摘 要： 簡(jiǎn)要介紹了狀態(tài)檢修體制的演變，提出電氣二次設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修的觀點(diǎn)。討論電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修的內(nèi)容、電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法和要解決的若干問(wèn)題。
關(guān)鍵詞： 電氣二次設(shè)備；狀態(tài)檢修；狀態(tài)監(jiān)測(cè)
　
1引言
狀態(tài)檢修是目前電力系統(tǒng)研究的熱門(mén)課題。隨著電力市場(chǎng)的開(kāi)放，電力部門(mén)之間的競(jìng)爭(zhēng)將日益激烈，電氣設(shè)備狀態(tài)檢修勢(shì)在必行；微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等的發(fā)展使電氣設(shè)備狀態(tài)檢修成為可能。目前，我國(guó)針對(duì)電氣一次設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的研究文章也很多，但對(duì)一次設(shè)備實(shí)施保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)的電氣二次設(shè)備的狀態(tài)檢修被忽視。
傳統(tǒng)的繼電保護(hù)，依據(jù)《繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)條例》的要求，對(duì)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置及二次回路接線進(jìn)行定期檢驗(yàn)。以確保裝置元件完好、功能正常，確保回路接線及定值正確。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。保護(hù)裝置異常是電力系統(tǒng)非常嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，電氣二次設(shè)備同樣需要狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)行狀態(tài)檢修模式，和一次設(shè)備保持同步，適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展需要。
2狀態(tài)檢修體制
2.1狀態(tài)檢修體制的演變
設(shè)備檢修體制是隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷演變的。由第一次產(chǎn)業(yè)革命時(shí)的事后檢修/故障檢修（BM，Break Maintenance）發(fā)展到[CM)]19世紀(jì)第二次產(chǎn)業(yè)革命的預(yù)防性檢修(PM，Prevention Maintenance)。預(yù)防性檢修又經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，根據(jù)檢修的技術(shù)條件、目標(biāo)的不同而出現(xiàn)不同的檢修方式。主要有以時(shí)間為依據(jù)，預(yù)先設(shè)定檢修工作內(nèi)容與周期的定期檢修 (TBM，Time Based Maintenance)，或稱(chēng)計(jì)劃?rùn)z修 (SM，Schedule Maintenance)；以可靠性為中心的檢修 (RCM，Reliability Centered Maintenance)，RCM是一種以用最低的費(fèi)用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備固有可靠性水平為目標(biāo)的檢修方式；到1970年，美國(guó)杜邦公司首先倡議狀態(tài)檢修 (CBM，Condition-based Maintenance)也叫預(yù)知性維修 (PDM，Predictive Diagnostic Maintenance)。這種檢修方式以設(shè)備當(dāng)前的工作狀況為依據(jù)，通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段，診斷設(shè)備健康狀況，從而確定設(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：減少停運(yùn)（總檢修）時(shí)間，提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù)，延長(zhǎng)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。
2.2狀態(tài)檢修的定義
狀態(tài)檢修可以簡(jiǎn)單定義為：在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)監(jiān)測(cè)和分析診斷的結(jié)果科學(xué)安排檢修時(shí)間和項(xiàng)目的檢修方式。它有三層含義：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)；設(shè)備診斷；檢修決策。狀態(tài)監(jiān)測(cè)是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)；設(shè)備診斷是以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為依據(jù)，綜合設(shè)備歷史信息，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)等技術(shù)來(lái)判斷設(shè)備健康狀況。
就電氣設(shè)備而言，其狀態(tài)檢修內(nèi)容不僅包括在線監(jiān)測(cè)與診斷還包括設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、帶電檢測(cè)、預(yù)防性試驗(yàn)、故障記錄、設(shè)備管理、設(shè)備檢修、設(shè)備檢修后的驗(yàn)收等諸多工作，最后要綜合設(shè)備信息、運(yùn)行信息、電力市場(chǎng)等方面信息作出檢修決策。
