摘要：从继电保护可靠性出发，提出了一种继电保护状态检修的新思路，有效解决了传统定期检修造成设备过修或欠修的问题，实现了带电随机的预知性检修，并在实践中验证了继电保护状态检修技术的科学有效性。
关键词：继电保护；状态检修；带电；创新
作者简介：李振华（1977-），男，山东安丘人，安丘市供电公司，技师；刘玉森（1974-），男，山东安丘人，安丘市供电公司，工程师。（山东 安丘 262100）
中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）36-0142-02
随着微机继电保护技术不断进步，继电保护可靠性、定值整定灵活性大大提高，依据传统《继电保护及电网安全自动装置检验条例》来定期检修显然不合时宜，暴露出较多的问题。
一、继电保护状态检修创新管理提出的背景
继电保护作为电力系统的重要组成部分，时刻保障着电网和电力设备的安全，随着社会经济的发展，电力系统的安全稳定运行对继电保护可靠性的要求越来越高，然而，继电保护存在的隐性故障对电网和电力设备的影响不容忽视；当电网系统发生故障时，隐形故障很容易造成系统重大事故，加剧对设备的损坏和破坏电网系统的稳定运行；而电气设备中隐性故障的存在是不可避免的。目前继电保护大多采用的计划检修体制存在着严重缺陷，如维修不足或维修过剩、盲目维修等，继电保护的隐形故障不通过检验大多又难以发现，当继电保护的隐形故障导致继电保护装置误动、拒动时，极有可能扩大事故，使系统的稳定遭到严重破坏，造成大面积的停电，直接威胁着电网的安全。随着微机继电保护装置自诊断技术的不断进步、远动技术、通信技术等的高速发展和广泛应用使继电保护状态检修成为可能。
二、当前继电保护检修存在的问题
1.继电保护现行的计划检修体制已不合时宜
随着微机继电保护装置的广泛应用，继电保护的可靠性、定值整定的灵活性大大提高，依据传统的《继电保护及电网安全自动装置检验条例》来维护电气二次设备，显然不合时宜，暴露出来的问题很多：缺陷较多的设备检验不足，状态较好的设备又检验过剩，主要依靠检验规程来确定检验项目又会导致检验的盲目性，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。如果这期间电力系统发生故障，继电保护装置将不能正确动作，因此，继电保护装置异常是电力系统非常严重的问题。这种不根据设备的实际状况，单纯按规定的时间间隔对继电保护设备进行定期检修方法，不可避免地会产生“过剩检修”，造成设备有效利用时间的损失和人力、物力、财力的浪费。怎样合理安排继电保护的检修，节省检修费用、降低检修成本，同时保证继电保护的可靠性，对继电保护专业人员来说是一个重要课题。
2.继电保护检修与一次设备检修存在矛盾
一次设备的检修与二次设备检修不是完全独立的，许多情况下，二次设备检修要在一次设备停电检修时才能进行，不但增加了一次设备的停电次数和停电时间，造成了频繁的断路器、刀闸的操作，降低了设备的使用寿命，增加了误操作的可能性。随着一次设备试验周期延长和用电客户对供电可靠性要求越来越高，所以，规程规定1-2年进行一次保护装置停电部分检验的传统模式必须进行变革。
3.继电保护检修的负面效应
继电保护检修是一项细致而复杂的工作，措施不当或方法错误对继电保护设备的可靠安全运行将产生很大的破坏，甚至可能造成微机保护装置内部的软件程序逻辑紊乱，致使继电保护装置误动、拒动。虽然工作人员尽力避免此类情况发生，但是，继电保护检修之后即发生不正确动作的情况并不罕见。过度检修的副作用主要体现在以下两个方面。
（1）增大了人为过失的可能性。如误投退保护装置内控制字、定值误整定、漏恢复等，项目越复杂，检修越繁琐，出现人员过失的可能性就越大。（2）由于检修手段、技术水平等原因，检修后反而偏离了原来好的状态，形成了越修越坏的后果，违背了继电保护的检修初衷。
