繼電保護狀態(tài)檢修研究及應(yīng)用 2月20日

工程碩士研究生選題報告及論文工作計劃研究生姓名學(xué)號院（系、所）學(xué)科、專業(yè)電氣工程學(xué)校指導(dǎo)教師專業(yè)技術(shù)職務(wù)企業(yè)指導(dǎo)教師專業(yè)技術(shù)職務(wù)入學(xué)日期2012年2月21日擬選論文題目：繼電保護狀態(tài)檢修研究及應(yīng)用選題報告會地點：教一樓218選題報告會日期：2012年2月21日文獻綜述與選題報告要求：查閱并閱讀一定數(shù)量的文獻資料，寫出3000字以上（不含圖表）的文獻綜述與選題書面報告，要求選題報告中引用的文獻應(yīng)在10篇以上，其中外文資料應(yīng)占1/3左右；書面報告內(nèi)容應(yīng)包括：選題背景及其意義，國內(nèi)外研究動態(tài)，本論文的主要研究工作、課題研究內(nèi)容，預(yù)期成果和可能的創(chuàng)新點等；填好“選題報告及論文工作計劃”表，連同書面報告一起交院（系），由院（系）交研究生院（籌）備案；詳細要求參見研究生培養(yǎng)方案和華北電力大學(xué)碩士研究生必修環(huán)節(jié)實施細則；書面報告的格式見附件。閱讀國內(nèi)外文獻情況：國內(nèi)文獻約16篇，國外文獻約9篇導(dǎo)師對選題報告的評語（就研究生對該研究領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的了解情況、研究方法、研究手段、預(yù)期成果予以評價）：導(dǎo)師簽名：年月日評審小組對選題的意見（是否同意選定該課題、是否同意選題報告通過、以及對下一階段研究工作的建議；其他建議，如限期重作選題報告、終止培養(yǎng)建議等）：評審小組成員簽名:論文工作計劃論文工作的總體時間安排：第一階段：2011年9月?2010年11月學(xué)習(xí)繼電保護的相關(guān)知識，查閱資料，了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。第二階段：2010年11月?2011年1月學(xué)習(xí)狀態(tài)檢修的基本分析方法。第三階段：2011年1月?2011年6月建立繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修評估模型。第四階段：2011年6月?2011年9月進行繼電保護設(shè)備狀態(tài)的可靠性分析和繼電保護設(shè)備狀態(tài)維護策略的研究。第五階段：2011年9月?2011年11月進行總結(jié)工作，完成畢業(yè)論文的撰寫。論文實際工作預(yù)計完成日期：2011年11月工作條件（圖書資料、實驗設(shè)備、經(jīng)費及其他條件）落實情況：華北電力大學(xué)具備工作所需要的圖書資料、實驗設(shè)備等。論文選題來源、項目所屬類別（國家重點、部委、?。ㄊ校┢笫聵I(yè)委托、校重點、自選等）及經(jīng)費來源情況：自選課題，經(jīng)費自籌。論文類型⑴基礎(chǔ)（理論）研究⑵應(yīng)用基礎(chǔ)（理論）研究⑶應(yīng)用研究⑷開發(fā)研究⑸其它院系審核：審核人：年月日（公章）附件：擬選論文題目：繼電保護狀態(tài)檢修研究及應(yīng)用一、選題背景及其意義追求更高的系統(tǒng)可靠性和用戶滿意度，注重降低成本是電力系統(tǒng)一直以來努力的目標，降低成本的努力集中于降低運行和維護費用。電網(wǎng)運行的基礎(chǔ)是供電設(shè)備的檢修。占企業(yè)經(jīng)營成本的一大部分支出為檢修技改費用，檢修質(zhì)量如何直接影響供電可靠性和電能質(zhì)量，直接關(guān)系到電網(wǎng)運行質(zhì)量［1-3］。另外，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，供電設(shè)備數(shù)量日益增多，迫使各電力公司更關(guān)注企業(yè)的利益，更注重企業(yè)資源的優(yōu)化配置，更注重追求企業(yè)利潤的最大化，特別是電力體制改革的全面推進，在設(shè)備的檢修費用成本日益增加的壓力下，革新檢修方式，采用更為先進的檢修管理手段己是迫在眉睫［4］。繼電保護設(shè)備對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行起著重大的作用，是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，繼電保護裝置的誤動或者拒動都會給電網(wǎng)運行帶來極大的影響。