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【關鍵詞】發展史;基本概念;任務;作用;應用分析;未來前景
1 繼電保護的發展史
電力系統發生短路是不可避免的,伴隨著短路,則電流增大。為避免發電機被燒壞,最早采用熔斷器串聯于供電線路中,當發生短路時,短路電流首先熔斷器,斷開短路的設備,保護發電機。這種保護方式,由于簡單,時至今日仍廣泛應用于低壓線路和用電設備。由于電力系統的發展,用電設備的功率、發電機的容量增大,電網的接線日益復雜,熔斷器已經不能滿足選擇性和快速性的要求,于1890年后出現了直接裝于斷路器上反應一次電流的電磁型過電流繼電器。19世紀初,繼電器才廣泛用于電力系統保護,被認為是繼電保護技術發展的開端。1901年出現了感應型過電流繼電器。1908年提出了比較被保護元件兩端電流的電流差動保護原理。1910年方向性電流保護開始應用,并出現了將電流與電壓相比較的保護原理,導致了1920年后距離保護裝置的出現。20世紀50年代,隨著晶體管的發展,出現了晶體管式繼電保護裝置。60年代,有了用小型計算機實現繼電保護的想法。90年代后半期,數字式繼電保護被大量運用。
2 電力系統繼電保護的基本內容
2.1 基本概念
系統中電氣元件發生故障和不正常運行狀態雖然無法避免,但是系統發生事故卻可以預防。一方面加強電力設備的維護和檢修;另一方面在電力系統中每個元件上裝設一種有效的繼電保護裝置,當電氣元件發生故障和不正常運行狀態時,該裝置能迅速作用于斷路器,切斷故障元件的供電,或向值班人員發出信號以及時進行處理,就可以大大減少發生事故的機率。這就是繼電保護的基本概念。
2.2 任務和作用
1)有選擇性地將故障元件從電子機械系統中快速.自動地切除,使其損壞程度減至最輕,并保證系統其他無端障部分繼承運行。
2)反應系統的不正常工作狀態,一般通過發出警報信號,提醒值班人員處理。在無人值班情況下,繼電保護裝置可視設備承受能力作用于減負荷或延時跳閘。
3)繼電保護裝置還可以和電力系統其他自動裝置配合,在條件允許時,采取預定措施,縮短事故停電的時間,盡快恢復供電。
綜上所述,繼電保護在電力系統的主要作用是通過預防事故或者縮小事故范圍來提高系統運行的可靠性。
2.3 基本要求:
1)可靠性:指保護該動作時動作,不該動作時不動作。確保切除的是故障設備或線路。
2)選擇性:指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障,當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許由相鄰設備、線路的保護或斷路器失靈保護切除故障。避免大面積停電。
3)靈敏性:指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時,保護裝置應具有必要的靈敏系數。保證有故障就切除。
4)速動性:指保護裝置應能盡快地切除短路故障。其目的是提高系統穩定性,減輕故障設備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。
2.4 基本原理
繼電保護的基本原理是利用被保護線路或者設備故障前后的某些突變的物理量為信息量,當突變量達到一定值時,啟動邏輯控制環節,發出相應的跳閘脈沖或信號。
3 電力系統繼電保護技術的應用
3.1 電力系統繼電保護功能應用的分析
在電力系統繼電保護的應用中廣泛用到了繼電保護裝置的電容器保護、主變保護、母聯保護以及線路保護等功能。這些功能的應用,能夠有效的對電力系統輸變電過程中的設備進行保護從而避免了故障的發生,節省了資金。
3.2 網絡背景下繼電保護技術應用的分析
