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【摘要】二次设备状态检修管理系统通过收集设备的状态参数信息、运行信息及检测信息数据对信息进行加工和处理，综合应用各种方法对设备可能潜在的故障进行推理分析，对设备状态进行状态评估，为选择合理的检修策略提供决策支持，系统具有自学习功能，生产人员和管理人员可共享数据库资源和诊断知识库资源及诊断结果，从而提供管理和决策依据，是一种动态交互式的自适应智能系统。
【关键词】二次设备；状态检修；设备管理；在线监测；数据挖掘
引言
为进一步提升设备状态检修为企业所带来更高的经济效益。本文论述了以信息技术为支撑，构建一套能够全面支撑电力企业开展二次设备状态检修工作的状态检修管理系统，利用先进的数据挖掘技术对设备的健康状态进行综合分析，对设备做出全面的状态评价，得出设备的实时运行状态，实现对继电保护设备的状态检修提供决策依据，保证生产运行需要，提高设备的安全性和可用性，延长设备使用寿命，节约维护资金。
二次设备状态检修管理系统旨在建立继电保护设备健康状态的后台评价分析系统，全面掌握继电保护设备的运行历史和现状数据，利用辅助决策系统对设备的健康状态进行综合分析，做出相对全面的状态评价，实现对继电保护设备的状态检修提供决策依据，达到节约资源、提高效率、保障设备的安全运行。
二次设备状态检修管理系统的主要功能定义为：获取并处理二次设备相关基础资料、设备实时/历史数据等反映设备健康状态的特征参数，评价设备当前健康状况。对状态劣化和趋势不良的设备及时发布状态预警消息，并进行有效的故障模式和原因的分析。最终通过综合优化检修策略模型分析，提出检修决策建议。
1、背景分析
状态检修是近年来电网企业普遍关注的课题，随着技术的发展和社会的进步，状态检修作为一种检修模式更能降低维修成本、缩短检修停电时间、延长设备寿命的检修模式，越来越受到电网企業的重视。开展状态检修工作质量达标评价是国家电网公司加快推进设备检修方式转变、提升运检效益和效率的重要决策，也是国家电网公司加强运检对标管理、强化检修规范建设的重要手段[1]，对全面推进“大检修”体系建设，构建适应“两个一流”的现代运维检修体系具有重要的意义。
目前电力系统设备的分类和检修现状可分为[2]：直接与高压侧有关的设备一般属于一次设备，如变压器、开关等，由于一次设备造价高、回路少，已经完成了状态检修；与控制保护有关、带弱电的设备，属于二次设备，如继电保护、电表等，一般单元造价相对较低且回路非常复杂，因此较少应用状态检修。然而由于一次设备实行状态检修效果非常好，使得发生故障的频率和时间大大减小，就必然对二次设备的检修提出新的挑战，继电保护装置作为二次设备中的重要组成，其误动和拒动都会对电力系统设备的安全运行影响很大。
因此，在一次设备状态检修技术推进的基础上研究二次控制系统状态检修技术，尤其是“电网静静的哨兵”继电保护系统的状态检修技术将具有十分重要的现实意义。
3、系统构建思想
状态检修要求对设备状态进行跟踪和预测，在设备由于存在潜在故障状态开始劣化但尚未发展到功能故障前，通过状态评价及其发展趋势预测、故障诊断等方法确定潜在故障点，从而明确维修的部位和时间，及时采取维修措施以避免功能故障的发生。
本系统状态检修的实施分成3个层面的工作，即应用配置层、评价分析层、检修管理层，如下图1所示：
在应用配置层主要根据对设备功能、性能、故障模式及其影响的分析，开展以下工作：
1）定义设备的状态。
2）在定义设备状态的基础上，需要将设备整体状态再分解为由设备部件及其可量化的数个状态量构成的部件与状态量的关联矩阵。