因此，目前運行維護人員的首要任務(wù)是提高繼電保護裝置動作的可靠性。而提高繼電保護裝置動作的可靠性的關(guān)鍵是對二次設(shè)備進行有效和及時的校驗維護。二、國內(nèi)外研究動態(tài)根據(jù)《繼電保護及電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例》的要求，目前，我國繼電保護裝置的校驗主要分為以下三類［7-10］：新安裝裝置的驗收檢修；運行中裝置的定期檢驗；運行中裝置的補充檢驗。其中，繼電保護裝置在設(shè)備投產(chǎn)后一年進行一次全面校驗，以后每六年進行一次全面校驗，每一至兩年進行一次部分檢驗。目前，常規(guī)的電磁型保護裝置已經(jīng)全面被微機繼電保護裝置取代，傳統(tǒng)的繼電保護與微機保護相比較，微機保護具有以下優(yōu)點：微機保護所有的保護數(shù)據(jù)采樣，邏輯功能都由CPU完成，采用規(guī)范化硬件，出口繼電器均采用了先進的全密封型繼電器，極大地降低了二次回路的復(fù)雜性也提高了可靠性，減少了由于繼電器接點問題和二次回路接觸不良導(dǎo)致保護裝置不正確動作的可能性。當(dāng)檢測到裝置出現(xiàn)異?；蚬收蠒r，微機保護都能通過先進的自檢功能及時發(fā)出信號并閉鎖相關(guān)保護。軟件編程可標準化，模塊化，靈敏性高，互換性好；具有可靠的通信接口，接入廠站的微機可使信息分析處理后集中顯示和打印。鑒于微機保護繼電裝置的可靠性和性能與電磁型保護相比在各個方面都有大幅度提高，因此，沒必要根據(jù)傳統(tǒng)的定檢周期對二次設(shè)備進行定期檢修。傳統(tǒng)的定期檢修，單純按固定的時間間隔對設(shè)備進行檢修，不考慮設(shè)備的實際情況，因此這種檢修方式存在著很大的強制性和盲臥勝，主要存在以下幾個方面的問題：不考慮設(shè)備的實際狀況。一律執(zhí)行預(yù)先規(guī)定的檢修周期，過度檢修和不足檢修并存，不但造成設(shè)備有效利用時間的損失和人力、物力資源的浪費，甚至?xí)l(fā)檢修故障，出現(xiàn)越修越壞的情況。檢修過程中針對性不強，掌握設(shè)備實際狀態(tài)不夠，檢修中不能抓住重點。檢修部門所維護的變電所和設(shè)備的數(shù)量在不斷增多，但檢修人員和檢修成本無法同比例增長。在人員有限的情況下，將導(dǎo)致設(shè)備校驗工作的質(zhì)量有所下降。由于計劃檢修停電次數(shù)較多，停電時間較長，造成檢修工作的時間過長，也就增加了事故發(fā)生的概率。從電網(wǎng)的穩(wěn)定運行角度考慮，設(shè)備過多地停電檢修，將會在很大程度上削弱電網(wǎng)的可靠性。所以如果仍然按照計劃檢修的方式來安排工作，則勢必難以權(quán)衡和面面俱到，難免影響到檢修質(zhì)量和電網(wǎng)、設(shè)備的安全［11］。狀態(tài)檢修與定期檢修相比，具有以下幾點優(yōu)勢：改善電網(wǎng)安全，減少線損，提高了供電可靠性，因為狀態(tài)檢修更有針對性?？梢允箼z修具有實效性，能及時解決問題。減少了維護工作量，降低檢修成本，提高經(jīng)濟效益，節(jié)省了企業(yè)經(jīng)營成本。減少了倒閘操作，提高了人身和設(shè)備安全。實施狀態(tài)檢修減少了大量的停電檢修和帶電檢修工作量，降低了發(fā)生事故的概率。改善設(shè)備安全、延長設(shè)備使用壽命，這是因為有效避免了失當(dāng)維修、不必要的維修和不解決根本問題的維修。設(shè)備的檢修與設(shè)備的可靠性緊密相關(guān)，設(shè)備可靠性低必然導(dǎo)致可用性的降低和檢修的頻繁發(fā)生。事實上，檢修工作也只能使設(shè)備維持或接近于由設(shè)計和制造所決定的固有可靠性，而狀態(tài)檢修就是要在了解設(shè)備健康狀態(tài)的前提下通過檢查、維護、修理乃至更新，以最小的代價保持或恢復(fù)系統(tǒng)及設(shè)備的固有可靠性水平。電力系統(tǒng)保護中繼電保護裝置運行時可靠性指標的定義和計算與電力系統(tǒng)可靠性指標計算、繼電保護裝置的評價、使用、完善與發(fā)展等密切相關(guān)。