現代自動化技術的快速發展,在電力系統繼電保護技術中廣泛使用了網絡、計算機科學以及綜合自動化等技術。這些現代化自動化技術的結合和運用,使得現代電力系統繼電保護裝置更加智能化和網絡化。首先,單片機技術在電力系統繼電保護中的運用,使繼電保護達到了微機化,為繼電保護裝置提供了更為精確和靈活的操作。其次,計算機技術和網絡技術在繼電保護裝置的廣泛應用使得繼電保護工作更為網絡化、信息化。在加快了數據處理的速度的同時有效的達到了遠程故障調節在線監控與報警信號等目的。此外,網絡技術、計算機技術、通信技術的綜合運用。在電力系統繼電保護裝置和中心監控系統之間建立起緊密的關系,節省了相關工作人員監控調節的步驟,使得工作更加智能化。
關鍵詞:電力系統;繼電保護;發展趨勢
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
引言
電力工業作為國家最重要的能源工業,一直處于優先發展的地位,電力企業的發展也是令人矚目的。隨著我國社會、經濟的快速發展和全國聯網戰略的實施,電網將處于一個更加快速發展的機遇期,而繼電保護作為電力系統的安全衛士,必須同時把它的發展戰略提到一個新的高度,以確保電力系統的安全、穩定運行和國民經濟的長期、快速、穩步增長。
1、繼電保護的概念及類型
1.1、繼電保護的基本概念
繼電保護裝置作為一種自動裝置,其通過監測、測量、控制和保護一次系統,從而對不正常運行或是發生故障的電氣元件進行反應,通過發出信號來使斷路器發生跳閘動作,從而確保將故障及時切除,具有自動、迅速和有選擇性切除故障元件的特點,同時對于不正常運行的電氣元件,還可以通過運行維護數據的分析,從而發出信號,做出減負荷或是跳閘動作。
1.2、繼電保護的類型
在電力系統中,一旦出現短路故障,就會產生電流急劇增大,電壓急劇下降,電壓與電流之間的相位角發生變化。以上述物理量的變化為基礎,利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護裝置。
2、電力系統中的繼電保護技術分析
2.1、繼電保護裝置組成
根據繼電保護裝置的作用設定,其組成一般包括測量部分(與定值調整部分)、邏輯部分及執行部分。
2.2、繼電保護技術基本要求
繼電保護裝置的作用決定了其技術措施須滿足動作選擇性、動作速動性、動作靈敏性、動作可靠性等要求。這四點要求間聯系緊密,存在著對立統一的關系。
(1)動作選擇性
一旦發生故障,應首先由設備或者線路自身的保護裝置切除故障。只有在該保護拒動時,才可以讓相鄰設備或線路保護裝置切除。另外要遵照逐級配合原則,保證不同級電網發生故障時選擇性加以切除。在故障部分被成功切除后,未發生故障部分應繼續供電。
(2)動作速動性
一旦發生短路故障,保護裝置應當盡快予以切除,以便提高電力系統的穩定性,縮小故障的波及范圍,避免故障設備或線路進一步遭受損壞,并提高備用設備及自動重合閘自動投入的表現效果。
(3)動作靈敏性
一旦電力設備或輸電線路在保護范圍內出血金屬性短路,繼電保護裝置應當具備符合規程的敏感系數。這一要求通過設定并校驗繼電保護裝置的整定值來實現。
(4)動作可靠性
繼電保護裝置做出的保護動作應當精準可靠。正常運行時,應當做到可靠不動作。電力系統中的任何設備都不能在無保護狀態下運行。可靠性也是對繼電保護裝置最根本的性能要求。
3、電力系統繼電保護技術應用
繼電保護主要利用電力系統中原件發生短路或異常情況時電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于:當電力系統運行正常時,對系統中的各種設備的實際運行狀況進行系統、全面和安全的監視,從而為系統管理人員提供全面、可靠的運行依據:供電系統發生故障時,自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分,保證非故障部分繼續運行:當供電系統中出現異常運行工作狀況時,它應能及時、準確地發出信號或警報,通知值班人員盡快做出處理。
