面向状态检修的继电保护系统可靠性评估赵晓蕾

面向状态检修的继电保护系统可靠性评估赵晓蕾

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摘要:继电保护的状态检修可及时发现保护系统的隐藏故障,有效提高保护系统的可靠性,而状态检修策略的合理制定需以继电保护系统当前的可靠性为指导。继电保护状态检修的最终目的是提高保护系统可靠性。因此,为了提高电网互联系统的运行可靠性,保证电网的安全稳定运行,有必要研究面向状态检修的继电保护系统可靠性评估。

关键词:状态检修;继电保护系统;可靠性评估

1继电保护系统传统定期检修存在的问题

继电保护传统的定期检修(计划检修),单纯按固定的时间间隔对继电保护进行检修,不考虑设备的实际情况,因此这种检修方式存在着很大的强制性和盲目性,主要存在以下几个方面的问题:

(1)不考虑继电保护的实际状况。一律执行预先规定的检修周期,过度检修和不足检修并存,不但造成继电保护有效利用时间的损失和人力、物力资源的浪费,甚至会引发检修故障,出现越修越坏的情况;

(2)检修过程中针对性不强,掌握继电保护实际状态不够,检修中不能抓住重占.

(3)检修部门所维护的继电保护的数量在不断增多,但检修人员和检修成本无法同比例增长。在人员有限的情况下,将导致继电保护校验工作的质量有所下降;

(4)由于计划检修停电次数较多,停电时间较长,造成检修工作的时间过长,也就增加了事故发生的概率。从电网的稳定运行角度考虑,设备过多地停电检修,将会在很大程度上削弱电网的可靠性。

2继电保护系统的状态检修

状态检修是基于设备状态,利用各种监测方法,结合设备运行状况等进行分析,针对故障的影响及趋势的监测和诊断结果,科学安排检修时间和项目的检修方式。这其中包含三个流程:设备状态监测,故障分析诊断,检修决策制定。继电保护状态检修通常是针对电气二次设备状态进行的,能有效弥补计划检修方式的不足,是未来设备检修的趋势所在。

继电保护状态检修包括:设备状态、故障监测,诊断信息分析与处理,继电保护装置带电检验、故障排查,检修后的复查验收,检修记录总结归档等多个方面。继电保护状态检修可以保证设备有效运行时长,提高继电保护质量,增进企业经济收益,减员增效优化运行,实现继电保护管理的“能控、实控、优控”,为电网安全稳定运行保驾护航。

3面向状态检修的继电保护系统可靠性评估

基于可靠性的状态检修,这种检修方式旨在以最低的检修费用而实现设备的最高可靠性。基于可靠性的状态检修,以提高设备的可靠性为主要目的,通过对设备进行可靠性分析,建立相应的可靠性评价准则和标准,以便准确地评估其可靠性,为状态检修策略的制定提供重要参考。在对设备进行可靠性评估时,充分考虑到了设备各个部件的可靠性,并根据其在设备整体可靠性中的影响程度而进行加权考虑。基于可靠性的状态检修计划的制定,还应从安全、经济角度进行考虑,并不能一味地追求设备的离可靠性而不顾检修费用和设备成本的投入。基于可靠性的状态检修,还根据设备的故障类型及其带来的后果进行综合分析,从设备的可靠性出发,为设备定制个性化的检修策略。

继电保护有"四性"的要求,即可靠性、快速性、选择性和灵敏性。其可靠性的含义更宽泛,不仅要求继电保护设备本身具有很高的可靠性,能够无故障、无隐患地连续长时间正常运行,而且还要求继电保护设备能够正确反映电力系统中的所有故障,并根据故障情况做出正确的动作行为。因此,继电保护设备的不可靠,其主要表现为2个方面:一是保护装置本身出现故障的概率较高,二是继电保护设备出现拒动或误动。继电保护设备的拒动或误动给电网带来的损失更大,而保护装置出现故障时,却不一定发生了电网故障,一般继电保护都具有自检功能,能够发现很多装置本身的故障。

通过对继电保护设备的运行状态进行监视,及可靠性分析,根据基于可靠性的状态评估结果有针对性地采取相应的检修,可以尽可能地提高设备的使用率,使检修效率提高,降低检修成本。

3.1选择面向状态检修的继电保护系统可靠性评估的原因

(1)继电保护设备对可靠性的要求

继电保护设备肩负着电网安全可靠运行的重任,它的检修工作关系到电力设备的运行,因此也必须像一次设备一样对其开展行之有效的检修,而对继电保护设备进行可靠性评估是制定合理、有效检修策略的前提条件。