在電廠、變電站檢修決策時(shí)要考慮電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)如用電的峰段與谷段，發(fā)電的豐水期與枯水期；要考慮設(shè)備所在單元系統(tǒng)其他設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，按系統(tǒng)為單元檢修比只檢修單臺(tái)設(shè)備更合理；要考慮電力市場(chǎng)的需要；要進(jìn)行決策風(fēng)險(xiǎn)分析。
建國(guó)以來(lái)，電力系統(tǒng)長(zhǎng)期實(shí)行以預(yù)防性計(jì)劃?rùn)z修為主的檢修體制。這種檢修體制暴露出問(wèn)題是設(shè)備缺陷較多的檢修不足、設(shè)備狀態(tài)較好的又檢修過(guò)剩、主要依靠檢修規(guī)程來(lái)確定檢修項(xiàng)目導(dǎo)致盲目檢修。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技技術(shù)水平的提高，目前正逐步向預(yù)知性的狀態(tài)檢修體制過(guò)渡。如大連電業(yè)局自1990年就開(kāi)始試行電氣設(shè)備狀態(tài)檢修。
3電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修
3.1電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修
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。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、就地監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)。它們正常可靠的運(yùn)行是保障電網(wǎng)穩(wěn)定和電力設(shè)備安全的基本要求。在實(shí)際運(yùn)行中因電氣二次設(shè)備造成的系統(tǒng)故障時(shí)有發(fā)生。表1統(tǒng)計(jì)了四年的220kV及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作情況。可看出，保護(hù)不正確動(dòng)作次數(shù)相對(duì)減少，但次數(shù)仍然很多。保護(hù)不正確動(dòng)作的原因涉及到保護(hù)人員、運(yùn)行人員、設(shè)計(jì)部門(mén)、制造部門(mén)、自然災(zāi)害，還有其他不明原因。隨著微機(jī)在繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的廣泛應(yīng)用，繼電保護(hù)的可靠性、定值整定的靈活性大大提高，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》來(lái)維護(hù)電氣二次設(shè)備，顯然不合時(shí)宜。而一次設(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(lái)越短。這對(duì)電氣二次設(shè)備檢修提出了新的要求。因此，電氣二次設(shè)備在檢修體制、檢修方法及檢驗(yàn)項(xiàng)目、定檢修周期等方面需要改變，實(shí)行電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修，來(lái)保證二次設(shè)備的可靠運(yùn)行，以適應(yīng)電力發(fā)展的需要。

電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修是通過(guò)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備自診斷技術(shù)，結(jié)合二次設(shè)備運(yùn)行和檢修歷史資料，對(duì)二次設(shè)備狀態(tài)作出正確評(píng)價(jià)，根據(jù)狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果科學(xué)安排檢修時(shí)間和檢修項(xiàng)目。
3.2電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容
狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)。要監(jiān)測(cè)二次設(shè)備工作的正確性和可靠性，進(jìn)行壽命估計(jì)。電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)象主要有：交流測(cè)量系統(tǒng)；直流操作、信號(hào)系統(tǒng)；邏輯判斷系統(tǒng)；通信系統(tǒng)；屏蔽接地系統(tǒng)等。交流測(cè)量系統(tǒng)包括TA、 TV二次回路絕緣良好、回路完整，測(cè)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。 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(cè)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(cè)的是各元件的動(dòng)態(tài)性能，有些元件的性能仍然需要離線檢測(cè)，如TA的特性曲線等。因此，電氣二次設(shè)備的離線檢測(cè)數(shù)據(jù)也是狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷的依據(jù)。
3.3電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法
與電氣一次設(shè)備相比，電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)不過(guò)分依靠傳感器。因此，電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)無(wú)論是在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)方面都更容易做到。常規(guī)保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)相對(duì)比較難實(shí)現(xiàn)，在不增加新的投入的情況下，充分利用現(xiàn)有的測(cè)量手段。如TA、 TV 的斷線監(jiān)測(cè)；直流回路絕緣監(jiān)測(cè)、二次保險(xiǎn)熔斷報(bào)警等。
