電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及其自動(dòng)化裝置可靠性探討

龔 偉 汪 銳 申永付

安徽三環(huán)電力工程集團(tuán)有限公司

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及其自動(dòng)化裝置可靠性探討

龔 偉 汪 銳 申永付

安徽三環(huán)電力工程集團(tuán)有限公司

在實(shí)際的電力運(yùn)行當(dāng)中，為了能夠確保其系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，必須要借助繼電保護(hù)以及自動(dòng)化裝置以作維持，使工作人員能夠及時(shí)準(zhǔn)確的了解到電力運(yùn)行中各部分的實(shí)際情況以及故障情況，做好故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理，進(jìn)而確保供用電的安全。

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)；故障運(yùn)行；繼電保護(hù)裝置

前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)以及科技的迅猛發(fā)展，在人們的生產(chǎn)生活中對(duì)于電的需求也日益攀升，國內(nèi)關(guān)于電力系統(tǒng)的供電范圍以及容量也有了明顯的提升，加之國內(nèi)關(guān)于新型能源的研究也取得了突破性的進(jìn)展，因此供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)必須要借助繼電保護(hù)以及自動(dòng)化裝置提升其安全性，使電力運(yùn)行能夠在當(dāng)前復(fù)雜的條件下保持其可靠性。

1 繼電保護(hù)其自動(dòng)化裝置可靠性的內(nèi)容

繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置和其保護(hù)設(shè)備共同構(gòu)成了電力系統(tǒng)，繼電保護(hù)主要反映電氣設(shè)備是否在正常工作狀態(tài)，可通過向工作人員發(fā)出信號(hào)，以便確保工作人員準(zhǔn)確及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，通常情況下，無論從輸入或輸出狀態(tài)考慮，其裝置構(gòu)成都十分復(fù)雜。由于繼電保護(hù)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)正常工作有很大幫助作用，因此需要設(shè)定多種可靠性指標(biāo)來進(jìn)行表征，當(dāng)然為了降低系統(tǒng)冗余，過多的可靠性指標(biāo)也沒必要。根據(jù)我國的具體現(xiàn)狀，目前我國普遍采用以下幾個(gè)可靠性指標(biāo)來表征繼電保護(hù)及其自動(dòng)化裝置的可靠性：①成功率，該指標(biāo)主要用來表征繼電保護(hù)產(chǎn)品是否能在特定的環(huán)境中完成指定功能， 實(shí)驗(yàn)室條件下用實(shí)驗(yàn)成功概率來表示。②平均無故障時(shí)間，該指標(biāo)針對(duì)一些可以修復(fù)的產(chǎn)品來說的， 表示兩個(gè)故障之間正常工作時(shí)間的平均值，繼電保護(hù)裝置為可修復(fù)性產(chǎn)品，因此選擇該指標(biāo)十分合適。③有效度，這個(gè)指標(biāo)可以反映繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中的可靠性，具體的有效度表達(dá)式為A=TMIBF/(TMIBF+TMTTR)，式中，A 是有效度，而TMTTR 表示為修復(fù)所用時(shí)間，即產(chǎn)品發(fā)生故障與修復(fù)故障所用的平均時(shí)間，TMIBF 表征的是系統(tǒng)平均無故障所用的時(shí)間。

2 繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置的工作特點(diǎn)及基本要求

2.1 繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置的工作特點(diǎn)

電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，如出現(xiàn)負(fù)荷過載，線路斷路等，就需要繼電保護(hù)識(shí)別并可靠動(dòng)作。當(dāng)然，電力系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)行階段發(fā)生故障的時(shí)間較少，所以繼電保護(hù)及其自動(dòng)化裝置動(dòng)作并不是十分頻繁。繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障的類型包括兩種：拒動(dòng)或誤動(dòng)故障，拒動(dòng)主要是指繼電保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)生的故障無法及時(shí)的動(dòng)作，從而使故障繼續(xù)存在，針對(duì)一些嚴(yán)重故障如三相短路，那么不及時(shí)切除對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的危害將非常嚴(yán)重，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰；誤動(dòng)作相比來說影響小，但不利于電力系統(tǒng)供電可靠性，誤動(dòng)作主要是指由于裝置本身的問題，當(dāng)系統(tǒng)還是正常狀態(tài)時(shí)發(fā)生了切除操作，給電力用戶帶來了經(jīng)濟(jì)損失。自動(dòng)化裝置是為了應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)而專門設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測控制，自動(dòng)化裝置主要的故障為無法確保運(yùn)行參數(shù)與傳輸參數(shù)的準(zhǔn)確性。

