张瑞明

(浙江浙能嘉华发电有限公司，浙江 嘉兴 314201)

0 引言

火电厂继电保护设备对保障机组的安全稳定运行起关键作用。随着我国经济结构的调整与转型升级，以及集团大能源战略的发展，建设节能、安全的智慧电厂逐渐成为火力发电厂发展的新趋势。现有继电保护设备的检修通常采用计划检修和事后检修模式。目前，状态检修的研究多集中于一次设备，对继电保护等二次设备状态检修的研究与应用较少。

继电保护装置是保障火电机组安全稳定运行的重要二次设备，其检修应秉持应修必修、修必修好的原则。本文提出了基于物联网技术的继电保护状态检修实施方案，运用物联网射频识别技术（RFID）实现对继电保护设备的精准定位、身份唯一性识别、健康状况监测。该模式能及时掌握继电保护设备的运行状况，为继电保护设备提供科学的检修计划，杜绝检修过度或不足，降低检修费用，保证继电保护设备稳定运行，提高火电厂的社会效益和经济效益。

1 继电保护设备检修现状

目前，火电厂继电保护设备检修工作通常依据DL/T 995—2016《继电保护和电网安全自动装置检验规程》《保护继电器检验规程》等规程规定，并结合各厂实际情况，采用PDCA（P-计划、D-实施、C-检查、A-总结）循环的方法，开展常规检验。按照A、B、C三级分类情况，以及日常继电保护设备点检分析评估的结果，实施计划检修和事后检修模式。线路保护主要以定期检验为主，检验类型包括新安装保护装置的验收检验、运行中保护装置的定期检验和运行中保护装置的补充检验［1］。

传统的检修方式主要依赖火电厂继电保护专职和继电保护点检员对专业的理解与责任，以及点检员的全过程管理。计划检修与定期检验容易造成继电保护设备的“过度检修”或“欠检修”［2-3］。面对类型众多的继电保护设备，采用计划检修与定期检修的传统检修模式存在一定的问题：继电保护班组检修人员相对紧缺，与检修工作的大量增加存在矛盾；电网调度安排的一次设备停电时间常为2～3天，去除办理工作票的时间，实际检修工作的时间约为1.5天，这会导致继电保护检验项目和内容不完整，降低了继电保护装置的检验质量；外来清洁能源的增多导致本地火电机组频繁启停，本就紧缺的继电保护检修人员可能同时面临多台机组的继电保护检修任务，从而影响检修质量；随着微机保护设备的广泛应用，其自身完备的自检功能得到了广泛应用，不需要再进行频繁的定期检修操作。

2 物联网技术在继电保护状态检修中的应用

基于物联网技术的继电保护状态检修，可对继电保护设备的健康状态进行综合分析与评价，制定最优状态检修策略，实现“对症下药、该修则修、修必修好、不过度不欠修”的目的，以达到缩短检修停运时间、降低检修费用、保证设备长周期运行的目标。

2.1 物联网技术与继电保护状态检修

继电保护状态检修的基础是5G无线射频识别（RFID）和GPS定位技术，实现对继电保护设备的唯一性身份识别、地理位置的精准定位。通过采集继电保护设备的运行环境状况、保护设备各项采样值、装置告警信息、保护动作信息、压板状态、缺陷及故障历史记录、历史检修相关数据、定值修改记录、保护设备改造记录等各项信息，建立全过程状态监测台账。将实时数据推送至移动终端，供继电保护专责、继电保护维护班组参考制定检修计划。物联网技术在继电保护状态检修中的应用，提高了运维班组的工作效率和继电保护设备的检修效率，降低了由计划检修或定期检修造成的人工成本的浪费，保证了机组的稳定运行。

2.2 物联网技术的功能模块

2.2.1 移动终端监测模块

移动终端监测模块包括数据采集、数据录入、数据处理、数据传输功能。数据采集是通过RFID、GPS等设备采集继电保护装置的各项信息；数据录入是继电保护点检员将现场巡检信息录入监测模块，作为参照对比；数据处理是监测模块对相关数据信息进行分析处理，生成设备是否存在缺陷等信息报告，为继电保护点检员提供设备检修依据，图1为保护装置交流采样的数据处理示意图；数据传输是具有Wifi无线传输功能的移动终端监测模块与物联网设备进行通信［4-6］，将数据信息传输到搭载了操作系统的移动终端，该模块支持3种无线数据业务，可根据用户需要选择不同运营商的网络制式与移动终端通信。

图1 数据处理示意图

2.2.2 地理位置定位模块

继电保护设备的地理位置信息通过GPS定位系统获取，然后通过Wifi无线传输至移动终端监测模块，与预先由继电保护点检员输入的设备位置信息进行对比分析，矫正错误信息，以获取精准定位信息。同时利用实时在线监控获取继电保护设备的地理场景，传输至移动终端监测模块。

2.2.3 身份识别码

在物联网系统中，每个继电保护设备均有其唯一的身份识别码［7-8］，即二维码。每个继电保护设备上均贴有二维码标签，通过监控设备将此二维码传送至移动终端监测模块，利用5G无线射频识别（RFID）技术对此二维码进行扫描识别，并与预先输入的设备识别码进行对比，实现对继电保护设备身份的唯一性标识。继电保护设备身份唯一性识别流程如图2所示。

图2 继电保护设备身份唯一性识别流程

3 继电保护状态检修实施

移动终端监测模块根据接收到的设备信息，对继电保护设备进行综合分析与评价并生成报告，以指导继电保护状态检修。根据一段时间内的分析与评价结果，如果某厂家同类型号产品的缺陷率较高，故障性质涉及误动、拒动等严重缺陷，则对此产品同类型号做出家族性缺陷严重的判断，定为不可信产品。此时应当缩短检修周期，并结合检修工期，对其进行换型改造。

对于各电流、电压通道采样值与参考值出现严重偏差的评价结果，在不影响供电的情况下，对双重化配置的设备分别进行临时检修，更换采样板并升级系统；评价继电保护设备时，针对二次电缆缺陷导致的采样偏差，需乘以相应的系数来修正外部因素引起的评分低，以避免误判。

对于评价结果显示为二次回路或端子箱受潮导致的温湿度差异变化大的情况，需在做好安全措施的情况下，利用热风机对其进行干燥处理。如果一段时间后效果明显，则按规程规定的最长检修周期进行检修；如果效果不明显，则相应缩短检修周期，更换就地端子箱及二次电缆，同时加装防潮设备。

除根据评价结果进行相应检修周期的调整或者临时检修外，还要结合具体情况相应调整检修周期。

1）反事故措施中关于继电保护的相关内容和技术监督要求的相关整改措施，可随机组检修同时进行，不必调整检修周期。

2）借鉴其他公司继电保护事故导致的非停或设备异常，查漏补缺，根据情况适当缩短机组检修周期，防止造成不必要的事故。

3）继电保护设备技术改造和不符合相关继电保护规程要求的老旧设备，随机组检修进行改造。

4 结语

针对传统检修模式存在的问题，对继电保护设备进行实时在线分析与评价。采用继电保护状态检修模式，提高继电保护设备的专业管理水平和运维检修质量，降低检修成本，确保设备稳定，实现对火电厂继电保护设备的安全、高效、绿色检修。