而確定繼電保護裝置運行狀態(tài)的內(nèi)涵則是一個十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)繼電保護運行狀況的評價和統(tǒng)計方法可以在一定程度上反映繼電保護設(shè)備的部分運行狀況，但在統(tǒng)計的針對性科學(xué)性方面以及全面性方面，還存在一些不足之處。我國現(xiàn)行的統(tǒng)計方法是沿用前蘇聯(lián)的“正確動作率”統(tǒng)計方法，這種方法是用一定期限內(nèi)被統(tǒng)計的繼電保護裝置的總動作次數(shù)和其中的正確動作次數(shù)來定義：正確動作率=(正確動作次數(shù)/總動作次數(shù))X100%。這種評價方法在被保護對象的故障頻率很低，或在這一統(tǒng)計期限內(nèi)根本沒有發(fā)生過內(nèi)部故障時，其正確動作率就會很低，甚至只能為零。其實，這套保護可能經(jīng)受了許多次區(qū)外故障沖擊而未誤動作，但這些情況卻未能被現(xiàn)行的統(tǒng)計方法所反映，導(dǎo)致被人們誤認為這種保護的性能差，這樣是很不準確的。這種繼電保護裝置運行狀態(tài)的定義方式是否能正確而合理地反映繼電保護裝置的性能是一個值得進一步深入探討的重要問題。設(shè)備的狀態(tài)在線監(jiān)測就是通過現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集裝置將要監(jiān)測的電力設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集，并發(fā)送到指定的服務(wù)器和工作站中，利用在線監(jiān)測技術(shù)軟件對數(shù)據(jù)進行匯總和分析，從而得出該設(shè)備的狀態(tài)是否符合繼續(xù)安全運行的要求。在線監(jiān)測技術(shù)的實際應(yīng)用表明，目前其應(yīng)用尚需進一步積累經(jīng)驗，其可靠性還需進一步完善和提高；但這種技術(shù)的成熟應(yīng)用將為電力主設(shè)備的可靠運行構(gòu)筑一道堅強的安全防線是勿庸置疑的，它的實時性將取代現(xiàn)有的預(yù)防性試驗技術(shù)而成為電力設(shè)備安全運行的第一道防線。繼電保護狀態(tài)檢修就是在電氣二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，根據(jù)監(jiān)測和分析診斷的結(jié)果，科學(xué)地安排檢修間隔時間和檢修項目的檢修方式，它包括三層含義：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測；設(shè)備狀態(tài)診斷；設(shè)備檢修決策。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是實施狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)；設(shè)備狀態(tài)診斷則以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為依據(jù)，綜合設(shè)備的歷史信息，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家診斷系統(tǒng)等技術(shù)來判斷繼電保護設(shè)備的健康狀況。電氣設(shè)備狀態(tài)檢修內(nèi)容包括在線監(jiān)測與診斷、設(shè)備運行維護、設(shè)備管理、缺陷記錄、故障記錄、設(shè)備檢修及檢修后的驗收等諸多工作，最后綜合運行信息、設(shè)備信息、電力市場等信息作出檢修決策。狀態(tài)檢修的目標是：減少設(shè)備停電時間，延長設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備使用率和安全可靠性，改善設(shè)備運行性能，降低設(shè)備運行檢修費用，提高經(jīng)濟效益。但是大多數(shù)人對狀態(tài)檢修的艱巨性、長期性、復(fù)雜性及其蘊藏的巨大潛力缺乏足夠的認識。從事繼電保護工作的專業(yè)人員缺乏對狀態(tài)檢修理論的學(xué)習(xí)及深入的研究，對狀態(tài)檢修的認識停留在一個膚淺的狀態(tài)，認為狀態(tài)檢修就是可以少干活。其實無論故障檢修還是預(yù)防性檢修都是與技術(shù)發(fā)展的水平相聯(lián)系的，狀態(tài)檢修也是一樣，同時狀態(tài)檢修更需要科學(xué)的管理來支撐。