繼電保護裝置應用過程的基本要求。第一,選擇性。當供電系統中發生故障時,繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除,首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統中其他非故障部分能繼續正常運行。第二,靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內,不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣,保護裝置均不應產生拒絕動作;但在保護區外發生故障時,又不應該產生錯誤動作。第三,速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度,加快系統電壓的恢復,從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件,同時還提高了發電機并列運行的穩定性。
4、繼電保護技術發展歷程及趨勢
4.1、發展歷程及現狀
繼電保護技術是為了適應電力系統的發展而產生并逐漸發展的。而計算機技術、微電子技術、網絡通信技術的迅猛發展不斷地為繼電保護技術注入了新鮮發展活力。在1928年出現電子器件保護裝置后,從二十世紀五十年代開始,機電保護技術開始了日新月異的發展,從最初的機電式時展到六十至八十年代的晶體管式時代,八十年代中葉到九十年代進一步躍進集成電路式時代,而后又在新世紀發展為微機式時代。目前,我國新建的變電站、發電廠及高壓超高壓輸電線路等都已實現了大規模集成化數字式繼電保護。
4.2、發展趨勢
目前,智能化與網絡化技術在繼電保護技術中得到了廣泛的研究利用,促進繼電保護技術呈現出網絡化、計算機化、智能化、一體化的發展方向。隨著微型計算機與微處理器的廣泛普及,數字式時代已嶄露端倪。
(1)計算機化。當代迅猛發展的計算機技術使得計算機在存儲、運算、通訊等方面的性能都在不斷提升,為繼電保護技術實現計算機化奠定了技術。計算機化是繼電保護裝置必然的發展趨勢,不但要求硬件微機化,更強調繼電保護系統的信號數字化與功能軟件化,大力提高繼電保護性能的速動、靈敏與可靠,以爭取電力系統更大的綜合效益。
(2)網絡化。從五十年代開始,通信技術逐漸與計算機技術相互結合研究并逐步融入合為計算機網絡技術。這一技術作為信息數據通信工具,通過與繼電保護結合實現了電力系統的安全穩定運行,已經發展成為當代的信息技術支柱。目前,繼電保護系統要求所有保護單元之間可以共享整個電力系統內運行狀態與故障狀況的信息數據,保證每個保護單元和重合閘裝置都可以借助這些信息與數據的共享分析實現協調動作。這就要求整個電力系統內主要的電力設備保護裝置都要借助計算機網絡加以連接,逐步實現微機保護的網絡化。網絡化目前還在逐漸起步,日后仍然具有較大發展空間。
(3)智能化。近年來,人工神經網絡、自適應理論、進化規劃、遺傳算法、小波理論、模糊邏輯等人工智能技術在電力系統多個領域都獲得了廣泛應用,推動繼電保護技術研究向更高層次的智能化水平發展。智能電網中已普遍可以借助傳感器實時監控發電、供電、輸配電等設備的運行情況,并把數據收集起來經由網絡系統整合分析,并實時監測全網的運行狀況,實現了遠程動態發揮保護功能及修正保護定值。
(4)綜合智能化。繼電保護系統不僅要實現保護功能,還應進行數據測量、控制、通信等操作,即要實現測量、控制、通信及保護等功能的綜合自動化。這一系統打破了傳統概念下二次系統內對各個專業界限與各類設備的劃分原則,也突破了常規繼電保護裝置無法同調度控制中心實現通信的技術缺陷,賦予了電力系統自動化以更新的內容與含義。這一發展趨勢代表了電力系統領域自動化技術的最新潮流。得益于科技的革命式發展,系統更為完善、功能更為健全、智能化水平更高的綜合自動化電力系統一定會在我國智能電網建設中紛紛涌現,推動電網的安全性、穩定性與經濟性達到新的水平。
結束語
當代電力系統組成非常復雜,包括發電機、輸配線路、母線、變壓器及各種用電設備,很容易出現運行異常,甚至釀成危險故障進而誘發事故。在這種情況下,為了保證電氣設備與電力系統的安全運行,借助繼電保護技術的自動裝置應運產生。探析該技術的概念、任務及發展現狀,研究它的發展水平及趨勢,對于促進電力系統的發展具有重大意義。
