一、前言

    近年來，隨著微機(jī)繼電保護(hù)的普遍應(yīng)用，保護(hù)裝置逐步具備了相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，可實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置重要信息的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。充分利用數(shù)字式保護(hù)的技術(shù)特征，實(shí)現(xiàn)數(shù)字式保護(hù)的狀態(tài)檢修，改變目前保護(hù)裝置計(jì)劃檢修模式，將預(yù)防性試驗(yàn)改為預(yù)知性試驗(yàn)，提高設(shè)備的安全運(yùn)行水平，已成為一種共識(shí)。

    狀態(tài)檢修也叫預(yù)知性維修，首先由美國杜邦公司提出，以設(shè)備當(dāng)前的工作狀況為檢修依據(jù)，通過狀態(tài)監(jiān)測手段，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)測基礎(chǔ)上，根據(jù)監(jiān)測和分析診斷的結(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、設(shè)備診斷、檢修決策三個(gè)環(huán)節(jié)。狀態(tài)監(jiān)測是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，狀態(tài)監(jiān)測是設(shè)備診斷的依據(jù)，檢修決策就是結(jié)合在線監(jiān)測與診斷的情況，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。電力系統(tǒng)長期以來實(shí)行的以預(yù)防性計(jì)劃檢修為主的檢修體制，主要依據(jù)檢修規(guī)程來確定檢修項(xiàng)目，存在設(shè)備缺陷較多的檢修不足，設(shè)備狀態(tài)較好的又檢修過度的狀況，一定程度上導(dǎo)致檢修的盲目性，實(shí)際上很難真正實(shí)現(xiàn)“應(yīng)修必修，修必修好”的檢修目標(biāo)。

    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，其中電氣二次設(shè)備主要包括繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、故障錄波器、就地監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)等。隨著一次設(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)間將越來越短，從客觀上對(duì)電氣二次設(shè)備檢修提出了新的要求。作為電氣二次設(shè)備重要組成部分的繼電保護(hù)，承擔(dān)著保障電網(wǎng)穩(wěn)定和電力設(shè)備安全的重要職能，在實(shí)際運(yùn)行中因繼電保護(hù)造成的系統(tǒng)故障時(shí)有發(fā)生，盡管隨著數(shù)字式保護(hù)裝置的廣泛使用，保護(hù)不正確動(dòng)作次數(shù)相對(duì)減少，但由于制造、設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)、運(yùn)行等各種原因造成的保護(hù)不正確動(dòng)作絕對(duì)次數(shù)仍然很多。作為保障繼電保護(hù)正確履行電網(wǎng)“靜靜的哨兵”職能的主要手段，依舊是依據(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》，通過定期檢修維護(hù)保護(hù)裝置的可用率。顯然，這種基于靜態(tài)型設(shè)備的檢驗(yàn)規(guī)定已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用的數(shù)字式保護(hù)。

    因此，繼電保護(hù)設(shè)備如何在檢修體制、檢修方法及檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢修周期等方面，通過合適的技術(shù)措施和手段，保證保護(hù)設(shè)備的可靠運(yùn)行適應(yīng)電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求，實(shí)行保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修將成為一種必然的選擇。

二、保護(hù)狀態(tài)檢修需求

    傳統(tǒng)的繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置及二次回路接線是通過進(jìn)行定期檢驗(yàn)確保裝置元件完好、功能正常，確�；芈方泳�及定值正確。若保護(hù)裝置在兩次校驗(yàn)之間出現(xiàn)故障，只有等保護(hù)裝置功能失效或等下一次校驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)。如果這期間電力系統(tǒng)發(fā)生故障，保護(hù)將不能正確動(dòng)作。以往的保護(hù)檢驗(yàn)規(guī)程是基于靜態(tài)型繼電器而設(shè)計(jì)的，未充分考慮到數(shù)字式保護(hù)的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)數(shù)字式保護(hù)沿用以前規(guī)程規(guī)定實(shí)施的檢修周期、項(xiàng)目不盡合理。

    同時(shí)，現(xiàn)在電網(wǎng)主接線方式在很大程度上限制了設(shè)備停役檢修的時(shí)間，如一臺(tái)半斷路器接線方式的線路保護(hù)很難實(shí)現(xiàn)停電檢修，除非結(jié)合線路停電檢修;雙母線接線方式已逐步取消旁路開關(guān)，變壓器保護(hù)很難因保護(hù)校驗(yàn)而要求變壓器停電，母差保護(hù)、失靈保護(hù)的定期檢驗(yàn)安排更是困難重重。