多年延續(xù)下來的定期檢修制度嚴重束縛了人們的思維，只知道按校驗規(guī)程辦，至于如何確定新的檢修周期、檢修項目的變更是否合適，怎樣在實踐運行中去檢驗，尋找出規(guī)律，則很少考慮。三、課題研究內(nèi)容針對繼電保護狀態(tài)檢修的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，以及繼電保護狀態(tài)檢修實際應(yīng)用中需要解決的問題出發(fā)，本課題主要針對以下幾個方面進行研究：1、繼電保護檢修狀態(tài)研究方法分析根據(jù)繼電保護的設(shè)備概況及運行分析提出所面臨的問題，并總結(jié)影響繼電保護設(shè)備運行情況的原因。2、繼電保護設(shè)備在線監(jiān)測的實現(xiàn)方法分析在線監(jiān)測技術(shù)研究應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā)，指出了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用存在的問題，著重分析了繼電保護設(shè)備在線監(jiān)測的實現(xiàn)方法。3、繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修評估模型建立分析繼電保護狀態(tài)檢修應(yīng)用導(dǎo)則，根據(jù)應(yīng)用導(dǎo)則建立繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修評估模型，針對某一實例應(yīng)用所建立的繼電保護設(shè)備狀態(tài)評估模型進行分析。4、繼電保護狀態(tài)的可靠性分析用馬爾科夫模型來分析保護設(shè)備的可靠性。改進保護設(shè)備的馬爾科夫模型，完善保護設(shè)備在各種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移規(guī)律，使保護設(shè)備可能處于的各種狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移變的更加明確、合理。以平均定檢周期為自變量，不可用率為因變量，得出設(shè)備的不可用率隨平均檢修周期變化的曲線，得到不可用率最小值及與此對應(yīng)的平均檢修周期，即可以確定最佳檢修周期。5、繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修維護策略的研究劃分設(shè)備狀態(tài)指標，建立設(shè)備狀況指標和設(shè)備綜合性指標，建立以可靠性為中心的繼電保護狀態(tài)維護策略，制定合理和經(jīng)濟的檢修維護計劃。四、研究方案及難點1、繼電保護檢修狀態(tài)研究方法分析根據(jù)實際的經(jīng)驗分析繼電保護設(shè)備概況及運行時所面臨的問題，總結(jié)影響繼電保護設(shè)備運行情況的原因。2、繼電保護設(shè)備狀態(tài)評估模型建立根據(jù)繼電保護設(shè)備的檢修導(dǎo)則，綜合狀態(tài)檢修方法和檢修導(dǎo)則建立繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修的評估模型。3、以可靠性為基礎(chǔ)的繼電保護設(shè)備狀態(tài)維護策略的研究根據(jù)馬爾科夫模型對繼電保護設(shè)備的狀態(tài)轉(zhuǎn)移及可靠性進行分析，劃分設(shè)備的狀態(tài)指標，提出設(shè)備健康指標和綜合性指標，建立以可靠性為基礎(chǔ)的繼電保護設(shè)備狀態(tài)維護策略。本課題的難點在于繼電保護設(shè)備狀態(tài)評估評估模型的建立和應(yīng)用馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移研究繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修維護策略。五、預(yù)期成果和可能的創(chuàng)新點預(yù)期成果：1、分析繼電保護設(shè)備運行概況，根據(jù)實際數(shù)據(jù)總結(jié)影響繼電保護設(shè)備運行情況的原因。2、建立繼電保護設(shè)備狀態(tài)評估模型。3、實現(xiàn)繼電保護設(shè)備的狀態(tài)檢修策略?？