三、继电保护状态检修创新与应用的内涵
1.继电保护状态检修的概念
继电保护状态检修指在继电保护设备状态监测的基础上，根据监测和分析诊断的结果科学安排检修时间和项目的检修方式。它有三层含义：设备状态监测；状态诊断；检修决策。状态监测是状态诊断的基础；状态诊断是检修决策的依据，综合设备历史信息和实时运行工况进行继电保护状态的分析判断，考虑电网运行状态（用电的峰段与谷段）、设备所在单元系统其他设备的运行状态、考虑电力市场的需求来进行继电保护状态检修的决策风险分析，合理科学的安排检修时间和项目，实现预期的效果。状态检修是当前耗费最低，技术再先进的检修制度。它为设备的安全稳定、长周期、全性能、优质运行提供可靠的技术和管理保障。
2.继电保护状态检修的目标
继电保护状态检修的目标是：最大限度的减少停电时间，提高继电保护可靠性，延长继电保护装置使用寿命，降低检修费用，改善设备运行性能，提高企业经济效益，确保继电保护装置健康运行水平，履行好电网安全守护神的职责，实现继电保护管理的“可控、能控、在控”，为建设坚强电网奠定坚实的基础。
3.继电保护状态检修专业范围
范围包括：设备状态监测与故障诊断、信息管理与决策、设备可靠性分析、继电保护装置带电检验、故障记录、继电保护设备状态检修、设备检修后的验收等诸多工作，最后要综合设备运行、电力市场等方面的信息，科学地制定检修策略。
本文从中选择有典型创新性与应用性的继电保护装置带电检验和继电保护装置带电检修两项进行说明。
四、继电保护状态检修创新与应用的做法
1.状态检修的基础是设备状态监测
变电站站内继电保护的状态监测对象主要有：交流采样系统、直流电源系统、开入量信号系统、逻辑判断系统等。
加强对数据和继电保护各元件动态性能的分析判断，掌握继电保护设备运行状态的变化趋势，从而制定更科学的检修策略和数理统计的方法并应用到状态检修中去，通过日常积累的大量历史资料，包括出厂试验、历次试验、检修与故障记录以及运行状况等的统计分析，对继电保护装置的状态作出评估，利用状态诊断技术对其变化趋势或规律作出预测。
（1）继电保护设备的可靠性评估分析。继电保护可靠性是指：应该动作时应可靠动作，不该动作时应可靠不动作的性能。
１）可靠性数学模型归为马尔科夫模型和非马尔科夫模型，保护设备可靠性通常用可靠度函数R（t）来作定量描述分析。
定义F（t）为不可靠度函数，指继电保护设备在时间t内发生故障的概率。
不可靠度函数F（t）表达式：
可靠度函数R（t）表达式：
其中f（t）为故障密度函数。
２）继电保护设备故障率是指：继电保护装置由于内部元件损坏、错接线、软件问题等原因影响预定保护功能的百分比，是评价继电保护可靠性的重要指标。继电保护设备故障率和使用时间一般符合威布尔提出的“浴盆曲线”法（因可靠性特征曲线形似浴盆而得名），如图1所示，其早期故障期、偶然故障期和损耗故障期的故障出现概率差别很大。可靠性评估基于此法，综合考虑影响继电保护部件故障的各种因素，对继电保护部件的可靠性进行状态检测，并进行纵向（历史和现状）、横向（同类设备的运行状况）的比较分析，来识别故障的早期征兆，并对故障部位、故障严重程度及发展趋势作出判断，以确定继电保护状态检修最佳时机。
（2）继电保护状态检修决策流程。继电保护状态检修作为一种先进的检修体制，是与多方面的管理工作分不开的。图2为继电保护状态检修简化决策流程。该流程是建立在继电保护可靠安全运行的基础上，考虑预算及其设备实际运行工况，通过检修费用的优选，降低总费用考虑市场情况及技术条件的前提下，减少中间环节，不断优化决策流程，缩短每个步骤的处理等待时间，优化各节点的步骤传递逻辑，有效的提高执行力和工作效率。
2.创新节点说明