(2)电力系统安全、可靠运行对继电保护可靠性的要求

继电保护是为电力系统的一次设备服务的,它通过测量电为系统中所有电气设备的各种运行参数,以掌握电力系统的运行状态;当电力系统出现异常状况时,继电保护装置应发出正确的报警信息,供运行人员、调度人员分析判断;当电力系统发生故障时,继电保护设备应该立即正确判断故障类型、并迅速做出正确的动作行为,把故障隔离在尽可能地小的范围之内,使正常部分的电为系统继续稳定运行;当电力系统出现诸如系统频率降化、系统电压下降等全网性或大区域性的安全稳定问题时,继电保护设备应能立即有所反映,并正确地采取相应的措施。

(3)管理层对可靠性的严格要求

目前的现实情况是供电企业的管理层、决策层对供电可靠性的要求极其重视,供电可靠率是一个非常重要的生产指标。系统设备的供电可靠性主要通过设备停电时间的长短来反映。但规程规定,任务电力设备都不能在失去保护的情况下投入运行。如果由于继电保护设备的可靠性不髙,该保护设备不得不退出运行,则相应的一次设备也不得不退出运行,此时造成了供电可靠率的降低。因此,电力系统的供电可靠性是建立在继电保护设备的可靠性之上的。相比于设备投入的成本,对继电保护可靠性的追求要更加能够得到管理层的重视。

3.2面向状态检修的继电保护系统可靠性评估的方法

面向状态检修的继电保护系统可靠性评估是针对可靠性最高检修目标,建立对应的目标模型,通过对设备进行状态监测,获得设备的运行状态信息,通过分析与判断掌握设备的运行状况,并构建相应的评价指标体系,给出一定的约束条件和评价准则,通过输入各个指标的评分,求解出最佳的检修策略。

(1)状态检修所需的信息来源

设备的运行状态信息主要包括了设备的在线监测的状态量、预防性试验的结果数据、设备本身的性能参数、设备巡视检查结果、设备历史运行状况和检修情况等。针对具体的继电保护设备,所有状态信息的采集与获得,几乎都通过相类似的设备、途径、方法而得到。

(2)状态量的预处理

在通过一定的手段获得所需要或可能得到的状态量之后,有必要对一些状态量进行预处理,对这些信息的预处理也基本相同,如数据存储、相关状态量的综合(如由电压、电流计算功率)等;再如运行环境的状态量包括了温度、湿度等。

(3)状态评价的过程

通过获得基本的状态信息,对其进行分析判断,得出设备的状态评价结果。在这个过程中,评价流程大同小异,都是通过建立相对应的评价体系,通过某种方法确定各个指标的权重,针对各个指标进行评分,最后加权运行得出综合评分。

(4)设备的状态量

针对于具体的继电保护设备,用来进行状态评价的状态量,基本相同比如主变差动保护的状态量基本由其运行环境、装置本身性能、在线监测或自检等相关信息组成,或者由某几个共性的相关量综合而成。设备的状态量的构建,总是离不开这两个根本,一是其装置或设备本身的内在性能参数或特性;二是影响其运行性能的外部环境或条件的各种参数。特别需要强调的是,此处相同的状态量是指针对于继电保护设备本身的状态量。

(5)评价的立足点

可靠性是相对的,并不意味着髙可靠性就不会发生故障,只是故障概率更低,可靠性评价的立足点侧重于设备本身。

(6)最终的评价体系

一个评价系统的评价体系包括了针对于具体评价目标的所有指标,及这些指标之间的相互关系。基于可靠性的状态检修,主要考虑了整个继电保护系统的可靠性,把整个继电保护系统根据设备特点、运行聘性等条件有机地分解成各个部件,然后分析各个部件的可靠性,采用一定的数学方法,计算出整个系统的可靠性。

(7)具体实施方法

基于可靠性的状态检修,主要以设备的可靠性管理为主,通过继电保护系统所有环节的可靠性研究与评价,得出相应的可靠性指标评分,为可靠性的评价打下基础。

4结束语

基于可靠性的状态检修可以比较好地适应继电保护设备的运行特点,对状态检修的管理工作还需不断地加以实践,提高管理水平,并对检修人员的状态检修技能水平进行培训,提高检修效率,进一步降低检修成本,最终不断提高检修的经济效益。

参考文献:

[1]邱冠华.提高继电保护可靠性的措施探讨[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2012,29(2):70

[2]陈诚.继电保护装置状态检修的可靠性研究[J].科技风,2012,3(12):27

[3]王俊芳.面向状态检修的继电保护系统可靠性评估.北京交通大学.2018.03

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