3）确定状态量的评价体系，即状态量由一个或数个测量值按一定的评判规则计算得到。
4）根据状态量评价体系确定需要进行测量的量测值。
在评价分析层主要根据设计方案确定数据采集（收集）的技术方案。如对于现场有急需状态连续监视的设备（如有缺陷但又无法停电检修的设备）可采用技术比较成熟的带电监测，一般设备可采用预防性试验和巡视收集数据，在积累一定数据之后，再根据预先设计的规则对设备状态进行评价和监视。如果设备出现非正常状态，则需要进行故障诊断，确定故障部位及原因，并进行状态和故障发展趋势预测，以便安排合适的时间进行有针对性地维修；如果设备状态正常，可进行设备健康度评估，预测剩余寿命，如果出现性能老化趋势或接近寿命极限，可安排技术改造或更新计划。
在检修管理层主要根据申请的或计划安排的检修任务确定检修等级，制定检修工作计划和进度，实施现场工作管理，并及时整理和收集检修记录及相关文档资料，为下一次检修工作做好准备，同时开展检修绩效评价，为检修工作的持续改进提供依据。
4、系统先进性
1.统一标准化管理
系统建立了全省的二次设备统一管理库，解决了之前设备台账分散，不利于统一管理的问题，通过统一管理提高了省公司对各变电站这边的集中管控，能够有效合理的进行资金分配，避免设备浪费，加强了集约化管理，提升了集团化运作水平。
系统实现继电保护状态检修管理工作的流程化、闭环管理。从数据收集、状态评价、风险评估、检修策略、检修计划、绩效评估等环节实现全过程管理。
系统实现进一步对二次设备的精细化管理，在国家电网公司尚无统一的二次设备检修导则的情况，利用系统的建设积累了二次设备的管理经验，形成二次设备检修导则，为指导全省的二次设备检修带来了极大的推动作用，推进了集团化、集约化、精益化、标准化的“四化”建设，全面支撑人财物集约化“三集”管理思想，提高了甘肃省的管理水平。
2.开放的数据接口
系统通过统一的数据接口规范，提供了开放的数据接口，以一定的触发方式（定时触发、控制触发）从外部系统或装置中获取反映设备健康状态指标的各类设备基础数据、带电检测数据、试验数据和其他数据。
保护设备台帐、一次设备检修计划、各种运行、缺陷、检修信息从PMS系统获取，一次设备台帐从主网设备状态检修系统获取，运行巡视记录从数字标准化运行系统获取，专业巡视记录由通过PDA作业上传到服务器。
集成接入了智能化在线检测系统，对设备的状态可以统一由省公司继保处进行管理，而且很多时候可远程展示各设备的状态，降低了巡检等工作的复杂度，减少管理工作的成本。
3.支持多种评价标准
系统提供对多种评价标准的支持，例如国家电网公司评价标准、省公司评价标准、分公司评价标准等，用户可以选择按照哪一套评价标准进行评价，多种评价标准的评价结果还可以进行对比分析。
系统提供可设置的评价标准平台，各项标准的评价方法、评分规则都可以通过设置的方式变更，使系统能够适应评价标准的变化。
4.集中部署、分布应用
系统采用“集中部署、分布应用”的模式，将数据库服务器、应用服务器部署在省公司，各检修分部、地市分公司、超高压通过内网进行访问。这种模式可以保证系统数据的完整性、功能的一致性，与分布部署相比大大减少了维护工作量。部署架构如下图2所示：
5.继电保护专业数据挖掘、分析
根据继电保护业务，提供了缺陷分析、反措执行、保护软件版本、定制单执行、数据监测等高级功能，密切贴合保护工作实际。
5、结束语
二次设备状态检修管理系统有效的提高了设备状态评价的及时性、准确性，对设备状态发展趋势进行较为准确的预测，为设备管理人员的分析决策提供有力支撑，对合理安排检修工作，提高检修针对性起到很强的指导作用，为设备故障、缺陷的预测和精确定位提供了实时、精准的依据，减少了故障、缺陷原因判断和分析的周期，极大的降低了检修成本，提高了检修效率，满足了电网企业领导及管理层高效开展设备状态检修，快速决策和分析的目的。符合国网“三集五大”体系的建设要求，具有显著的经济效益和社会效益，应用前景十分广阔。