赡艿膭?chuàng)新點：1、建立繼電保護設(shè)備的狀態(tài)評估模型。2、應(yīng)用馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移方法建立以可靠性為基礎(chǔ)的繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修策略。六、主要參考文獻DIJT587-1996,微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程[M].北京：中國電力出版社，1996GB/T14285-2006，繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程[M].北京：中國標準出版社，2006⑶王翠平，繼電保護裝置的維護及試驗[J].黑龍江科技信息，2007，23(7)：41-46.[4]陳紹光，電力系統(tǒng)二次設(shè)備狀態(tài)檢修探討[J].云南水力發(fā)電，2005，12(5)：31-35.⑸曾克娥，電力系統(tǒng)繼電保護裝置運行可靠性指標探討[J].電網(wǎng)技術(shù)，2004,11(7)：32-37.⑹李博，變電站主電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)應(yīng)用[J].中國電力，2002，12(8)：33-38．Shim.Digitalsignalprocessingappliedtothedetectionofpartialdischarge：Anoverview[J].IEEEElectricalInsulationMagazine,2000,16(3)：6212.S.A.Boggs,G.C.Stone.Fundamentallimitationsinthemeasurementofcoronaandpartialdischarge[J],IEEETrans.onElectricalInsulation,1982,17(2)：143-150.H.G.Sedding,S.R.Campbell,G.C.Stone.Anewsensorfordetectingpartialdischargeinoperatingturbinegenerators[J],IEEETrans.onEnergyConversion,1991,6(4)：700-706.H.G.Sedding,S.R.Campbell,G.C.Stone.On-linepartialdischargedetectioninturbinegenerators[J],IEEConferencePublication,1991,250-254.馬輝，實現(xiàn)變壓器狀態(tài)檢修的方法[J]?高電壓技術(shù)，2001,02(7)：12-16?盧志，10kV系統(tǒng)繼電保護的綜合分析[J].電工技術(shù)，2007,04(5)：13-17.謝澤權(quán)，提高繼電保護正確動作率的措施J].廣東電力，1997,08(4)：21-26.黃善康，微機型繼電保護的試驗、檢驗與狀態(tài)檢修[J].科技綜述，2007,15(4)：23-27.劉小蘭，繼電保護管理中存在的問題及改進措施[J].廣西電業(yè)，2007，13(4)：21-25.楊洪燦，呂慶升，繼電保護在電力系統(tǒng)中的可靠性研究[J].黑龍江科技信息，2007，(5)：35-40．J.Corbett，A.higgin,C.kelleher,Aprocedureforallocatinglimitedresourcestocircuitbreakerplannedmaintenance.source:Cigre,Paris,Session2002,pp13-303．C.Rajotte,A.Jolicoeur,M.Landry,GSt一Jean,A.Mercier,GDaigneault(Canada)S.Zelingher,R.SchwabeandR.Bennett(UnitedStates)，anovelmethodologybackedbyfieldexperienceforassessingthebenefitsofon-lineconditionmonitoringsystemsforsubstationequipment.source:cigre,Session1996，pp23-202．D.KOPEJTKOVAH.-P.OTTH.ROHSLERF.SALAMANCAJ.