冉明皓 李奕欣

（1 廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院 廣西南寧 530004 2 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司城東供電分公司 天津 300000）

0 引言

與一次設(shè)備有所不同，變電站的二次設(shè)備的工作主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)一次側(cè)提供保護(hù)、調(diào)節(jié)、監(jiān)測(cè)等功能，如測(cè)量?jī)x表、繼電器、自動(dòng)控制設(shè)備、信號(hào)設(shè)備以及一些供電裝置如硅整流器為一次設(shè)備的運(yùn)行提供能源［1］。

二次設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行也是電力系統(tǒng)正常工作不可或缺的條件之一，因此對(duì)于二次設(shè)備的故障監(jiān)測(cè)與維修也是保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。本文將著重對(duì)變電站的二次設(shè)備與繼電保護(hù)裝置的故障類(lèi)型、故障診斷與維修措施進(jìn)行歸納總結(jié)。

1 故障監(jiān)測(cè)

1.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是故障預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。監(jiān)測(cè)其在運(yùn)行狀態(tài)下的各項(xiàng)指標(biāo)，進(jìn)行壽命判斷，是故障預(yù)測(cè)必不可少的步驟之一。二次設(shè)備的監(jiān)測(cè)過(guò)程與一次設(shè)備有明顯差異，它并不會(huì)過(guò)度依賴(lài)傳感器。電氣系統(tǒng)的狀態(tài)主要從如下5 個(gè)方面對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)：

（1）交流測(cè)量系統(tǒng)：主要是TV、TA 回路的絕緣情況，是否構(gòu)成完整的二次回路，以及測(cè)試部件的完整程度。

（2）直流操作與信號(hào)系統(tǒng)：主要是直流動(dòng)力、操作及信號(hào)回路完整度和二次回路的絕緣情況［2］。

（3）邏輯判斷系統(tǒng)：硬、軟件的邏輯回路以及完整度。

（4）屏蔽接地系統(tǒng)。

（5）通信系統(tǒng)。

1.2 監(jiān)測(cè)方法

對(duì)于二次設(shè)備的狀態(tài)故障監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，不僅可實(shí)用性高，費(fèi)用也較低，難度遠(yuǎn)低于一次設(shè)備。在諸多監(jiān)測(cè)方法中，有一些非接觸式監(jiān)測(cè)方法憑借著其獨(dú)特的優(yōu)越性和技術(shù)層面的實(shí)用性，成為了狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中非常重要的手段。電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的非接觸式監(jiān)測(cè)方法的分析如表1 所示。

表1 非接觸式監(jiān)測(cè)方法分析

2 故障評(píng)估

狀態(tài)評(píng)估的本質(zhì)是分類(lèi)問(wèn)題，依據(jù)二次設(shè)備工作的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定不同層次、一定數(shù)目的狀態(tài)量，分析電氣系統(tǒng)二次設(shè)備數(shù)據(jù)的屬性，開(kāi)發(fā)合適該系統(tǒng)的多分類(lèi)模型。故障評(píng)估的結(jié)果是系統(tǒng)運(yùn)行狀況是否優(yōu)良的直接表現(xiàn)，也是判斷其運(yùn)行情況、定制設(shè)備結(jié)構(gòu)、界定生命周期的重要手段［3］。

圖1 主要總結(jié)了現(xiàn)有常用的幾種狀態(tài)評(píng)估技術(shù)手段，并對(duì)狀態(tài)評(píng)估技術(shù)進(jìn)行了研究與分析。

圖1 故障預(yù)測(cè)常用的狀態(tài)評(píng)估方法

3 故障診斷

一旦二次設(shè)備產(chǎn)生故障，電氣系統(tǒng)就會(huì)監(jiān)測(cè)到二次設(shè)備的大量報(bào)警信息，而智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)立刻收集這些報(bào)警信息將他們反饋到故障診斷系統(tǒng)，而后者會(huì)立即進(jìn)行分析處理。這2 個(gè)系統(tǒng)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較為復(fù)雜，基本上可以分為以下4 個(gè)層級(jí)［4］，如表2 所示。

表2 故障診斷方式及內(nèi)容

4 繼電保護(hù)

4.1 繼電保護(hù)的原理、手段和意義

現(xiàn)如今，設(shè)備故障或系統(tǒng)異常等情況在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程難免發(fā)生，加強(qiáng)對(duì)二次側(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)和維修成為繼電保護(hù)中十分重要的一環(huán)。繼電保護(hù)對(duì)電氣二次設(shè)備的保護(hù)有至關(guān)重要的作用，因此電氣二次及繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中具有重要的意義［5］。圖2 重點(diǎn)描繪了繼電保護(hù)的原理、手段和意義。

圖2 繼電保護(hù)的原理、手段和意義

4.2 繼電保護(hù)裝置的發(fā)展

自20 世紀(jì)50 年代至今，繼電保護(hù)裝置的發(fā)展史如圖3所示。

圖3 繼電保護(hù)裝置的發(fā)展史

4.3 繼電保護(hù)系統(tǒng)故障與處理

表3 歸納了當(dāng)前繼電保護(hù)中常見(jiàn)的故障類(lèi)型及其影響。圖4 歸納了目前故障處理常用的6 種方法。

圖4 繼電保護(hù)常見(jiàn)故障處理方法

表3 繼電保護(hù)常見(jiàn)的故障類(lèi)型及影響

5 小結(jié)

在智能變電站中，二次設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行是變電站正常工作的首要條件。而繼電保護(hù)系統(tǒng)在檢修和維護(hù)二次設(shè)備上都起了重要作用。在實(shí)際運(yùn)行中，保證二次設(shè)備裝置和繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能正常，減少安全隱患，對(duì)電力系統(tǒng)的正常工作具有非常重要的意義。隨著電力技術(shù)的不斷進(jìn)步，故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不斷更新，原有解決故障問(wèn)題的方法并不能無(wú)差別的解決所有問(wèn)題。因此本文著重總結(jié)了關(guān)于變電站二次設(shè)備的故障監(jiān)測(cè)和故障評(píng)估以及繼電保護(hù)系統(tǒng)的故障類(lèi)型，加深對(duì)變電站二次設(shè)備故障的了解；并對(duì)不同問(wèn)題給出了規(guī)范的解決方法，為工作人員準(zhǔn)確處理二次設(shè)備提供參考，加強(qiáng)對(duì)變電站二次設(shè)備運(yùn)行情況的精準(zhǔn)控制。