,有些元件的性能仍然需要離線檢測(cè),如TA的特性曲線等。因此,電氣二次設(shè)備的離線檢測(cè)數(shù)據(jù)也是狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷的依據(jù)。

2.3 電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法

可以采用比較法、編碼法、校驗(yàn)法、監(jiān)視定時(shí)器法、特征字法等故障測(cè)試的方法。對(duì)保護(hù)裝置可通過(guò)加載診斷程序,自動(dòng)地測(cè)試每一臺(tái)設(shè)備和部件。

與電氣一次設(shè)備相比,電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)不過(guò)分依靠傳感器。因此,電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)無(wú)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(cè)相對(duì)比較難實(shí)現(xiàn),在不增加新的投入的情況下,充分利用現(xiàn)有的測(cè)量手段。如TA、TV的斷線監(jiān)測(cè)；直流回路絕緣監(jiān)測(cè)、二次保險(xiǎn)熔斷報(bào)警等。

微機(jī)保護(hù)和微機(jī)自動(dòng)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(cè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。保護(hù)裝置內(nèi)各模塊具有自診斷功能,對(duì)裝置的電源、CPU、I/O接口、A/D轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)器等插件進(jìn)行巡查診斷。

3 電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修問(wèn)題

3.1 電氣二次回路監(jiān)測(cè)問(wèn)題

電氣二次設(shè)備可分為電氣二次回路和保護(hù)(或自動(dòng))裝置。目前,保護(hù)裝置的微機(jī)化,容易實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。但電氣二次回路是由若干繼電器和連接各個(gè)設(shè)備的電纜所組成,點(diǎn)多、分散,要通過(guò)在線監(jiān)測(cè)繼電器觸點(diǎn)的狀況、回路接線的正確性等很難也不經(jīng)濟(jì)。對(duì)電氣二次回路應(yīng)重點(diǎn)從設(shè)備管理方面著手(如設(shè)備的驗(yàn)收管理、離線檢修資料管理),結(jié)合在線監(jiān)測(cè),來(lái)診斷其狀態(tài)。

3.2 電力系統(tǒng)二次設(shè)備的電磁抗干擾監(jiān)測(cè)問(wèn)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(duì)電磁干擾越來(lái)越敏感,極易受到電磁干擾。電磁波對(duì)二次設(shè)備干擾造成采樣信號(hào)失真、自動(dòng)裝置異常、保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)、甚至元件損壞。

國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)及國(guó)內(nèi)有關(guān)部門(mén)對(duì)繼電保護(hù)制定了電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)。但目前,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)、管理沒(méi)有納入檢修范圍。也沒(méi)有合適的監(jiān)測(cè)手段。對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行電磁兼容性考核試驗(yàn)是二次設(shè)備狀態(tài)檢修的一項(xiàng)很重要的工作。對(duì)不同廠站的干擾源、耦合途徑、敏感器件要進(jìn)行監(jiān)測(cè)、管理。如對(duì)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(dòng)通訊設(shè)備(如手機(jī))的管理。

3.3 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(dú)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(shí)才能進(jìn)行。在作出二次設(shè)備狀態(tài)檢修決策時(shí)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(shí)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。

3.4 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(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況、缺陷故障情況、歷次檢修試驗(yàn)記錄等實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理、實(shí)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(shí)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)。

4 結(jié)束語(yǔ)

電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修是電力系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的必然，微機(jī)保護(hù)自診斷技術(shù)的使用使設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)上具備了實(shí)施的基礎(chǔ)，同時(shí)，由于某些保護(hù)具有的 PLC功能使得保護(hù)的有效監(jiān)測(cè)范疇可以拓展到裝置以外的回路中去，這為有效地監(jiān)視保護(hù)系統(tǒng)的相關(guān)回路提供了可能，或者說(shuō)從保護(hù)裝置的檢測(cè)拓展到相關(guān)回路的檢測(cè)，從而使繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修具備了實(shí)施的基礎(chǔ)。

[1]陳紹光.電力系統(tǒng)二次設(shè)備狀態(tài)檢修及重點(diǎn)解決的問(wèn)題[J].云南電業(yè),2010,(09).

[2]郭姝麗.淺談電力系統(tǒng)二次設(shè)備檢修技術(shù)與措施[J].民營(yíng)科技,2010,(01).