【关键词】二次设备；状态检修；设备管理；在线监测；数据挖掘
引言
为进一步提升设备状态检修为企业所带来更高的经济效益。本文论述了以信息技术为支撑，构建一套能够全面支撑电力企业开展二次设备状态检修工作的状态检修管理系统，利用先进的数据挖掘技术对设备的健康状态进行综合分析，对设备做出全面的状态评价，得出设备的实时运行状态，实现对继电保护设备的状态检修提供决策依据，保证生产运行需要，提高设备的安全性和可用性，延长设备使用寿命，节约维护资金。
二次设备状态检修管理系统旨在建立继电保护设备健康状态的后台评价分析系统，全面掌握继电保护设备的运行历史和现状数据，利用辅助决策系统对设备的健康状态进行综合分析，做出相对全面的状态评价，实现对继电保护设备的状态检修提供决策依据，达到节约资源、提高效率、保障设备的安全运行。
二次设备状态检修管理系统的主要功能定义为：获取并处理二次设备相关基础资料、设备实时/历史数据等反映设备健康状态的特征参数，评价设备当前健康状况。对状态劣化和趋势不良的设备及时发布状态预警消息，并进行有效的故障模式和原因的分析。最终通过综合优化检修策略模型分析，提出检修决策建议。
1、背景分析
状态检修是近年来电网企业普遍关注的课题，随着技术的发展和社会的进步，状态检修作为一种检修模式更能降低维修成本、缩短检修停电时间、延长设备寿命的检修模式，越来越受到电网企業的重视。开展状态检修工作质量达标评价是国家电网公司加快推进设备检修方式转变、提升运检效益和效率的重要决策，也是国家电网公司加强运检对标管理、强化检修规范建设的重要手段[1]，对全面推进“大检修”体系建设，构建适应“两个一流”的现代运维检修体系具有重要的意义。
目前电力系统设备的分类和检修现状可分为[2]：直接与高压侧有关的设备一般属于一次设备，如变压器、开关等，由于一次设备造价高、回路少，已经完成了状态检修；与控制保护有关、带弱电的设备，属于二次设备，如继电保护、电表等，一般单元造价相对较低且回路非常复杂，因此较少应用状态检修。然而由于一次设备实行状态检修效果非常好，使得发生故障的频率和时间大大减小，就必然对二次设备的检修提出新的挑战，继电保护装置作为二次设备中的重要组成，其误动和拒动都会对电力系统设备的安全运行影响很大。
因此，在一次设备状态检修技术推进的基础上研究二次控制系统状态检修技术，尤其是“电网静静的哨兵”继电保护系统的状态检修技术将具有十分重要的现实意义。
3、系统构建思想
状态检修要求对设备状态进行跟踪和预测，在设备由于存在潜在故障状态开始劣化但尚未发展到功能故障前，通过状态评价及其发展趋势预测、故障诊断等方法确定潜在故障点，从而明确维修的部位和时间，及时采取维修措施以避免功能故障的发生。
本系统状态检修的实施分成3个层面的工作，即应用配置层、评价分析层、检修管理层，如下图1所示：
在应用配置层主要根据对设备功能、性能、故障模式及其影响的分析，开展以下工作：
1）定义设备的状态。
2）在定义设备状态的基础上，需要将设备整体状态再分解为由设备部件及其可量化的数个状态量构成的部件与状态量的关联矩阵。
3）确定状态量的评价体系，即状态量由一个或数个测量值按一定的评判规则计算得到。
4）根据状态量评价体系确定需要进行测量的量测值。
