变电站检修继电保护设备常见问题分析及处理措施.pdf

2015年9月25日第32卷第5期Telecom Power TechnologySep.25,2015,Vol.32 No. 5 收稿日期:2015 - 04 - 19 作者简介: 王雪冰(1973 -) , 男, 山西兴县人,1991年7月毕业于 太原电力高等专科学校, 工程师。 文章编号:1009 - 3664(2015) 05 - 0186 - 02 运营探讨 变电站检修继电保护设备常见问题分析及处理措施 王雪冰 ( 国网山西省电力公司岚县供电公司, 山西 吕梁033599) 摘要:在电力系统中, 变电站的一些配套保护设备是保证电网稳定运行的至关重要的一部分。传统意义上的继电保 护是指为了保证电网的回路接线及定值准确、 元件装置完好和功能正常而采用的设备及对电网的定期检查。目前的检查 项目主要包括电网的安全自动装置, 继电保护和二次回路接线。这是设备检修体制从计划检修向状态检修转化的一个重 要转折, 使设备检修体制变得更加科学、 规范。因此, 在一次设备状态检修技术的基础上对二次设备系统特别是继电保护 系统进行研究很有必要。文章分析了变电站检修继电保护设备的常见问题, 并给出了处理措施。 关键词:变电站检修; 继电保护系统; 常见问题; 处理措施 中图分类号:TM774文献标识码:A Analysis and Processing Measure of Common Problems in Substation Relay Protection Equipment Maintenance WANG Xue - bing (Lanxian Power Supply Company,Shanxi Electric Power Company,State Grid,Lvliang 033599,China) Abstract:In power systems,supporting protection of substation equipment is part of the crucial importance of ensu - ring stable operation of power system.Traditional relay protection refers to regular inspections to ensure loop wiring and setting the grid accurate,intact and functioning element device taken on the grid.The present inspection project mainly in - cludes the grid security automatic equipment,relay protection and the secondary circuit wiring.This is an important turn - ing point in the equipment maintenance system from scheduled maintenance to condition - based maintenance transformation; make equipment maintenance system become more scientific and standardized.Therefore,the secondary device system based on the equipment state maintenance,especially the study of relay protection system is necessary. Key words:substation maintenance;relay protection system;common problem;measures 电能是现代社会经济发展和国家建设的重要能 源, 不论是企业生产, 还是人们日常生活都离不开电 能, 保障电能稳定性及可靠性至关重要, 一旦大面积停 电必然会给人们正常生活带来影响。 1 继电保护设备状态检修的关键技术 为了保障整个供电系统及相关设备运行的可靠性 及稳定性, 状态检修必不可少, 只有这样才能提高设备 可用率, 保障设备可靠性。