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、變電站故障診斷系統(tǒng)的完善為電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。保護(hù)裝置內(nèi)各模塊具有自診斷功能，對(duì)裝置的電源、CPU、I/O接口、A/D轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)器等插件進(jìn)行巡查診斷。可以采用比較法、編碼法、校驗(yàn)法、監(jiān)視定時(shí)器法、特征字法等故障測(cè)試的方法。對(duì)保護(hù)裝置可通過(guò)加載診斷程序，自動(dòng)地測(cè)試每一臺(tái)設(shè)備和部件。
4電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修若干問(wèn)題
4.1電氣二次回路監(jiān)測(cè)問(wèn)題
電氣二次設(shè)備從結(jié)構(gòu)可分為的電氣二次回路和保護(hù)（或自動(dòng)）裝置。目前，保護(hù)裝置的微機(jī)化，容易實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。但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，點(diǎn)多、又分散，要通過(guò)在線監(jiān)測(cè)繼電器觸點(diǎn)的狀況、回路接線的正確性等則很難，也不經(jīng)濟(jì)。對(duì)電氣二次回路應(yīng)重點(diǎn)從設(shè)備管理的方面著手，如設(shè)備的驗(yàn)收管理、離線檢修資料管理，結(jié)合在線監(jiān)測(cè)，來(lái)診斷其狀態(tài)。
4.2電力系統(tǒng)二次設(shè)備的電磁抗干擾監(jiān)測(cè)問(wèn)題
由于大量微電子元件、高集成電路在電氣二次設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，電氣二次設(shè)備對(duì)電磁干擾越來(lái)越敏感，極易受到電磁干擾。電磁波對(duì)二次設(shè)備干擾造成采樣信號(hào)失真、自動(dòng)裝置異常、保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)、甚至元件損壞。
國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）及國(guó)內(nèi)有關(guān)部門(mén)對(duì)繼電保護(hù)制定了電磁兼容（EMC）標(biāo)準(zhǔn)。但目前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)、管理沒(méi)有納入檢修范圍。也沒(méi)有合適的監(jiān)測(cè)手段。對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行電磁兼容性考核試驗(yàn)是二次設(shè)備狀態(tài)檢修的一項(xiàng)很重要的工作。對(duì)不同廠站的干擾源、耦合途徑、敏感器件要進(jìn)行監(jiān)測(cè)、管理。如對(duì)二次設(shè)備屏蔽接地狀況檢查；微機(jī)保護(hù)裝置附近使用移動(dòng)通訊設(shè)備（如手機(jī)）的管理。
4.3二次設(shè)備狀態(tài)檢修與一次設(shè)備狀態(tài)檢修的關(guān)系
一次設(shè)備的檢修與二次設(shè)備檢修不是完全獨(dú)立的。許多情況下，二次設(shè)備檢修要在一次設(shè)備停電檢修時(shí)才能進(jìn)行。在作出二次設(shè)備狀態(tài)檢修決策時(shí)要考慮一次設(shè)備的情況，做好狀態(tài)檢修技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。既要減少停電檢修時(shí)間，減少停發(fā)（供）電造成的經(jīng)濟(jì)損失，減少檢修次數(shù)，降低檢修成本，又要保證二次設(shè)備可靠正確的工作狀況。
4.4二次設(shè)備狀態(tài)檢修與設(shè)備管理信息系統(tǒng)（MIS）的關(guān)系
現(xiàn)在許多廠站建立了設(shè)備管理信息系統(tǒng)（MIS），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)計(jì)算機(jī)管理、實(shí)現(xiàn)信息共享。這些信息是作出狀態(tài)檢修決策的重要依據(jù)之一。要實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)檢修，需要完善設(shè)備管理信息系統(tǒng)（MIS）。
5結(jié)論
電氣二次設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修是電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。微機(jī)保護(hù)和微機(jī)自動(dòng)裝置的自診斷技術(shù)的廣泛使用，電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)無(wú)論是在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)方面都比較容易做到。隨著集成型自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，可大大減少二次設(shè)備和電纜的數(shù)量，克服目前常規(guī)保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)存在的困難。設(shè)備管理信息系統(tǒng)（MIS）在電力系統(tǒng)的廣泛使用，為電氣二次設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修提供了信息支持。電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)將有助于變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展。

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