在评价分析层主要根据设计方案确定数据采集（收集）的技术方案。如对于现场有急需状态连续监视的设备（如有缺陷但又无法停电检修的设备）可采用技术比较成熟的带电监测，一般设备可采用预防性试验和巡视收集数据，在积累一定数据之后，再根据预先设计的规则对设备状态进行评价和监视。如果设备出现非正常状态，则需要进行故障诊断，确定故障部位及原因，并进行状态和故障发展趋势预测，以便安排合适的时间进行有针对性地维修；如果设备状态正常，可进行设备健康度评估，预测剩余寿命，如果出现性能老化趋势或接近寿命极限，可安排技术改造或更新计划。
在检修管理层主要根据申请的或计划安排的检修任务确定检修等级，制定检修工作计划和进度，实施现场工作管理，并及时整理和收集检修记录及相关文档资料，为下一次检修工作做好准备，同时开展检修绩效评价，为检修工作的持续改进提供依据。
4、系统先进性
1.统一标准化管理
系统建立了全省的二次设备统一管理库，解决了之前设备台账分散，不利于统一管理的问题，通过统一管理提高了省公司对各变电站这边的集中管控，能够有效合理的进行资金分配，避免设备浪费，加强了集约化管理，提升了集团化运作水平。
系统实现继电保护状态检修管理工作的流程化、闭环管理。从数据收集、状态评价、风险评估、检修策略、检修计划、绩效评估等环节实现全过程管理。
系统实现进一步对二次设备的精细化管理，在国家电网公司尚无统一的二次设备检修导则的情况，利用系统的建设积累了二次设备的管理经验，形成二次设备检修导则，为指导全省的二次设备检修带来了极大的推动作用，推进了集团化、集约化、精益化、标准化的“四化”建设，全面支撑人财物集约化“三集”管理思想，提高了甘肃省的管理水平。
2.开放的数据接口
系统通过统一的数据接口规范，提供了开放的数据接口，以一定的触发方式（定时触发、控制触发）从外部系统或装置中获取反映设备健康状态指标的各类设备基础数据、带电检测数据、试验数据和其他数据。
保护设备台帐、一次设备检修计划、各种运行、缺陷、检修信息从PMS系统获取，一次设备台帐从主网设备状态检修系统获取，运行巡视记录从数字标准化运行系统获取，专业巡视记录由通过PDA作业上传到服务器。
集成接入了智能化在线检测系统，对设备的状态可以统一由省公司继保处进行管理，而且很多时候可远程展示各设备的状态，降低了巡检等工作的复杂度，减少管理工作的成本。
3.支持多种评价标准
系统提供对多种评价标准的支持，例如国家电网公司评价标准、省公司评价标准、分公司评价标准等，用户可以选择按照哪一套评价标准进行评价，多种评价标准的评价结果还可以进行对比分析。
系统提供可设置的评价标准平台，各项标准的评价方法、评分规则都可以通过设置的方式变更，使系统能够适应评价标准的变化。
4.集中部署、分布应用
系统采用“集中部署、分布应用”的模式，将数据库服务器、应用服务器部署在省公司，各检修分部、地市分公司、超高压通过内网进行访问。这种模式可以保证系统数据的完整性、功能的一致性，与分布部署相比大大减少了维护工作量。部署架构如下图2所示：
5.继电保护专业数据挖掘、分析
根据继电保护业务，提供了缺陷分析、反措执行、保护软件版本、定制单执行、数据监测等高级功能，密切贴合保护工作实际。
5、结束语
二次设备状态检修管理系统有效的提高了设备状态评价的及时性、准确性，对设备状态发展趋势进行较为准确的预测，为设备管理人员的分析决策提供有力支撑，对合理安排检修工作，提高检修针对性起到很强的指导作用，为设备故障、缺陷的预测和精确定位提供了实时、精准的依据，减少了故障、缺陷原因判断和分析的周期，极大的降低了检修成本，提高了检修效率，满足了电网企业领导及管理层高效开展设备状态检修，快速决策和分析的目的。符合国网“三集五大”体系的建设要求，具有显著的经济效益和社会效益，应用前景十分广阔。