（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

繼電保護(hù)設(shè)備差異化運(yùn)維方法研究

劉子俊 李 艷 黃福全 陳智遠(yuǎn)

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

隨著電網(wǎng)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，供電企業(yè)在原有設(shè)備和人力資源的條件下，“一刀切”的傳統(tǒng)設(shè)備管理模式已不適用。在供電企業(yè)實(shí)現(xiàn)精益化管理的背景下，要求在保障電網(wǎng)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)設(shè)備有針對(duì)性、差異化運(yùn)維。本文分析了繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維管控風(fēng)險(xiǎn)，提出了一種實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)備差異化運(yùn)維管理的實(shí)用化方法。

繼電保護(hù)；差異化運(yùn)維；措施庫(kù)

1 前言

“十二五”時(shí)期是我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的攻堅(jiān)時(shí)期，電力系統(tǒng)建設(shè)將達(dá)到前所未有的規(guī)模，并向發(fā)展規(guī)模和發(fā)展質(zhì)量并重的方向轉(zhuǎn)變。在此背景下，無(wú)論是國(guó)家電網(wǎng)還是南方電網(wǎng)公司均要求整體管理向精益化發(fā)展。要求在評(píng)估設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，充分考慮設(shè)備所涉及的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)維作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，合理安排運(yùn)維工作和運(yùn)維周期，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間，設(shè)備不同運(yùn)行階段，不同運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)下有差異的維護(hù)，達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)控制和成本控制最優(yōu)，最終實(shí)現(xiàn)精益化管理。

1 繼電保護(hù)傳統(tǒng)運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)管控模型

設(shè)備運(yùn)行時(shí)，存在各類型風(fēng)險(xiǎn)，主要包括電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備自身運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，而其中設(shè)備自身運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)將使正常運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，即存在概率P使設(shè)備保持在正常運(yùn)行狀態(tài)，稱為設(shè)備的可靠度，并存在概率P%使設(shè)備轉(zhuǎn)移至異常狀態(tài)，稱為設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)度。其中可靠度與風(fēng)險(xiǎn)度之和為100%。當(dāng)保護(hù)設(shè)備處于于異常狀態(tài)時(shí)，由于保護(hù)內(nèi)部或外部原因，存在一定的概率K使保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)，從而造成電網(wǎng)和設(shè)備的損失。這里K即包括設(shè)備自身因素，也包括了外部電網(wǎng)因素，主要是電網(wǎng)運(yùn)行方式下，尤其在電網(wǎng)“N-1”方式下，電網(wǎng)損失的風(fēng)險(xiǎn)更大。另外根據(jù)人們對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)程度，可以分為已知風(fēng)險(xiǎn)和未知風(fēng)險(xiǎn)，其中從對(duì)已知風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)，開展運(yùn)維。

圖1 設(shè)備差異化運(yùn)維管控模型

傳統(tǒng)設(shè)備運(yùn)維工作，以提高設(shè)備可靠性、降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)為目的；在規(guī)定的周期內(nèi)通過(guò)一系列規(guī)定的運(yùn)維手段對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)；未考慮電網(wǎng)、設(shè)備及人手等多重因素，且固化手段無(wú)針對(duì)性、效率較低。從另一維度看，設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)包括了基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)與特殊風(fēng)險(xiǎn)，基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)指設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)普遍存在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，特殊風(fēng)險(xiǎn)指由于設(shè)備健康狀況、運(yùn)行年限、或運(yùn)行方式等原因使設(shè)備存在顯著的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。由于特殊風(fēng)險(xiǎn)與基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)下設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率P，和異常狀態(tài)下導(dǎo)致不正確動(dòng)作概率K差異較大，且特殊風(fēng)險(xiǎn)之間又存在不同，同一運(yùn)維手段未能有針對(duì)的化解或降低風(fēng)險(xiǎn)。

2 繼電保護(hù)設(shè)備差異化運(yùn)維管控

2.1 一、二次設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)差異

由于一、二次設(shè)備運(yùn)行具有自身特點(diǎn)，一、二次設(shè)備從正常到失效，即正常狀態(tài)到到故障狀態(tài)的變化過(guò)程存在很大的差異。無(wú)論一次設(shè)備還是二次設(shè)備，從正常到失效，均經(jīng)歷了注意狀態(tài)和異常狀態(tài)兩個(gè)過(guò)程。注意狀態(tài)是指設(shè)備出現(xiàn)了個(gè)別異常特征，但該異常特征不影響設(shè)備運(yùn)行，應(yīng)安排計(jì)劃進(jìn)行處理，異常狀態(tài)是指設(shè)備異常特征明顯，不立即處理將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障（失效），即進(jìn)入故障狀態(tài)，極有可能導(dǎo)致事故事件的發(fā)生。

