摘 要： 簡要介紹了狀態檢修體制的演變，提出電氣二次設備實施狀態檢修的觀點。討論電氣二次設備狀態檢修的內容、電氣二次設備的狀態監測方法和要解決的若干問題。
關鍵詞： 電氣二次設備；狀態檢修；狀態監測
1引言
狀態檢修是目前電力系統研究的熱門課題。隨著電力市場的開放，電力部門之間的競爭將日益激烈，電氣設備狀態檢修勢在必行；微電子技術、計算機技術、通信技術等的發展使電氣設備狀態檢修成為可能。目前，我國針對電氣一次設備狀態檢修技術的研究文章也很多，但對一次設備實施保護、控制、監測的電氣二次設備的狀態檢修被忽視。
傳統的繼電保護，依據《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》的要求，對繼電保護、安全自動裝置及二次回路接線進行定期檢驗。以確保裝置元件完好、功能正常，確保回路接線及定值正確。若保護裝置在兩次校驗之間出現故障，只有等保護裝置功能失效或等下一次校驗才能發現。如果這期間電力系統發生故障，保護將不能正確動作。保護裝置異常是電力系統非常嚴重的問題。因此，電氣二次設備同樣需要狀態監測，實行狀態檢修模式，和一次設備保持同步，適應電力系統發展需要。
2狀態檢修體制
2.1狀態檢修體制的演變
設備檢修體制是隨著社會生產力的發展和科學技術的進步而不斷演變的。由第一次產業革命時的事后檢修/故障檢修（BM，Break Maintenance）發展到[CM)]19世紀第二次產業革命的預防性檢修(PM，Prevention Maintenance)。預防性檢修又經過多年的發展，根據檢修的技術條件、目標的不同而出現不同的檢修方式。主要有以時間為依據，預先設定檢修工作內容與周期的定期檢修 (TBM，Time Based Maintenance)，或稱計劃檢修 (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用來實現機械設備固有可靠性水平為目標的檢修方式；到1970年，美國杜邦公司首先倡議狀態檢修 (CBM，Condition-based Maintenance)也叫預知性維修 (PDM，Predictive Diagnostic Maintenance)。這種檢修方式以設備當前的工作狀況為依據，通過狀態監測手段，診斷設備健康狀況，從而確定設備是否需要檢修或最佳檢修時機。狀態檢修的目標是：減少停運（總檢修）時間，提高設備可靠性和可用系數，延長設備壽命，降低運行檢修費用，改善設備運行性能，提高經濟效益。
2.2狀態檢修的定義
狀態檢修可以簡單定義為：在設備狀態監測的基礎上，根據監測和分析診斷的結果科學安排檢修時間和項目的檢修方式。它有三層含義：設備狀態監測；設備診斷；檢修決策。狀態監測是狀態檢修的基礎；設備診斷是以狀態監測為依據，綜合設備歷史信息，利用神經網絡、專家系統等技術來判斷設備健康狀況。
就電氣設備而言，其狀態檢修內容不僅包括在線監測與診斷還包括設備運行維護、帶電檢測、預防性試驗、故障記錄、設備管理、設備檢修、設備檢修后的驗收等諸多工作，最后要綜合設備信息、運行信息、電力市場等方面信息作出檢修決策。
在電廠、變電站檢修決策時要考慮電網運行狀態如用電的峰段與谷段，發電的豐水期與枯水期；要考慮設備所在單元系統其他設備的運行狀態，按系統為單元檢修比只檢修單臺設備更合理；要考慮電力市場的需要；要進行決策風險分析。
建國以來，電力系統長期實行以預防性計劃檢修為主的檢修體制。這種檢修體制暴露出問題是設備缺陷較多的檢修不足、設備狀態較好的又檢修過剩、主要依靠檢修規程來確定檢修項目導致盲目檢修。隨著社會經濟的發展、科技技術水平的提高，目前正逐步向預知性的狀態檢修體制過渡。如大連電業局自1990年就開始試行電氣設備狀態檢修。
3電氣二次設備狀態檢修
3.1電氣二次設備狀態檢修
電氣設備根據功能不同，可分為一次設備和二次設備。電氣二次設備主要包括繼電保護、自動裝置、故障錄波、就地監控和遠動。它們正常可靠的運行是保障電網穩定和電力設備安全的基本要求。在實際運行中因電氣二次設備造成的系統故障時有發生。表1統計了四年的220kV及以上系統繼電保護裝置動作情況。可看出，保護不正確動作次數相對減少，但次數仍然很多。保護不正確動作的原因涉及到保護人員、運行人員、設計部門、制造部門、自然災害，還有其他不明原因。隨著微機在繼電保護及自動裝置的廣泛應用，繼電保護的可靠性、定值整定的靈活性大大提高，依據傳統的《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》來維護電氣二次設備，顯然不合時宜。而一次設備狀態檢修的推廣、線路不停電檢修技術的應用，因檢修設備而導致的停電時間將越來越短。這對電氣二次設備檢修提出了新的要求。因此，電氣二次設備在檢修體制、檢修方法及檢驗項目、定檢修周期等方面需要改變，實行電氣二次設備狀態檢修，來保證二次設備的可靠運行，以適應電力發展的需要。