參考文獻
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關鍵詞:繼電保護 可靠性 問題 措施
中圖分類號:TM774 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)04(a)-0140-01
在電網安全、穩定運行過程中,繼電保護起到關鍵性的作用,其中繼電保護的可靠性是保證電網安全運行的重要因素。目前,電網系統運行中常出現一些故障,嚴重影響到電網的安全運行。因此,采取繼電保護裝置不僅可以排除電力系統故障,維護電網的穩定和安全,而且能夠提高城市的發展腳步和居民的生活水平。因此,提高繼電保護的可靠性已勢在必行。
1 繼電保護的概念及意義
繼電保護是對電力系統的供電和電氣設備的安全運行進行保護。繼電保護的可靠性是指保護裝置在規定的時間內和預定的條件下完成規定功能的能力。繼電保護裝置是一種自動裝置,在電力系統中肩負著保證電力系統安全、穩定運行的重任,并通過使用監控系統,在短時間內發現系統故障,能夠盡快地排除故障,恢復系統的安全運行。目前,由于電網系統的多變性和復雜性,所以如何能夠提高繼電保護可靠性具有非常重要的研究意義。
2 供電系統繼電保護問題分析
2.1 設備問題
電磁型繼電保護的保護形式和現在技術較先進的微機型保護相比存在著元件數量多、連線較復雜、體積較大和靈敏度低等缺陷,嚴重影響繼電保護的可靠性,不能很好地滿足可靠性的要求。特別是近年來這種繼電器越來越頻繁暴漏出一些不足,出現一些故障(如繼電器觸點振動、觸點絕緣降低等原因引起的斷路器跳閘故障)。
2.2 配合級差問題
繼電保護裝置的級差配合,是保證系統安全運行的重要環節。由于眾多供電系統結構越復雜,運行難度加大,必然影響變送電設備的安全。因此,配合級差的問題尤為突出,若新總變作為一級6 kV高配電源,配出回路速斷時間定為0.8 s,而下一級高配所如三催高配所、二循高配所的進線開關的時間也定為0.8 s,這就在故障狀態下難以區分哪個開關先動作,上級開關動作必將帶來更大的不利影響。
2.3 整定值問題
整定值是保護線路和設備的主要參數,整定值的計算相對比較復雜,需要很強的專業要求。如果繼電保護的整定值出線問題,比如有同樣型號和容量相同的兩臺設備具有不同的過流、速斷值,下一級設備的整定值大于上一級設備的整定值,將造成在下級設備出現事故卻跳開上級開關的現象,致使事故范圍不斷擴大,并造成電力系統出現一些安全隱患。
2.4 管理問題
繼電保護的管理是電氣管理中的重要部分之一,其實設備落后和配合級差問題的出現就是缺少專人管理的重要表現,繼電保護的管理需要系統、全面地進行,從整體上進行合理的調整,對于新設備應進行合理地選用,并對全公司各級別參數進行復核,所有這些工作需要專人進行。
3 提高繼電保護可靠性的有效措施
(1)做好裝置檢查工作。在繼電保護工作中,應加強機組試驗和電流回路檢查,對于各種插件和二次回路接線不能同時進行,而是放在最后階段。
(2)強化一般性檢查。一般性檢查是提升繼電保護可靠性的組成部分。其工作主要體現以下幾點:首先檢查各類連接件的穩固性和焊接點是否到位。其次應重新檢查繼電保護裝置的插件,看是否正常連接。最后,需要控制好繼電保護屏和控制屏的螺絲質量。
(3)做好線路的接地工作。接地工作對繼電保護可靠性起到關鍵作用。如繼電保護裝置機箱必須連接在屏內的銅排上。另外,保護屏內的銅排導線應穩定地固定在接地網上。
(4)充分利用網絡技術。近年來,隨著網絡技術發展,在繼電保護中的應用也越來越廣泛,對網絡技術的充分利用,不僅讓繼電保護中的保護單元實現共享的作用和故障數據的分享,從中讓繼電保護系統更加完善與協調,提高電力系統的總體質量。
4 故障案例分析
4.1 故障分析