一次設(shè)備，尤其是主變、主電纜從出現(xiàn)異常特征，即進(jìn)入注意狀態(tài)，其過(guò)程一般較緩慢，是一個(gè)漸變過(guò)程，而進(jìn)入異常狀態(tài)也是一個(gè)緩慢漸變的過(guò)程。上述過(guò)程如能采用日常巡維或在線監(jiān)測(cè)的手段一般能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)。與一次設(shè)備不同的是，由于二次設(shè)備，特別是微機(jī)保護(hù)，由于使用大量電子元器件，設(shè)備從正常狀態(tài)進(jìn)入注意狀態(tài)到異常狀態(tài)是一個(gè)非常迅速的過(guò)程。通常情況下，一般從正常狀態(tài)直接進(jìn)入嚴(yán)重狀態(tài)，即故障失效，過(guò)程中注意狀態(tài)和異常狀態(tài)不明顯，一般不超過(guò)1分鐘。由此可見(jiàn)，二次設(shè)備運(yùn)維更注重的是事前檢查和事前檢修，即注重檢查裝置信號(hào)，檢查插件運(yùn)行年限，提前更換超期插件，檢查裝置邏輯，回路接線等。而與一次設(shè)備不同，日常巡視通常僅能發(fā)現(xiàn)處于失效狀態(tài)的二次裝置和插件。另外，一次設(shè)備由于價(jià)值高，且保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)收显O(shè)備進(jìn)行快速隔離，因此相對(duì)一次主設(shè)備故障對(duì)電網(wǎng)的危害，運(yùn)維中更關(guān)注的是主設(shè)備價(jià)值本身。而二次設(shè)備雖然價(jià)值低，投資一般是一次設(shè)備的1-2%，但因二次設(shè)備，尤其是繼電保護(hù)、安自設(shè)備誤動(dòng)或拒動(dòng)將直接導(dǎo)致電網(wǎng)安全事故事件，因此運(yùn)維中更關(guān)注的是系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 繼電保護(hù)差異化運(yùn)維管控模型

繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)進(jìn)行差異化運(yùn)維管理。重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，按照安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管理體系思想，辨識(shí)繼電保護(hù)設(shè)備及其二次回路失效對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)繼電保護(hù)設(shè)備及其二次回路的具體運(yùn)維情況，評(píng)估保護(hù)設(shè)備運(yùn)維狀態(tài)，按照風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生原因或危害后果對(duì)風(fēng)險(xiǎn)主要維度進(jìn)行解耦，分析當(dāng)前狀態(tài)下保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)成的潛在威脅，并結(jié)合設(shè)備生命周期情況給出的具體運(yùn)維策略。更加關(guān)注措施的針對(duì)性，根據(jù)每項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)具體情況，在策略庫(kù)中使用針對(duì)性具體策略，防止一刀切的運(yùn)維模式。更加關(guān)注運(yùn)維策略實(shí)施效果，通過(guò)策略實(shí)際效果跟蹤，不斷調(diào)整完善策略，形成PDCA閉環(huán)管理。簡(jiǎn)化分類，規(guī)范化，提高運(yùn)維效率。

繼電保護(hù)、安自裝置差異化運(yùn)維是一個(gè)動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)維優(yōu)化管控過(guò)程，如圖1所示。設(shè)備差異化運(yùn)維通過(guò)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)以及電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，確定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)屬性，根據(jù)運(yùn)維策略措施庫(kù)制訂目前設(shè)備運(yùn)行狀況下的最優(yōu)運(yùn)維措施，并形成運(yùn)維措施單。通過(guò)運(yùn)維措施管控關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)，確保設(shè)備正常運(yùn)行，減少電網(wǎng)、設(shè)備損失。

3 設(shè)備運(yùn)維策略措施庫(kù)

設(shè)備運(yùn)維策略措施庫(kù)是指設(shè)備各種運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行方式條件下設(shè)備運(yùn)維要求與風(fēng)險(xiǎn)管控措施的集合。設(shè)備運(yùn)維策略措施庫(kù)以國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、企標(biāo)、網(wǎng)公司與公司運(yùn)行管理規(guī)定、規(guī)范規(guī)范及運(yùn)維方案為基礎(chǔ)，綜合歷史運(yùn)維評(píng)估后匯總措施要求，包括作業(yè)項(xiàng)目、運(yùn)維要求、風(fēng)險(xiǎn)措施和適用范圍，同時(shí)包括了屬性定義、措施檢索條件和措施來(lái)源，便于了解措施執(zhí)行原因。繼電保護(hù)、安自裝置差異化運(yùn)維策略措施庫(kù)每年組織運(yùn)行單位修編。

4 繼電保護(hù)差異化運(yùn)維管控過(guò)程及實(shí)現(xiàn)

4.1 運(yùn)維管控過(guò)程

（1）依據(jù)年度運(yùn)行方式，評(píng)估繼電保護(hù)、安自裝置的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，梳理并發(fā)布基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)下的繼電保護(hù)、安自裝置設(shè)備清單作為基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)下設(shè)備重要度劃分依據(jù)。電網(wǎng)運(yùn)行方式變更時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整并發(fā)布運(yùn)行方式風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備清單。

（2）實(shí)時(shí)跟蹤設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，依據(jù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管控要求動(dòng)態(tài)開展設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)。

