繼電保護狀態檢修及狀態監測的實用化嚐試
工業技術
作者：何雲鵬 孟晶
[摘要]本文對繼電保護狀態檢修及狀態監測的現狀及技術難點進行了分析，在繼電保護狀態檢修實用化方麵進行了一些嚐試。提出實現繼電保護狀態檢修的三個要素：一是充分獲取設備狀態信息，特別是采用比對法對交流電壓、電流的采集通道以及二次回路實現狀態監測；二是采用遠程傳動技術，解決了對繼電保護出口部分以及斷路器執行部分的狀態監測的難題；三是以省級電網為單位廣泛收集繼電保護裝置家族性缺陷信息。由此設計了省級電網實現繼電保護狀態檢修的體係結構，並且分別在一個110kV常規變電站和一個110kV數字化變電站進行了工程應用。
[關鍵詞]繼電保護；狀態檢修；比對法；狀態信息；遠程傳動；在線監測
中圖分類號：TM774文獻標識碼：A文章編號：1009-914X（2014）34-0030-01
近年來開展繼電保護狀態檢修研究的呼聲很高，開展繼電保護的狀態檢修可以有效地減少設備的檢修停電，提高保護裝置的可用率和供電可靠性，降低繼電保護校驗工作量和“三誤”的發生，是電網、經濟發展的必然要求。由於繼電保護的複雜性和重要性，有關方麵對繼電保護狀態檢修比較慎重，離實用化尚有一定的距離。本文分析了繼電保護檢驗技術的現狀及難點，針對省級電網開展繼電保護狀態檢修提出了一種技術體係結構。
1繼電保護狀態檢修現狀及難點
隨著變電站和輸電線路的數量越來越多，繼電保護檢驗工作量劇烈增加。而由於編製限製及人才培養周期等原因繼電保護檢驗人員卻並不能相應增加，加上許多線路停電難、停電時間短，造成繼電保護檢驗完成率較低，繼電保護技術人員長期處於超負荷工作狀態，既影響了保護檢驗質量又容易發生誤碰、誤接線、誤整定等事故。因此，繼電保護的監測和校驗有必要尋找新的方向和解決辦法。近年來，針對業內人士對繼電保護狀態檢修做的大量的研究工作。狀態檢修必須建立在對設備狀態進行有效監測的基礎上，繼電保護狀態監測有以下幾個特點：第一、微機保護裝置本身帶有很強的自檢功能，具備狀態監測的基礎。微機保護裝置理論上可以實現對逆變電源、A/D轉換係統、采樣數據合理性、保護定值完整性、保護的輸入輸出接點、保護數據通訊環節、控製回路斷線等的監視。第二、繼電保護在沒有一次設備故障的情況下裝置一直處於“靜止”狀態，隻有在被保護設備發生故障時才進入“動作”狀態，因而被稱為“電網靜靜的哨兵”。這就造成了平時不可能監測到裝置“動作”狀態的信息。第三、繼電保護係統除裝置本身，還包含交流輸入、直流回路、操作控製回路等外部回路，目前對這些外回路監測手段還不多，而近年來由於外回路造成繼電保護不正確動作的比例相當高。
2008年國家電網公司交流220kV以上係統繼電保護裝置不正確動作18次，其中保護裝置內部參數設置不正確1次、CT回路絕緣破損1次、電源插件異常1次、電壓測量回路異常1次。這些在兩次定期檢修之間發生的缺陷，如果能依靠狀態監測及早發現，對有效減少繼電保護不正確動作次數，具有積極的意義。目前繼電保護設備的操作回路不具備自檢、在線監測、數據遠傳功能，因此，要通過在線監測技術完整實現繼電器接點的狀況、回路接線等的有效監視比較困難，這可能是目前保護狀態檢修遲遲未能有效推進的主要原因之一。智能操作箱的設計概念，應該說其理念更適合在智能變電站中的斷路器智能單元中應用，如果在常規站中采用智能操作箱，不但增加了係統的複雜性、而且在大量低壓保護中使用也不經濟。對於智能變電站的繼電保護裝置，遠程校驗的一種實現方法，但針對常規變電站的繼電保護的狀態監測還是沒有實質性的進展。
2繼電保護狀態檢修實用化的基本思路
近年來，微機保護裝置軟硬件技術及製造工藝水平都有很大提高，也積累了大量的運行經驗，為繼電保護狀態檢修奠定了技術基礎。實現繼電保護狀態檢修首先要利用微機保護、測控等安全自動裝置的自檢信息，建立一整套反映繼電保護設備實際狀況的監控係統，來監測保護設備的運行狀況；並結合遠程傳動以診斷保護裝置及斷路器的動作行為來確定設備是否需要檢修。狀態檢修必須建立在對設備狀態進行有效監測的基礎上，根據監測和分析診斷的結果安排檢修時間和項目。