威布尔的浴盆曲线(Bath - tub Curve) 法( 图1) 是对电力设备进行可靠性评估的 最常用方法。 通过图1曲线可以看出, 故障阶段大致可分为三 种类型: 第一类早期; 第二类偶然; 第三类损耗性。状 态检修主要是为了提高设备可用率, 降低设备的失效 率, 但定期检修却不能有效的达到这一目的。我们在 计划检修的条件下进行多次的常规检测, 为状态检修 工作的开展和落实积累实战经验。综合考虑设备的本 身情况, 将一些较容易发生故障的设备视为重点检测 对象, 然后再列出一些重点测试项目, 在此基础上综 合、 合理、 科学的对设备进行分析并做出评价。 图1 浴盆曲线 要使状态检修得到推广, 需强化以下几方面: 1 . 1 在线监测技术 在线监测技术是状态检修开展的基础, 通过在线 监测技术能够及时有效的发现设备缺陷并以此来确定 何时进行检修。 1 . 2 提高人员技术水准 变电站和发电厂的大范围运用, 使得很多设备的 运行监测都能够依靠计算机来进行, 然而即使是再智 能的计算机都依旧需要人来操作和控制。纯计划检修 和状态检修对操作人员的素质要求大不相同。操作人 员如只进行纯计划检修那么只需单个专业面知识即 可。状态检修则有着很大差异, 要求操作人员不仅具 681 2015年9月25日第32卷第5期 王雪冰: 变电站检修继电保护 设备常见问题分析及处理措施 Telecom Power Technology Sep.25,2015,Vol.32 No. 5 备专业知识, 还要有独立处理事故和解决事故的能力, 这样就可以在设备的运行或检修等环节中降低由于人 为原因造成的损失, 从而保障企业效益。 1 . 3 有效的信息传递 要使状态检测的功能得到最大化发挥, 使检测工 作落到实处, 就需要对现场进行检测, 并将相关的后台 数据传给分析人员从而确保及时掌握设备状态并及时 处理。检测装置通过数据接口和后台分析检修中心的 局域网相连, 从而使得检修中心能够及时获取检测所 得到的数据。光缆是变电站的主要传输媒介, 除此之 外无线应用协议WAP(Wireless Aplication Protocol) 也被采用来进行一些数字信号的传输。 2 继电保护装置最佳检修周期 继电保护装置可靠性研究具有重要意义, 对其研 究和分析的目标是找出对继电保护装置可靠性造成影 响的因素, 便于确定维护时间和维护计划及措施, 来避 免继电保护装置故障的发生。传统的继电保护装置由 于技术相对落后, 内部并没有设置检测模块, 所以并不 具备自我检测功能, 故障时也无法发出警报以及提示。 对于这类继电保护装置要加强维护和检修, 若发现问 题或故障必须立即处理, 避免影响正常供电, 造成更大 的影响和损失。 继电保护装置可靠性分析方法有: 故障树、 概率 法、 马尔科夫模型法。 随着科技的不断发展, 新型继电保护系统自身不 仅具备了自检功能, 更具有一定的自我修复功能, 所以 并不完全适用概率法进行分析, 为了保障分析的科学 性及合理性, 选取马尔科夫状态模型法对继电保护装 置故障发生几率进行分析。 3 继电保护设备的各种状态 通常情况下, 保护装置主要有误动、 拒动这两种故 障类型。而究其产生原因则是多种多样的, 除了人为 因素之外也存在装置中硬件本身故障的因素 1。应用 自动检测技术便能够实时监控故障, 进而降低设备故 障率。 我们选取马尔科夫模型来对保护装置可靠性进行 深入分析, 并利用状态空间法来做进一步判断, 具体状 态空间模型见图2。 P设备定期检修的修复率为RDQ, 则状态9向状 态1的转移率RDS=DRDQ; 状态9向状态6的转移率 FFS=(1-D)zRDQ。 另一方面, 假设采用FD法对可靠性进行研究, 就 必须把各种可 能发生的状 况及转移关 系都考虑在 内 2。运用状态空间模型来分析可靠性时则需将所有 情况列入考虑范围。 在分析微机继电保护系统运行可能出现的状态 时, 需仔细考虑以下几个实质性问题: 图2 保护装置状态空间模型 a.维修、 定期检修P时, 停运P; b.设备的维修并不代表全部故障的排除; c.一般情况下, 都能够将存在的故障成功修复, 但是定期检修并不能保证将所有潜在故障一并扫除, 甚至可能出现原本完好的元件遭到破坏。 