关于电力系统二次回路状态的检修

靳颖超

郑州祥和集团有限公司 河南 郑州 450000

1 二次回路状态检修特点

1.1 针对性强

区别于计划检修只以时间为检修依据，不考虑设备的运行状态与健康状况“一刀切”的检修方式。二次回路状态检修以状态检修数据为依据，检修目的明确，针对性强，可实现电气设备全寿命周期管理。

1.2 经济性好

检修任务以电气设备运行工况为依据，对检修周期可根据实际情况适当缩短或延长，极大程度上降低了检修事故与维护成本，同时还使供电可靠性因设备检修停运时间的减少而得到提升。

1.3 智能化运营与管理

可实时预览电气设备当前与历史状态，并预测其状态发展趋势，如若利用互联网技术将状态数据连接，还可远程管理状态监测，判断设备故障，同时将检修时间、方式与重点项目智能生成。

2 状态检修系统构建

把握设备当前所处状态为继电保护设备及二次回路状态检修的关键所在，而用何种概念定义设备状态则为检修系统的难点与重点问题。在我国目前的检修体制中，虽然对设备评价指标给予了相应规定，但是对设备的真实健康状况仍然难以合理、全面地反映。因此，基于现有条件的应用，本文对继电保护设备及二次回路提出更加合理与全面的状态检修体系[1]。

2.1 系统业务应用

所谓继电保护设备及二次回路状态的检修，其包含设备状态监测、状态诊断与检修决策3层含义，本质是在电气二次设备台账与运行检修基础数据与状态监测的基础上，以设备状态量监测与分析诊断结果为依据，对检修项目与间隔时间科学、合理安排的一种检修方式。

（1）设备状态监测。作为状态检修任务实施的基础，设备状态监测通过对设备运行过程中各类状态数据的实时收集，以此服务于设备状态评价与诊断工作。

（2）设备状态诊断。基于设备状态监测数据的应用，同时结合设备状态当前与历史信息，将设备状态评价与诊断模型通过专家诊断系统与神经网络技术合理建立，以此准确判断继电保护设备的健康状况；

（3）设备检修策略。在对设备健康状况准确判断后，针对其中存在的问题，为真正达到“应修必修，修必修好”的目的，合理决策检修方式，以此对检修试验工作起到指导作用。

继电保护设备及二次回路状态检修体系为一个动态循环过程，其以信息收集、整理以及综合分析为核心内容（同时也是难点所在），在设备运行过程中，利用合适的方法对所产生的能够表征设备健康状况的各类状态因素信息进行综合分析，可对设备运行检修试验工作的开展形成有效的指导。对于设备状态信息的整理，目前最常用的方法是基于设备信息的分析，提取并抽象出标准化状态量（表征设备健康状态），并且为使表征设备健康状态的各类因素均包含于状态量中，提取与抽象过程必须以现场运行检修经验和专家论证结果为依据；与此同时，为全面掌握设备的健康状况，还必须在综合分析状态量后合理建立算法模型，目前较为通用的有模糊评价模型、神经网络模型与决策树模型。不同模型均有各自的特点与不足，基于实用性考虑，决策树模型对实际应用效果表现最好，其具体是根据专家意见，将各状态量的指标权重综合分析得出，然后对设备健康状态采用加权评分的方式做出量化性评价。由于单一算法必然会存在局部漏洞与不足，因此为提升评价结果的准确性，模型建立应采用多种方法配合的方式，以此对彼此间不足之进行互相弥补。

2.2 系统功能分析

继电保护设备及二次回路状态检修系统在结构组成主要包括基础标准管理、设备管理、监测告警、运行管理、状态评价管理、状态检修管理与决策分析管理7大业务模块，其总体功能定义为：通过对反映继电保护设备健康状况的特征参数（如相关基础资料和设备实时/历史运行数据）的获取与处理，对其当前健康状况进行综合评价，并针对状态劣化与趋势不良的设备将告警消息及时发布，然后对故障原因通过模拟进行分析，最后利用综合优化检修策略模型分析，将设备检修决策建议提出。

（1）基础标准管理。为整个状态检修工作高效化与标准化实施的基础，使状态检修工作涉及的各类基本项实现了标准化与规范化。

（2）设备管理。为设备状态检修试验管理的基础与对象，通过继电保护设备主体数据库的建立，在便于设备统一管理的同时规范了管理过程，使设备技术参数与基本信息实现了标准化管理。

（3）监测告警。以状态量指标变化为依据，通过设备各项运行指标信息数据的实时收集与提供，为设备状态评价及发展趋势分析给予了有力支撑，使设备运行过程实现了实时监控。

（4）运行管理。通过设备运行过程中各项数据（如在监测信息、异常记录信息、不良工况信息以及家族性缺陷信息等）的实时收集，为设备状态全面评价提供数据支撑，实现了设备运行、检修、试验校验数据的管理维护功能。

（5）状态评价管理。基于反映继电保护设备或二次回路运行状态的各项指标数据，系统以继电保护设备状态特征量与状态评价相关导则标准为依据，自动通过状态评价模型分析或人工干预进行分析评价，以此将设备总体健康状态等级得出。需要注意的是，由于组成继电保护设备的回路与零部件较多，基于设备数据分散的考虑，因此以间隔为分析单元进行评价，进而得出保护间隔运行状态等级。

如下图1所示，以优化算法模型进行设备状态评价，将设备基本信息、运行信息、参数信息与状态评价标准利用关系运算库灵活、有效、全面地建立关系模型，以此将设备运行状态通过复杂的逻辑运算得出。

图1 设备状态评价算法模型图

图中A、B、C分别代表设备的运行数据项，M、N为设备状态，其中M1代表良好，M2代表正常，M3代表注意，M4代表异常，M5代表严重。模型中采用树状结构对设备状态量由顶层向底层逐次进行定义，而状态判断与分析则从底层向顶层进行，以此将设备的综合状态得出。

2.3 检修管理内容

（1）故障诊断。将设备不良状态（即M3注意、M4异常与M5严重状态）通过评价得出后，以此为依据对设备故障原因与位置采用状态诊断法进行诊断，为状态恢复或故障处理提供参考。

（2）检修策略。基于状态评价结果，系统在对风险进行综合评估后，结合设备状态与风险度建立二维关系模型，以保护设备健康运行为目的，综合优化出检修等级、时间以及次序等安排。

（3）检修计划。根据检修策略信息，系统通过与相关一次设备检修计划的结合，同时以生产计划数学计算模型为依据，将保护设备的检修计划自动生成。

2.4 决策分析

如下图2所示，在设备连续运行状态下，以运行时间与状态评价参数为依据，通过数据挖掘与统计技术的运用，基于设备状态发展规律的总结，以此预测其发展趋势，判断在未来某一时间点的运行状态，为设备管理人员与检修人员提供重要性参考依据。

图2 设备状态预测模型图

模型中Ⅰ、Ⅱ表示设备实际运行时间区间，Ⅲ表示设备预测运行时间区间。曲线实指设备在Ⅰ、Ⅱ区间的不良运行状态趋势和在Ⅲ区间的不良运行状态，由此即可将设备在后期的运行状态趋势预测出来[2]。

3 结束语

电力系统二次回路以监测、保护、调节与控制一次回路为主要作用，其虽然不直接参与电能生产、变化、传输以及分配等工作，但对电力系统运行安全与供应质量具有直接性影响，为智能变电站发展与推广的关键因素。