长期以来，继电保护实行预防性计划检验为主的检验体制，继电保护装置的检验工作，是及时发现继电保护装置存在缺陷最为重要的手段，对防止继电保护装置拒动、误动有着极为积极的意义。在所辖变电站断路器已无油化的今天，其试验周期为6年，随着经济发展用电客户的不间断供电需求，使继电保护装置1-2年进行一次的部分检验难以实现，因此，我们开展的现场继电保护带电检验工作，不但解决了传统计划检验中的突出问题，而且保证了继电保护可靠安全运行。这一状态检验模式依赖于技术进步及设备状态统计分析。保护专业人员在现场检验工作中，积累了大量设备状态资料和分析统计数据，在一次设备不停电运行方式下对继电保护装置进行定值校验及整组试验等，这是打破传统检验方法的一次实践创新。
3.继电保护状态检修创新与应用典型案例
通过继电保护状态检修的应用，保证了继电保护装置及相关二次回路处于良好状态，满足了电网可靠安全运行的需求，使继电保护专业管理水平上了一个新台阶。
案例：继电保护状态检修创新与应用――带电检验。
110kV北郊变电站10kV04化肥线为专线用户直供奥宝化肥厂，线路保护装置为南瑞城乡电网1997年6月生产，1997年9月在安丘电网安装投运的设备，编号为970611，2007年秋检对其进行了1～2年的部分检验，检验数据合格，但在2008年4月10日保护班在巡视时发现其电流量、电压量显示与其它线路保护相比的闪动频率过快，经慎重综合考虑，保护班在2008年4月16日对110KV北郊变电站10kV04化肥线继电保护装置带电检验。工作班成员根据检验结果进行全面分析和判断后作出正确结论：由于该保护设备长期运行，线路板上的电解电容老化引起电解液干涸，从而发生录波效果差波纹系数过大造成干扰致使交流量显示闪动频率过快。更换检验合格的电源板后，检验数据、整组实验合格，继电保护装置运常。经慎重综合考虑，为保证电网的可靠安全运行，建议对少数老、旧、劣设备应尽早安排更新，在更新前应加强检测，保证其后期运行的安全。
五、效益分析
通过继电保护状态检修创新与应用，在技术指标、经济效益和社会效益三个方面实现了较大的飞跃。
技术指标：继电保护装置校验完成率、继电保护装置投运率、继电保护正确动作率达到三个100%，完全达到“一流”标准；继电保护装置故障率指标由于继电保护带电消缺技术在现场的实施和推广更是效果明显。
经济效益：通过继电保护状态检修，节省大量维修费用；提高继电保护装置可用系数；延长保护设备使用寿命；增加供电能力；确保供电可靠性；降低检修成本、减少检修风险。直接扩大了企业经济效益。
社会效益：继电保护状态检修技术的应用，实现了不间断供电，满足了广大用电客户对供电可靠性的要求，实现了企业与客户的双赢。
六、继电保护状态检修创新与应用总结
通过对继电保护装置出现的异常情况进行状态诊断分析，查找出原因，制定处理意见，这是继电保护状态检修创新与应用的关键。继电保护状态检修技术的应用是以状态监测为基础，目前还缺乏系统性和综合性，尤其缺乏监测的层次化，妨碍了状态信息的集中和综合。另外，设备寿命管理与预测还在不断学习和逐渐探索中，存在一些诸如设备寿命计算中复杂边界条件、材料在不同温度和应力条件下的寿命损耗特性以及剩余寿命评价等问题。如何建立准确的设备可靠性模型，从而开发出应用于设备故障诊断的专家系统，这需要做大量的工作，仍然有许多问题亟待解决。
参考文献：
[1]卢玉林.探索设备评级 提高状态检修质量[J].电力安全技术,2007,
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[2]张国峰,梁文丽,李玉龙.电力系统继电保护技术的未来发展[J].中国科技信息,2005,(2).
[3]郭伟.论继电保护装置的“状态检修”[J].水利电力机械,2007,(9).
（责任编辑：麻剑飞）