某發電公司2011年因繼電保護引起的故障有:(1)因保護裝置引起的故障有6次,原因為:保護裝置元件和中間繼電器受到了損壞;(2)因人為因素引起的有4次,原因為:操作人員缺乏專業知識,造成操作出現錯誤;(3)因二次回路引起的故障有3次,原因為:接線線路出現斷線、短路現象;(4)因勵磁系統引起的故障有7次,原因為:勵磁調節裝置出現了損壞和老化現象等。
4.2 解決故障問題的對策
(1)二次回路管理。
要解決二次回路的故障問題,應做好以下幾方面的檢查工作:①加強基礎建設中二次回路的檢查力度,并確認備用的電壓互感器二次線圈的端子開路情況;②工程完工后,要對二次回路的線路布置進行檢查,加強圖紙與現場的實際情況的核對,看是否有漏項,以防止圖紙上出現錯誤或設備接線出現錯誤等,從中造成繼電保護的誤動。
(2)勵磁系統管理。
在勵磁系統引起的故障當中,非停次數占重要很大的比例,因此,應重視以下幾個方面的管理工作:①定期對勵磁的動態系統進行檢查和試驗;②加強發電機轉子的檢查,及時調整電流的變化情況,保障勵磁系統的安全性,避免系統出現故障,引起機組出現停機現象。
(3)電壓互感器控制。
電壓互感器熔斷器的自動熔斷多是由于發電機振動引起的。主要體現在發電機振動時石英砂會不斷摩擦熔絲,使其截面變小,熔絲通流容量變小。因此,應定期更換熔斷器,以防止由于熔斷器自動熔斷引起保護裝置損壞或勵磁系統出現誤動。
(4)備用自投入裝置。
加強備用自投入裝置的檢驗力度,按照繼電保護及安全自動裝置檢驗的標準,對其做模擬試驗,有條件的可進行帶負荷試驗,以確保這些裝置隨時能正確地投切。
5 結語
綜上所述,本文主要分析了電網供電系統中的繼電保護系統和裝置的可靠性問題,著重探討了提高繼電保護的可靠性的措施,旨在有效地提升電網運行的安全性及穩定性,保證電網的供電需求,同時為繼電保護人員提供有利的參考。
參考文獻
關鍵詞:卓越工程師;繼電保護;教學改革
“卓越工程師教育培養計劃”是國家教育部貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重要改革項目,“卓越工程師”以實際工程為背景,以工程技術為主線,將學生的工程能力和素養作為培養目標,目的在于適應社會發展的需要,培養創新能力強的高素質工程技術人才。
電力系統繼電保護是電氣類專業的主要課程之一。繼電保護技術應用廣泛,隨著電力系統自動化技術的飛速發展,電力系統繼電保護進入數字化、微機化和網絡化階段,其在更新自身技術的同時,與微機、通信技術相融合,電力系統技術日趨先進,同時也日趨復雜。
一、繼電保護課程的教學現狀
目前繼電保護課程理論教學環節大多按照教材章節的順序,將電力系統繼電保護分為電網的電流保護、距離保護、縱聯保護和電力主設備保護,按模塊分別進行講解,在教學過程中突出知識的系統性和理論的完整性。學生在電力系統繼電保護理論知識的學習過程中感覺深奧難懂。繼電保護技術的理論教學與實踐教學脫節,學生在完成部分專業理論學習后,按照指導書的內容按部就班地進行實驗和課程設計。學生在整個學習過程中處于被動地位,缺乏思考,缺少對理論知識應用的分析,更缺乏對理論設計計算結果的仿真驗證。目前,電力系統繼電保護的教學已經不能適應培養具有工程實踐能力人才的教學目的,因而繼電保護課程改革勢在必行。
二、繼電保護課程教學改革的探索
1.調整教學內容
依據“卓越工程師”的培養方案,修訂電力系統繼電保護課程教學大綱、繼電保護課程設計教學大綱、繼電保護調試實習教學大綱;調整理論課程內容,將理論教學模塊化、項目化。將理論教學分為幾個模塊,設置線路、變壓器、發電機、母線等電力設備保護教學任務單元,使學生對繼電保護技術形成一個整體的概念;理論知識依托于實際工程項目進行講解分析,以項目為載體,將工程概念貫穿于教學始終,增加實際工程實驗項目的教學學時,便于繼電保護技術實際應用能力的培養;設置與理論教學相匹配的實驗實習項目,充分發揮模擬型實驗裝置和微機型實驗裝置的優點;重點做好微機保護實驗項目建設,設置電力系統各種運行狀態下的參數,查看系統狀態和保護動作狀態。
2.優化教學方法
