摘 要:继电保护设备在电网的安全运行中起着非常重要的作用,状态检修可保障其装置完好和功能正常。首先概述了继电保护设备实施状态检修的重要意义,其次阐述了实施继保设备状态检修的关键技术,最后介绍了继保设备状态检修的实现方法。
关键词:继电保护设备 状态检修 关键技术
中图分类号:TM5文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)08(c)-0153-01
继电保护设备是电力系统的重要组成部分,对保证电力系统安全经济运行、防止事故发生和扩大起到至关重要的作用。传统的继电保护设备通常采用定期检修方式,依据《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求,对继电保护及相关的安全自动装置及二次回路进行定期检验,确保装置完好,功能正常,确保回路接线及定值正确。若保护装置在两次校验之间出现故障,只有等保护装置功能失效或等下一次校验才能发现。如果在此期间系统发生故障,保护不能正确动作将使系统出现非常严重的问题。因此,保护设备同样需要进行状态检修。
1 继电保护设备实施状态检修的关键技术
1.1 在线监测技术是状态检修的基础
在运行状态下采用在线监测技术对设备进行连续、实时的测试,及时有效地发现设备早期的缺陷,并据此确定检修的时机。
1.2 设备状态分析是状态检修的核心
状态检修的关键在于采集在线监测的信息,分析相关的资料,把握有助于全面掌握设备状态和设备状态变化的趋势,从而将更科学的检修策略应用到状态检修中去,即通过对有关设备的历史资料如出厂试验、历次试验、检修与故障记录及运行状态等的统计分析,对某类设备的状态做出评估,对其状态的变化趋势或规律做出预测。
1.3 信息有效传递是状态检修的保障
状态检修的实施需要通过传输介质将现场监测和后台分析的数据及时传递至相关分析人员,确保设备状况的及时掌握和有效处理。现场在线监测装置通过数据通信接口与后台分析系统及检修中心局域网络相连,检修中心通过网络实时获取各装置的监测数据。变电站内主要采用光纤传输作为传输媒体,也采用无线应用协议WAP(Wireless Application Protocol)进行数字信号传输。
1.4 专业技术是状态检修的关键
状态检修与纯计划检修对人员素质要求有很大不同:纯计划检修要求技术人员掌握一个层面的专业知识即可,而状态检修要求有综合的专业知识、独立的判断能力、很强的事故处理能力,需要多面型的技术人才,在设备运行、设备故障处理和设备检修过程中使经济损失降到最低,确保较高的设备利用率和整体效益。
2 继电保护设备状态检修的实现
2.1 微电子及现代信息技术使保护设备实现自检
随着微机保护技术的迅速发展,保护装置具备了很强的自检功能。通过编程手段实现保护的基本功能,其动作特性是由软件的逻辑功能所确定,不会出现整定值偏离预计值,不需要通过定期的检测手段进行调整。理论上可实现对逆变电源和电流、电压采样数据合理性的校验,实现对保护定值的完整性、保护的数据通信环节以及保护执行回路可靠性的监视等。
因此,基于微电子技术和现代信息技术的微机保护装置自身已具备了实现状态检修的基础。
2.2 保护装置二次回路状态检修的实现
实现继保设备状态检修必须将保护系统所需监视的各个环节进行合理的划分。数字式保护装置本身具有状态监视的基础功能,作为电网安全屏障的继电保护除了装置自身外,还包含了交流输入、直流回路、操作控制回路等,对于继保状态检修应该将其作为一个整体。这样才能有效避免状态监测的“盲点”,便于对其进行推广。
保护装置二次回路是由若干继电器和连接各个设备的电缆构成的。作为继电保护的出口控制,很多操作回路还不具有自检、在线监测、数据远传的功能,这将使得在对保护设备进行状态检修时,因二次操作控制回路达不到要求而不能顺利工作。
随着软、硬件技术的发展以及平台技术在保护设计制造中的应用,PLC可编程逻辑功能使保护的范畴延伸到装置外的回路中。
2.3 断路器状态及电压、电流回路监视
(1)断路器状态监视。
断路器跳闸接点的优先监视是保护状态检修的重要环节。常规的断路器例行维护需要确保跳、合闸回路工作正常、操作机构正常、断路器的遮断容量满足系统要求,这样的检修模式会造成很大程度的过度检修。而保护监测系统记录了断路器全程动作情况,可更好的评估断路器的状态,提出检修策略。
(2)电压回路监视。
对于电压回路监视体现在以下三个环节。
①单相或两相电压失却检测零序电压,当发现没有零序电压和负序电流时,表明电压回路有故障,在电网发生故障时,电压回路的稳定工作通过检测零序或负序电流来实现。
②在正常负荷情况下三相电压失却,无法监测到零序电压,无法启动电压回路监测功能,此时依据电流的变化量启动电压回路监测功能。
③线路充电时三线电压失却,可能由电压互感器回路故障或近区故障引起,此两种情况充电前后都会有电流变化,第一种情况需要闭锁保护,第二种情况需加速跳闸,上述情况均需过流检测器协同工作。
(3)电流回路监视。
电流回路断线会引起保护误动,电流监视回路必须检测电流回路的异常情况。主要原理是在没有零序电压的情况下监测到零序电流,表明零序电流回路有异常。由于电压互感器的联结必须反映一次侧的零序电压,因此必须采用三相无柱式或一次侧接地的电压互感器且采取延时告警、瞬时闭锁逻辑。
3 结语
继电保护设备是电力系统中的重要组成部分,对保证电力系统的安全经济运行、防止事故发生和扩大起到关键性的作用。保护设备实施状态检修可改善设备运行管理水平,提高处理事故的反应能力,加快发现装置的异常并能准确定位,为检修工作提供明确目标,从而确保电力系统安全可靠供电。
