繼電保護(hù)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(jì)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(hù)狀態(tài)檢修研究及應(yīng)用選題報告會地點(diǎn)：教一樓218選題報告會日期：2012年2月21日文獻(xiàn)綜述與選題報告要求：查閱并閱讀一定數(shù)量的文獻(xiàn)資料，寫出3000字以上（不含圖表）的文獻(xiàn)綜述與選題書面報告，要求選題報告中引用的文獻(xiàn)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(diǎn)等；填好“選題報告及論文工作計(jì)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(xì)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(shí)施細(xì)則；書面報告的格式見附件。閱讀國內(nèi)外文獻(xiàn)情況：國內(nèi)文獻(xiàn)約16篇，國外文獻(xiàn)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(jì)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(hù)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(hù)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(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)的可靠性分析和繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)維護(hù)策略的研究。第五階段：2011年9月?2011年11月進(jìn)行總結(jié)工作，完成畢業(yè)論文的撰寫。論文實(shí)際工作預(yù)計(jì)完成日期：2011年11月工作條件（圖書資料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、經(jīng)費(fèi)及其他條件）落實(shí)情況：華北電力大學(xué)具備工作所需要的圖書資料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。論文選題來源、項(xiàng)目所屬類別（國家重點(diǎn)、部委、?。ㄊ校┢笫聵I(yè)委托、校重點(diǎn)、自選等）及經(jīng)費(fèi)來源情況：自選課題，經(jīng)費(fèi)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(hù)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(biāo)，降低成本的努力集中于降低運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。電網(wǎng)運(yùn)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(fèi)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(yùn)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(jìn)，在設(shè)備的檢修費(fèi)用成本日益增加的壓力下，革新檢修方式，采用更為先進(jìn)的檢修管理手段己是迫在眉睫［4］。繼電保護(hù)設(shè)備對電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)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(hù)裝置的誤動或者拒動都會給電網(wǎng)運(yùn)行帶來極大的影響。因此，目前運(yùn)行維護(hù)人員的首要任務(wù)是提高繼電保護(hù)裝置動作的可靠性。而提高繼電保護(hù)裝置動作的可靠性的關(guān)鍵是對二次設(shè)備進(jìn)行有效和及時的校驗(yàn)維護(hù)。二、國內(nèi)外研究動態(tài)根據(jù)《繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動裝置檢驗(yàn)條例》的要求，目前，我國繼電保護(hù)裝置的校驗(yàn)主要分為以下三類［7-10］：新安裝裝置的驗(yàn)收檢修；運(yùn)行中裝置的定期檢驗(yàn)；運(yùn)行中裝置的補(bǔ)充檢驗(yàn)。其中，繼電保護(hù)裝置在設(shè)備投產(chǎn)后一年進(jìn)行一次全面校驗(yàn)，以后每六年進(jìn)行一次全面校驗(yàn)，每一至兩年進(jìn)行一次部分檢驗(yàn)。目前，常規(guī)的電磁型保護(hù)裝置已經(jīng)全面被微機(jī)繼電保護(hù)裝置取代，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)與微機(jī)保護(hù)相比較，微機(jī)保護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：微機(jī)保護(hù)所有的保護(hù)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(jìn)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(diǎn)問題和二次回路接觸不良導(dǎo)致保護(hù)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(jī)保護(hù)都能通過先進(jìn)的自檢功能及時發(fā)出信號并閉鎖相關(guān)保護(hù)。軟件編程可標(biāo)準(zhǔn)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(jī)可使信息分析處理后集中顯示和打印。鑒于微機(jī)保護(hù)繼電裝置的可靠性和性能與電磁型保護(hù)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(jìn)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(jìn)行檢修，不考慮設(shè)備的實(shí)際情況，因此這種檢修方式存在著很大的強(qiáng)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(shí)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(fèi)，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(qiáng)，掌握設(shè)備實(shí)際狀態(tài)不夠，檢修中不能抓住重點(diǎn)。檢修部門所維護(hù)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(yàn)工作的質(zhì)量有所下降。由于計(jì)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(yùn)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(jì)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(diǎn)優(yōu)勢：改善電網(wǎng)安全，減少線損，提高了供電可靠性，因?yàn)闋顟B(tài)檢修更有針對性?？梢允箼z修具有實(shí)效性，能及時解決問題。減少了維護(hù)工作量，降低檢修成本，提高經(jīng)濟(jì)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(shí)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?yàn)橛行П苊饬耸М?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(shí)上，檢修工作也只能使設(shè)備維持或接近于由設(shè)計(jì)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(hù)、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(hù)中繼電保護(hù)裝置運(yùn)行時可靠性指標(biāo)的定義和計(jì)算與電力系統(tǒng)可靠性指標(biāo)計(jì)算、繼電保護(hù)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(hù)裝置運(yùn)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(hù)運(yùn)行狀況的評價和統(tǒng)計(jì)方法可以在一定程度上反映繼電保護(hù)設(shè)備的部分運(yùn)行狀況，但在統(tǒng)計(jì)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(jì)方法是沿用前蘇聯(lián)的“正確動作率”統(tǒng)計(jì)方法，這種方法是用一定期限內(nèi)被統(tǒng)計(jì)的繼電保護(hù)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(hù)對象的故障頻率很低，或在這一統(tǒng)計(jì)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(shí)，這套保護(hù)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(jì)方法所反映，導(dǎo)致被人們誤認(rèn)為這種保護(hù)的性能差，這樣是很不準(zhǔn)確的。