（3）根據(jù)各間隔設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果，識(shí)別設(shè)備狀態(tài)屬性，并根據(jù)設(shè)備狀態(tài)屬性從運(yùn)維策略措施庫(kù)中梳理對(duì)應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)維要求和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管控措施，并形成運(yùn)維措施表，或通過(guò)信息系統(tǒng)自動(dòng)生成。

（4）參照設(shè)備運(yùn)維措施表中運(yùn)維周期制定工作計(jì)劃并動(dòng)態(tài)調(diào)整。并按照運(yùn)維要求，在作業(yè)表單模板的基礎(chǔ)上制定對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)表單。

（5）按計(jì)劃落實(shí)設(shè)備運(yùn)維工作，并做好運(yùn)維記錄，每年定期開展成效評(píng)估，并上報(bào)反饋系統(tǒng)運(yùn)行部。

（6）依據(jù)上期設(shè)備差異化運(yùn)維成效評(píng)估結(jié)果，對(duì)本期度差異化策略措施庫(kù)進(jìn)行討論修編。

4.2 繼電保護(hù)差異化運(yùn)維實(shí)施應(yīng)用

為使措施庫(kù)與實(shí)際應(yīng)用相一致。需要制訂了一套邏輯語(yǔ)法，用于在屬性定義和措施檢索條件。通過(guò)自然的語(yǔ)言表達(dá)，更利于運(yùn)維人員理解和使用，同時(shí)不需記憶復(fù)雜的代號(hào)，簡(jiǎn)化屬性條件編碼管理，提高管理效率。主要特點(diǎn)如下：

（1）語(yǔ)法主要通過(guò)集合、范圍界定的統(tǒng)一描述方式進(jìn)行表達(dá)，為條件和結(jié)果兩部分，滿足條件即執(zhí)行結(jié)果。例如：

{值班模式：無(wú)人值班}&＜重要程度：關(guān)鍵設(shè)備，重要設(shè)備＞@{運(yùn)維周期：每3天}；

符號(hào)“@”為賦值分隔符。分隔符前為條件表達(dá)式，分隔符后為結(jié)果表達(dá)式通過(guò)。前后兩部分兩部分表達(dá)式用法是一致的。另外也可用于表示范圍，例如：{措施編號(hào)：A001，B002}@{上次運(yùn)維日期：2014-6-6}。

（2）并可通過(guò)多層嵌套實(shí)現(xiàn)任意條件組合，例如：{值班模式：無(wú)人值班}&{＜重要程度：關(guān)鍵設(shè)備，重要設(shè)備＞，{狀態(tài)評(píng)價(jià)：異常狀態(tài)}}

（3）可進(jìn)行多重定義，便于檢索條件描述。例如：“關(guān)鍵設(shè)備”定義為“＜特維級(jí)別：I級(jí)特維，Ⅱ級(jí)特維，Ⅲ級(jí)特維＞”，其中“I級(jí)特維”定義為{系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)：特大事故，重大事故，較大事故，電網(wǎng)失穩(wěn)}。

語(yǔ)句解釋首先拆分并列條件式，然后再逐條拆分條件式的條件表達(dá)式和結(jié)果表達(dá)式條目，通過(guò)遞歸方式對(duì)條件表達(dá)式進(jìn)行解釋，如果條件表達(dá)式為真則操作結(jié)果表達(dá)式的賦值結(jié)果，如果不為真則不操作賦值。

繼電保護(hù)差異化運(yùn)維方遠(yuǎn)期采用信息系統(tǒng)方式。系統(tǒng)化前，運(yùn)維人員可利用差異化運(yùn)維離線客戶端程序，導(dǎo)入系統(tǒng)運(yùn)行部組織發(fā)布的最新差異化運(yùn)維措施庫(kù)文件，以及運(yùn)維人員自維護(hù)的設(shè)備間隔臺(tái)賬數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)。選擇需查詢運(yùn)維策略措施單的設(shè)備間隔，程序?qū)⒆詣?dòng)從計(jì)算設(shè)備間隔屬性條件，并從策略措施庫(kù)中梳理符合要求的運(yùn)維措施，并提供下次運(yùn)維建議。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行損失模型研究，總結(jié)傳統(tǒng)運(yùn)維中存在的弊端，并對(duì)一、二次設(shè)備失效模型進(jìn)行探討，分析一、二次設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)，提出了適用于繼電保護(hù)的差異化運(yùn)維管理方法和思路。通過(guò)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)和電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以及特殊運(yùn)行情況分析，辨識(shí)設(shè)備狀態(tài)屬性，通過(guò)策略措施庫(kù)中檢索符合屬性條件的措施，形成適用于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維的針對(duì)性的措施表。通過(guò)策略形成方法的語(yǔ)句表達(dá)及程序?qū)崿F(xiàn)，驗(yàn)證了差異化運(yùn)維方法的可行性，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中指導(dǎo)并易于運(yùn)維人員全面了解設(shè)備運(yùn)行要求。

[1]輸變電設(shè)備差異化運(yùn)維解決方案[J].中國(guó)科技信息，2012（24）：155-156.

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