2.2 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的基本要求

電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，對(duì)繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：①選擇性，即系統(tǒng)發(fā)生故障后，應(yīng)能準(zhǔn)確識(shí)別故障點(diǎn)，然后將故障點(diǎn)較近的斷路器進(jìn)行切除，以便保證非故障部分的工作不受到影響。②靈敏性，該要求需要輔助裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)，通俗的來講就是在一定保護(hù)范圍內(nèi)可靠動(dòng)作，值得一提的是電流保護(hù)和電壓保護(hù)因?yàn)閯?dòng)作原理不同，其靈敏度定義公式也不同。③速動(dòng)性，眾所周知，電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，前期的快速處理非常關(guān)鍵，它嚴(yán)重影響著電力系統(tǒng)安全性，實(shí)際環(huán)境中應(yīng)將被保護(hù)設(shè)備的損壞程度降低至最小，增加系統(tǒng)電壓或電流恢復(fù)速度，以此可以改善電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性。④可靠性，所謂可靠性就是繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置可以在故障發(fā)生時(shí)可靠動(dòng)作，以此來降低系統(tǒng)故障發(fā)生的范圍。另外，需要對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行重新整定計(jì)算，以確保裝置內(nèi)部的各元件可靠動(dòng)作，通過采取合理的運(yùn)行管理措施，能夠確保繼電保護(hù)裝置有效動(dòng)作。

3 提高繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置可靠性的措施

3.1 冗余設(shè)計(jì)及優(yōu)化措施

繼電器裝置設(shè)計(jì)時(shí)，為了確保繼電器具有容錯(cuò)功能可以選用硬件冗余。這里所說的容錯(cuò)技術(shù)是指當(dāng)繼電器中某些裝置發(fā)生不正常工作時(shí)，可以保證系統(tǒng)整體性能?？梢圆捎貌⒙?lián)或備用切換等來降低繼電保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)概率。

3.2 提高繼電保護(hù)裝置的可靠性

繼電保護(hù)裝置投入運(yùn)行后，需要對(duì)裝置的所有指標(biāo)進(jìn)行合理、準(zhǔn)確計(jì)算，對(duì)于裝置運(yùn)行是否準(zhǔn)確、區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障識(shí)別等需要進(jìn)行審核；與此同時(shí)，對(duì)于繼電保護(hù)的二次控制回路需要采用相應(yīng)配套的輔助裝置，這些輔助設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的安全可靠運(yùn)行有很大影響，因此，對(duì)于這部分裝置的可靠性檢測需要給與高度重視，對(duì)部分重要設(shè)備可以采用多種措施進(jìn)行可靠性驗(yàn)證。

3.3 做好繼電保護(hù)裝置的維護(hù)工作

日常的運(yùn)行維護(hù)管理中，繼電保護(hù)裝置的維護(hù)十分重要，只有加繼電保護(hù)維護(hù)工作才可以提高電力系統(tǒng)可靠性。具體可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行論述：①對(duì)繼電保護(hù)中的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行定期檢查，檢查的內(nèi)容包含二次設(shè)備標(biāo)志、設(shè)備名牌等；檢查繼電保護(hù)裝置的開關(guān)、固定按鈕等是否靈活、各接觸點(diǎn)是否存在壓力不夠或接觸不良等問題；對(duì)繼電保護(hù)的光子牌或指示燈進(jìn)行檢查，確保其良好供電；②對(duì)電壓互型或電流型互感器的二次端子進(jìn)行故障查詢，從而排除各類故障。③檢查裝置中的各類配線，看固定線路的卡子是否存在松動(dòng)等問題；④對(duì)隔離開關(guān)或斷路器的各種操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)檢查，以確保操作的有效性。以上均是對(duì)繼電器保護(hù)裝置進(jìn)行評(píng)估，此外還需要對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)給與分類：主要分為幾類設(shè)備，第一類設(shè)備是需要保證良好的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，保證其技術(shù)達(dá)到良好標(biāo)準(zhǔn)。第二類設(shè)備是那些設(shè)備基本良好，可以有少量的零件有缺陷，對(duì)人身的安全沒有特別大威脅。第三類是那種對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有非常大的影響，甚至對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性有影響。

結(jié)語:

為了保證電力系統(tǒng)在如今復(fù)雜的電力環(huán)境中可以安全平穩(wěn)運(yùn)行，提升繼電保護(hù)以及自動(dòng)化裝置可靠性是極為必要的。通過相關(guān)的技術(shù)改造、定期檢修與維護(hù)以及提升人員素質(zhì)等方面著手，從而提升其可靠性，使其能夠更好地為電力行業(yè)服務(wù)。

[1] 劉春暉，張翔宇，劉衛(wèi)明，楊朋威，張平. 1000 kV變電站調(diào)壓補(bǔ)償變壓器差動(dòng)保護(hù)配置分析[J]. 內(nèi)蒙古電力技術(shù).

[2] 朱塔娜. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性問題研究[J]. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊). 2016(01) .