這種繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)的定義方式是否能正確而合理地反映繼電保護(hù)裝置的性能是一個值得進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(yùn)行的要求。在線監(jiān)測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用表明，目前其應(yīng)用尚需進(jìn)一步積累經(jīng)驗(yàn)，其可靠性還需進(jìn)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(yùn)行構(gòu)筑一道堅(jiān)強(qiáng)的安全防線是勿庸置疑的，它的實(shí)時性將取代現(xiàn)有的預(yù)防性試驗(yàn)技術(shù)而成為電力設(shè)備安全運(yùn)行的第一道防線。繼電保護(hù)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(xiàng)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(shí)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(hù)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(yùn)行維護(hù)、設(shè)備管理、缺陷記錄、故障記錄、設(shè)備檢修及檢修后的驗(yàn)收等諸多工作，最后綜合運(yùn)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(biāo)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(yùn)行性能，降低設(shè)備運(yùn)行檢修費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)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(yùn)藏的巨大潛力缺乏足夠的認(rèn)識。從事繼電保護(hù)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(rèn)識停留在一個膚淺的狀態(tài)，認(rèn)為狀態(tài)檢修就是可以少干活。其實(shí)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(yán)重束縛了人們的思維，只知道按校驗(yàn)規(guī)程辦，至于如何確定新的檢修周期、檢修項(xiàng)目的變更是否合適，怎樣在實(shí)踐運(yùn)行中去檢驗(yàn)，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(hù)狀態(tài)檢修的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，以及繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)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(jìn)行研究：1、繼電保護(hù)檢修狀態(tài)研究方法分析根據(jù)繼電保護(hù)的設(shè)備概況及運(yùn)行分析提出所面臨的問題，并總結(jié)影響繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行情況的原因。2、繼電保護(hù)設(shè)備在線監(jiān)測的實(shí)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(hù)設(shè)備在線監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)方法。3、繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修評估模型建立分析繼電保護(hù)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(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修評估模型，針對某一實(shí)例應(yīng)用所建立的繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)評估模型進(jìn)行分析。4、繼電保護(hù)狀態(tài)的可靠性分析用馬爾科夫模型來分析保護(hù)設(shè)備的可靠性。改進(jìn)保護(hù)設(shè)備的馬爾科夫模型，完善保護(hù)設(shè)備在各種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移規(guī)律，使保護(hù)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(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修維護(hù)策略的研究劃分設(shè)備狀態(tài)指標(biāo)，建立設(shè)備狀況指標(biāo)和設(shè)備綜合性指標(biāo)，建立以可靠性為中心的繼電保護(hù)狀態(tài)維護(hù)策略，制定合理和經(jīng)濟(jì)的檢修維護(hù)計(jì)劃。四、研究方案及難點(diǎn)1、繼電保護(hù)檢修狀態(tài)研究方法分析根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)分析繼電保護(hù)設(shè)備概況及運(yùn)行時所面臨的問題，總結(jié)影響繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行情況的原因。2、繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)評估模型建立根據(jù)繼電保護(hù)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(hù)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(hù)設(shè)備狀態(tài)維護(hù)策略的研究根據(jù)馬爾科夫模型對繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)轉(zhuǎn)移及可靠性進(jìn)行分析，劃分設(shè)備的狀態(tài)指標(biāo)，提出設(shè)備健康指標(biāo)和綜合性指標(biāo)，建立以可靠性為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)維護(hù)策略。本課題的難點(diǎn)在于繼電保護(hù)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(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修維護(hù)策略。五、預(yù)期成果和可能的創(chuàng)新點(diǎn)預(yù)期成果：1、分析繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行概況，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)總結(jié)影響繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行情況的原因。2、建立繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)評估模型。3、實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)檢修策略。可能的創(chuàng)新點(diǎn)：1、建立繼電保護(hù)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(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修策略。六、主要參考文獻(xiàn)DIJT587-1996,微機(jī)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理規(guī)程[M].北京：中國電力出版社，1996GB/T14285-2006，繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006⑶王翠平，繼電保護(hù)裝置的維護(hù)及試驗(yàn)[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(hù)裝置運(yùn)行可靠性指標(biāo)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(shí)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(hù)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(hù)正確動作率的措施J].廣東電力，1997,08(4)：21-26.黃善康，微機(jī)型繼電保護(hù)的試驗(yàn)、檢驗(yàn)與狀態(tài)檢修[J].科技綜述，2007,15(4)：23-27.劉小蘭，繼電保護(hù)管理中存在的問題及改進(jìn)措施[J].廣西電業(yè)，2007，13(4)：21-25.楊洪燦，呂慶升，繼電保護(hù)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-l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