    另一方面，帶電校驗(yàn)保護(hù)具有實(shí)施上的安全風(fēng)險(xiǎn)和人員安全責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)。因此，在實(shí)際運(yùn)行中基本上很難保證保護(hù)設(shè)備可以有效地按照《繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)條例》的要求完成檢驗(yàn)項(xiàng)目。尤其數(shù)字式保護(hù)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(tǒng)的檢驗(yàn)項(xiàng)目來發(fā)現(xiàn)保護(hù)特性的偏差，實(shí)際上，傳統(tǒng)檢驗(yàn)規(guī)程所確定的檢驗(yàn)項(xiàng)目合理性已面臨新技術(shù)應(yīng)用的挑戰(zhàn)。數(shù)字式保護(hù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)使保護(hù)設(shè)備本身具有很強(qiáng)的自檢功能。因此，作為裝置本身的監(jiān)測和診斷已具備實(shí)現(xiàn)的可能，保護(hù)裝置檢修決策的確定具有了可靠的基礎(chǔ)。同時(shí)，電氣設(shè)備狀態(tài)檢修其概念上的合理性和技術(shù)上的可實(shí)現(xiàn)性，使保護(hù)實(shí)行狀態(tài)檢修模式具有極強(qiáng)的示范效應(yīng)，檢修效率的提高和設(shè)備可靠性的提升，將能有效地提高設(shè)備的安全性和可用率，適應(yīng)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要。

三、需解決的應(yīng)用難點(diǎn)

    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)測的是各元件的動(dòng)態(tài)性能，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)展為保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

    雖然，數(shù)字式保護(hù)裝置本身具備狀態(tài)檢修的實(shí)施基礎(chǔ)，但作為電網(wǎng)安全屏障的繼電保護(hù)除裝置本身，還包含交流輸入、直流回路、操作控制回路等，狀態(tài)檢修范疇如果僅僅局限在裝置本身將很難有實(shí)施推廣的基礎(chǔ)。對(duì)于保護(hù)的狀態(tài)檢修必須作為一個(gè)系統(tǒng)性的問題來考慮，或者說保護(hù)的狀態(tài)監(jiān)測環(huán)節(jié)如果能包含交流輸入、直流、操作回路等，狀態(tài)檢修就比較有可能在實(shí)際應(yīng)用中得到推廣。

    因此，實(shí)施保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)監(jiān)測:交流測量系統(tǒng)，包括CT、PT二次回路絕緣良好、回路完整，測量元件的完好;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。保護(hù)裝置本身容易實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測，但由于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，要通過在線監(jiān)測繼電器觸點(diǎn)的狀況、回路接線的正確性等則很難，這可能是保護(hù)遲遲未能有效地推進(jìn)狀態(tài)檢修的主要原因之一。

    電氣二次操作回路是對(duì)電氣一次設(shè)備進(jìn)行操作控制的電路，是繼電保護(hù)的一個(gè)重要組成部分。在繼電保護(hù)設(shè)備要求進(jìn)行狀態(tài)檢修的情況下，作為繼電保護(hù)出口控制回路操作箱均采用硬件式結(jié)構(gòu)，即由繼電器直接在220V強(qiáng)電回路中通過二次線聯(lián)接而成，接線繁雜，不具備自檢、在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能。雖然在綜自站中該回路一部分硬接點(diǎn)可通過綜自設(shè)備(如測控設(shè)計(jì))進(jìn)行上傳監(jiān)控，但要求二次回路繼電器輸出接點(diǎn)增多，使接線復(fù)雜化，可靠性下降，同時(shí)聯(lián)接電纜也增多。

    繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)施的重要基礎(chǔ)就是在設(shè)備狀態(tài)特征量的采集上不能有盲區(qū)。顯然，對(duì)保護(hù)設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修而言，現(xiàn)有的二次控制回路操作箱達(dá)不到要求。而利用美國SEL提供的數(shù)字仿真式繼電保護(hù)平臺(tái)可以有效地設(shè)計(jì)微機(jī)操作箱，成功解決了電氣二次回路狀態(tài)檢修問題可為實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)完整的狀態(tài)監(jiān)測，為繼電保護(hù)實(shí)行狀態(tài)檢修創(chuàng)造必要的條件。

四、結(jié)論

   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)備在狀態(tài)監(jiān)測技術(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，或者說從保護(hù)裝置的檢測拓展到相關(guān)回路的檢測，從而使繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修具備了實(shí)施的基礎(chǔ)。保護(hù)的狀態(tài)監(jiān)測將有助于對(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)有效的管理和信息共享，并為設(shè)備運(yùn)行狀況的分析提供了可靠的信息基礎(chǔ)，將有助于合理地制定設(shè)備的檢修策略，提高保護(hù)裝置的可用率，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。