教師在課堂教學中要充分利用現代化教學設備,引入PPT課件教學,增加視頻及動畫演示內容,采用多種教學手段,將繼電保護理論知識生動地展示給學生,改善課堂學習氛圍,增強學生的學習興趣;將電力系統繼電保護技術發展的前沿知識引入課堂,針對應用前沿技術的工程及學生理論學習中普遍存在的題,增加課堂討論部分;提高學生學習繼電保護課程的積極性,鼓勵學生多思考、多提問、多總結;將MATLAB/SIMULINK計算機仿真引入實踐教學,對設計計算結果與仿真結果進行比較分析,使學生對繼電保護動作前后電力系統的運行情況有直觀的認識。
3.培養應用型人才的教學思路
在培養創新型高級工程人才基本目標的指導下,電力系統繼電保護課程樹立以理論教學為基礎、以工程實例為依托、以知識應用與實踐為目的的教學理念,其改變了以往實踐教學環節的教學模式。教師在實驗和課程設計中只給出實踐目的、注意事項、設備和要求,具體的實踐方法、步驟和報告由學生自行設計完成。教師將課程實習項目由部分驗證性實習全部改為綜合研究設計性實習項目,設置與理論教學相匹配的實驗實習項目,充分發揮模擬型實驗裝置和微機型實驗裝置的優點,以模擬型保護裝置為基礎,靈活模擬各種接線錯誤,以此鍛煉學生的分析能力。根據不同的課程設計題目和現有實驗室的條件,要增加實驗驗證或仿真驗證環節,通過理論教學與實踐環節相結合,提高學生的實際工程素質,培養學生的創新能力和獨立解決問題的能力。
三、結語
在“卓越工程師”目標下,只有適應繼電保護技術的發展趨勢,堅持基本理論與工程應用相結合,不斷探索新的教學方法,引入新的教學理念,合理組織教學內容,才能培養出更多優秀的工程人才,提高電力系統繼電保護專業人才的培養質量。
參考文獻:
關鍵詞:繼電保護;基本要求;狀態維修;
中圖分類號:TM58 文獻標識碼:A
1 繼電保護的基本要求
1.1 可靠性。可靠性包括安全性和信賴性兩個方面,它是繼電保護性能最根本的要求。安全性要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作,即不發生誤動作。信賴性要求繼電保護在規定的保護范圍內發生應該動作的故障時可靠動作,即不發生拒絕動作。
1.2 選擇性。選擇性是指保護裝置在動作時,在可能最小的區間內將故障部分從電力系統中斷開,從而來最大限度地保證系統中無故障部分仍能繼續安全穩定運行。
1.3 速動性。故障發生時,應力求保護裝置能迅速動作切除故障元件,以提高系統穩定性,減少用戶經受電壓驟降的時間以及故障元件的損壞程度。故障切除時間等于保護裝置和斷路器動作時間的總和。一般快速保護的動作時間為0.06s~0.12s,最快的可達0.01s~0.04s。一般斷路器的動作時間為0.06s~0.15s,最快的可達0.02s~0.06s。保護動作速度越快,為防止保護誤動采取的措施越復雜,成本也相應提高。因此,配電網保護裝置在切除故障時往往允許帶有一定延時。
1.4 靈敏性。指對于保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反應能力。在規定的保護范圍內發生故障時,不論短路點的位置、短路的類型如何,以及短路點是否有過渡電阻,保護裝置都應能靈敏反應,沒有似動非動的模糊狀態。保護裝置的靈敏性通常用靈敏系數來衡量。根據規程規定,要求靈敏系數在1.2~2之間。
2 狀態維修基本概念
狀態維修是指在設備狀態監測的基礎上依據設備當前的運行狀況,通過采用監測以及分析診斷結果等方法,來有效安排維修項目及其時間的維修方式。設備的狀態維修可分為狹義狀態維修和廣義狀態維修這兩個方面。
2.1 狹義狀態維修是一種相當具體的維修方式,也稱為“狀態維修”方式,通過分析設備工作過程中的劣化程度來進行適當的維修。在維修前判斷設備的異常并在故障發生前進行維修,并要根據通過狀態監視和診斷技術提供設備的狀態信息,也就是說依據設備的健康情況,科學安排維修計劃并進行相關設備狀態維修。