電氣二次設備狀態檢修是通過設備狀態監測技術和設備自診斷技術，結合二次設備運行和檢修歷史資料，對二次設備狀態作出正確評價，根據狀態評價結果科學安排檢修時間和檢修項目。
3.2電氣二次設備的狀態監測內容
狀態檢修的基礎是設備狀態監測。要監測二次設備工作的正確性和可靠性，進行壽命估計。電氣二次設備的狀態監測對象主要有：交流測量系統；直流操作、信號系統；邏輯判斷系統；通信系統；屏蔽接地系統等。交流測量系統包括TA、 TV二次回路絕緣良好、回路完整，測量元件的完好；直流系統包括直流動力、操作及信號回路絕緣良好、回路完整；邏輯判斷系統包括硬件邏輯判斷回路和軟件功能。 與電氣一次設備不同的是電氣二次設備的狀態監測對象不是單一的元件，而是一個單元或一個系統。監測的是各元件的動態性能，有些元件的性能仍然需要離線檢測，如TA的特性曲線等。因此，電氣二次設備的離線檢測數據也是狀態監測與診斷的依據。
3.3電氣二次設備的狀態監測方法
與電氣一次設備相比，電氣二次設備的狀態監測不過分依靠傳感器。因此，電氣二次設備的狀態監測無論是在技術上還是在經濟方面都更容易做到。常規保護狀態監測相對比較難實現，在不增加新的投入的情況下，充分利用現有的測量手段。如TA、 TV 的斷線監測；直流回路絕緣監測、二次保險熔斷報警等。
微機保護和微機自動裝置的自診斷技術的發展、變電站故障診斷系統的完善為電氣二次設備的狀態監測奠定了技術基礎。保護裝置內各模塊具有自診斷功能，對裝置的電源、CPU、I/O接口、A/D轉換、存儲器等插件進行巡查診斷。可以采用比較法、編碼法、校驗法、監視定時器法、特征字法等故障測試的方法。對保護裝置可通過加載診斷程序，自動地測試每一臺設備和部件。
4電氣二次設備狀態檢修若干問題
4.1電氣二次回路監測問題
電氣二次設備從結構可分為的電氣二次回路和保護（或自動）裝置。目前，保護裝置的微機化，容易實現狀態監測。但電氣二次回路是由若干繼電器和連接各個設備的電纜所組成，點多、又分散，要通過在線監測繼電器觸點的狀況、回路接線的正確性等則很難，也不經濟。對電氣二次回路應重點從設備管理的方面著手，如設備的驗收管理、離線檢修資料管理，結合在線監測，來診斷其狀態。
4.2電力系統二次設備的電磁抗干擾監測問題
由于大量微電子元件、高集成電路在電氣二次設備中的廣泛應用，電氣二次設備對電磁干擾越來越敏感，極易受到電磁干擾。電磁波對二次設備干擾造成采樣信號失真、自動裝置異常、保護誤動或拒動、甚至元件損壞。
國際電工委員會（IEC）及國內有關部門對繼電保護制定了電磁兼容（EMC）標準。但目前，對現場電磁環境的監測、管理沒有納入檢修范圍。也沒有合適的監測手段。對二次設備進行電磁兼容性考核試驗是二次設備狀態檢修的一項很重要的工作。對不同廠站的干擾源、耦合途徑、敏感器件要進行監測、管理。如對二次設備屏蔽接地狀況檢查；微機保護裝置附近使用移動通訊設備（如手機）的管理。
4.3二次設備狀態檢修與一次設備狀態檢修的關系
一次設備的檢修與二次設備檢修不是完全獨立的。許多情況下，二次設備檢修要在一次設備停電檢修時才能進行。在作出二次設備狀態檢修決策時要考慮一次設備的情況，做好狀態檢修技術經濟分析。既要減少停電檢修時間，減少停發（供）電造成的經濟損失，減少檢修次數，降低檢修成本，又要保證二次設備可靠正確的工作狀況。
4.4二次設備狀態檢修與設備管理信息系統（MIS）的關系
現在許多廠站建立了設備管理信息系統（MIS），對設備的運行情況、缺陷故障情況、歷次檢修試驗記錄等實現計算機管理、實現信息共享。這些信息是作出狀態檢修決策的重要依據之一。要實現二次設備狀態檢修，需要完善設備管理信息系統（MIS）。
5結論
電氣二次設備實行狀態檢修是電力系統發展的需要。微機保護和微機自動裝置的自診斷技術的廣泛使用，電氣二次設備的狀態監測無論是在技術上還是在經濟方面都比較容易做到。隨著集成型自動化系統的發展，可大大減少二次設備和電纜的數量，克服目前常規保護狀態監測存在的困難。設備管理信息系統（MIS）在電力系統的廣泛使用，為電氣二次設備實行狀態檢修提供了信息支持。電氣二次設備的狀態監測將有助于變電站綜合自動化的發展。
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