微机继电保护装置的自检功能能够发现b、c两种 问题, 并且在发现问题及故障时, 便能够实时发出警报 和提示, 并将故障数据传输到调度中心, 调度中心便可 根据接收到的故障数据进行维护 3。 微机继电保护系统存在多种状态, 具体如图2所 示: 该图中,C是被保护元件:CL是邻近C的元件; P 是保护装置:UP是C或者P的正常运行情况; DN是 C或者P出现故障;ISO是C处于隔离状态, 由于检修 或者故障已经断开系统;INS是P的定期检修状态; REP是P正进行维修 4。状态 1是C、P均正常运行; 状态6是区外、 反方向出现故障, 但P已经正确反应; 状态7是P误动导致完好的C被隔离; 状态8是扩大 了故障范围, 也就是未发现P已经存在故障, 其后C 发生故障, 两者都无法运行, 但是P无法正常运行就 扩大了故障范围, 为及时采取后备保护将C隔离; 状 态9是定期检修继电保护设备 5。 3. 1 继电保护系统状态的转移率 以RP、RC表示P、C的修复率; 以FP、FC表示P、 C的硬件故障率; 当P出现故障,C停运, 其故障率是 FPC; 人为过失(P整定错误、 接线错误) 造成区外故障, P出现误动的故障率是PQW; 区外、 反向故障时,P启 动无误动; 当C正常运行, 那么P误动转移率是FSW; P定期修复率是RDQ;P启动以至于最终的整组复归, 对应转移率是RFG。 3. 2 检修因素对微机继电保护可靠性模型的影响 通过分析不难看出影响微机继电保护可靠性的因 素很多, 检修因素就是其中最为关键的影响因素之一。 ( 下转第190页) 781 2015年9月25日第32卷第5期Telecom Power TechnologySep.25,2015,Vol.32 No. 5 = 2. 01 W/ (m2) ,东 外 窗 面 积14. 4 m2,K= 3. 4 W/ (m2) 。 外墙冷负荷:CLQ=q1F1kakb K K0 =16. 718. 78 1. 0521. 4362. 01/1. 96=485. 9(W) 。 因传热系数不同, K K0 为采用实际传热系数/基准 传热系数的比值。 外窗冷负荷:CLQ=q1F1kakb K K0 =198. 214. 4 0. 9421. 1373. 4/5. 94=1 750. 7(W) 围护 结 构 冷 负 荷:CLQ = 485. 9 + 1 750. 7 = 2 236. 6(W) 。 与文献中的计算结果为2 124 W相比较, 误差为 5%。 4 结束语 冷负荷工程计算方法的计算结果虽然比冷负荷系 数法计算的结果大5%, 但仍能满足实际工程的准确 度要求。与传统冷负荷法相比, 冷负荷工程计算方法 具有计算过程简单、 有效节省时间等特点, 能减轻前期 设计工作量, 并且能保证计算准确度。 空调冷负荷的工程计算方法与设计师的经验有非 常大的关系, 而且冷负荷计算与当地经济水平、 建筑物 功能定位、 空调产品质量等相关。随着计算机的普及, 设计师坚持用辅助软件进行空调冷负荷详细计算应该 给予充分肯定。 参考文献: 1 施俊良, 王雷岗, 谭健平.电动设备冷负荷计算新方法 J.暖通空调,2013, (08) :8 - 11. 2 荣剑文.湿球温度的计算及应用J.制冷技术,2008, (04) :38 - 40. 3 裴 芳, 刘小兵.两种冷负荷计算方法的比较J.低温 与特气,2008, (04) :15 - 18. 4 王振江, 端木琳, 李祥立, 王仁瑾.公共建筑围护结构冷 负荷的 简 单 估 算 方 法 J.建 筑 热 能 通 风 空 调,2010, (06) :64 - 67. 5 刘向东, 宋 莉.四类民用建筑空调设计冷负荷的概算 A.中国建筑学会暖通空调专业委员会、 中国制冷学会 第五专业委员会.全国暖通空调制冷1998年学术年会论 文集(2) C.中国建筑学会暖通空调专业委员会、 中国制 冷学会第五专业委员会,1998. ( 上接第1 87页) 判断检修因素的影响可通过检修成功系数以及维修系 数来判断。检修成功系数的定义是, 定期检修P时发 现并及时排除的故障数, 以yD表示; 故障维修系数的 定义是, 成功修复P所出现故障的概率, 以ya表示。 在故障发生时, 系统会做出相应反应, 例如发出警报和 信号, 传输故障数据、 进行故障提示等, 这便于工作人 员对故障点的辨别。那么设定故