2.2 廣義狀態維修是為了確保及時準確地分析故障出現的規律并及時的對其進行維修,必須加強監測數據的管理與分析工作;而針對適合定期維修的設備而言,為了能達到提高設備可靠性、降低發電成本的目的,應該通過試驗確定合適的設備的壽命或運行的經驗來提高定期維修的準確性。還有針對其進行適時的故障監測,更需要分析監測得來的數據(主要是比較歷史數據和實時的各種參數),目的是保證及時知道設備的健康狀態。實施狀態維修的重要部分是如何管理這些數據和分析這些數據。
3 繼電保護的狀態維修
3.1 繼電保護狀態維修的需求及可行性
目前,微機繼電保護裝置已經全面取代常規的電磁型保護裝置。隨著電子元器件的質量和廠家生產工藝的普遍提高,微機型繼電保護裝置的可靠性和性能相對傳統保護在各個方面都有大幅度提高。傳統的繼電保護、安全自動裝置及二次回路接線通過進行定期檢驗來確保裝置元件完好、功能正常以及回路接線、定值的正確性。如果保護裝置在兩次校驗之間出現故障,只有等保護裝置功能失效或等到下一次校驗才能發現。若在此期間內電力系統發生故障,保護將不能正確動作。以往的保護檢驗規程是基于靜態型繼電器而設計的,未充分考慮到微機保護的技術特點,對微機保護沿用以前規程規定實施的維修周期、維修項目不盡合理。
一方面,現階段的電網主接線方式在很大程度上限制了設備停運維修的時間,如一臺半斷路器接線方式的線路保護很難實現停電維修,除非結合線路停電維修;雙母線接線方式已逐步取消旁路開關,變壓器保護很難因保護校驗而要求變壓器停電,母差保護、失靈保護的定期維修安排更是困難重重。
另一方面,帶電校驗保護在實施上具有安全風險和人員安全責任風險。因此,在實際運行中基本上很難保證保護設備可以有效地按照《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》的要求完成檢驗項目;尤其數字式保護的特性在很大程度上取決于軟件編程,這并非可以通過傳統的檢驗項目就能夠發現保護特性的偏差。
3.2 繼電保護狀態維修實施的關鍵
繼電保護狀態維修的基本思路是依據繼電保護裝置的“狀態”安排試驗和維修,其基準點是繼電保護裝置的“狀態”。繼電保護裝置的“狀態”是較難把握的,并且電力系統設備很多,尚未建立較為完善的設備實時監控系統。因此,實施繼電保護狀態維修的前提是要弄清保護的“狀態”,才能達到狀態維修“應修必修”的精髓,對設備“狀態”的任何把握不準,都會造成設備安全隱患。
4 繼電保護狀態維修方法
進行繼電保護狀態維修主要分為以下幾個步驟:1)把好設備初始狀態關。2)積極采用先進的在線檢測或帶電檢測手段。我們除了要對電力系統運行中的設備加強常規監督和測試外,還要采用先進的檢測手段(油色譜分析、紅外診斷等),從而來及時掌握電力系統運行設備的相關工作狀態。3)提高設備的狀態分析水平。設備狀態分析水平是狀態監測與狀態檢修進行相互銜接中的關鍵一環,我們要對設備的狀態分析水平合理把握,從而來保證電力系統中相關設備的安全穩定運行,進而來保證電網的安全穩定運行,創造一個和諧安全的工作環境。
5 繼電保護狀態維修領域研究的方向
目前,存在多種對于繼電保護狀態維修領域的研究,筆者在此對以下兩個方向的研究展開討論:
5.1 建立起不同類型的專家系統
在基于大量診斷知識的前提下,對繼電保護設備所發生的故障進行診斷,發現專家系統的使用存在著許多需要馬上解決的問題,例如,不具備全面的診斷知識,無法對繼電保護狀態維修過程進行確定性的表達,利用診斷知識得出的推理不具備邏輯性等嚴重的問題。因此,有必要建立起各種不同類型的專家系統,確保繼電保護狀態維修能夠順利實施。
5.2 建立起人工的神經網絡(ANN)
如今新興起的一種人工智能的方法就是ANN的基本理論,該理論為改善專家系統的缺點提供了一種全新而有效的方法。其中,它并行的處理能力與自學習的功能受到了大家的青睞,并且其大規模的并行處理能力可以提高推理速度,更適于診斷結構復雜、故障機理不明顯的復雜設備。
結語
繼電保護是電氣二次設備的重要組成部分,電力系統二次設備實施狀態維修,以適應電力系統發展的需要。實現微機繼電保護裝置的狀態維修,將計劃維修模式的預防性試驗改為狀態維修模式的預知性試驗,提高設備的安全運行水平,已成為一種共識。
參考文獻