數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠性分析

周全 許京暉

【摘要】繼電保護(hù)裝置是維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要技術(shù)保障，隨著我國電力事業(yè)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)也越來越先進(jìn)，數(shù)字繼電保護(hù)裝置開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，對于促進(jìn)電網(wǎng)信息化、智能化發(fā)揮著重要作用。本文主要對數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠性進(jìn)行分析，探究其影響因素，并提出相應(yīng)的優(yōu)化策略，以期為繼電保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計及運行維護(hù)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化;繼電保護(hù)裝置;影響因素;可靠性

繼電保護(hù)裝置是維護(hù)電力系統(tǒng)正常運行的重要裝置。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置可以有選擇性地對故障元件進(jìn)行跳閘動作，將其從電網(wǎng)運行中切除，從而有效保障系統(tǒng)運行安全。而隨著繼電保護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化繼電保護(hù)裝置開始廣泛應(yīng)用于繼電系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)繼電裝置相比，數(shù)字繼電保護(hù)裝置更加智能化，可實現(xiàn)對線路故障的有效檢測和控制，但由于數(shù)字繼電保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，影響其可靠性的因素較多，常出現(xiàn)不制動的情況。因此有必要對數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的影響因素進(jìn)行分析，進(jìn)而優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計，更好地保障電力系統(tǒng)運行安全。

1數(shù)字繼電保護(hù)裝置的可靠性分析

數(shù)字繼電保護(hù)裝置的可靠性是指數(shù)字繼電保護(hù)裝置在特定情況下及預(yù)定時間內(nèi)對電力系統(tǒng)實現(xiàn)保護(hù)的功能，可靠性的程度決定了數(shù)字繼電保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的實現(xiàn)程度。概括來講，數(shù)字繼電保護(hù)裝置的可靠性主要包括三個方面：

1.1穩(wěn)定性

數(shù)字繼電保護(hù)裝置的可靠性首先指其運行的穩(wěn)定性。相較于傳統(tǒng)熔斷式繼電保護(hù)裝置，數(shù)字繼電保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，不可避免地會在運行過程中產(chǎn)生一定的負(fù)荷，同時其內(nèi)部感應(yīng)系統(tǒng)也對電流產(chǎn)生磁效應(yīng)，影響到電流的穩(wěn)定性。因此，提高數(shù)字繼電保護(hù)裝置運行的穩(wěn)定性，必須減少內(nèi)部磁效應(yīng)的發(fā)生，保證電流的穩(wěn)定性。

1.2靈敏性

加強數(shù)字繼電保護(hù)系統(tǒng)的靈敏性也是提高其運行可靠性的重要方面，這是因為數(shù)字繼電保護(hù)裝置對電流、電阻的負(fù)荷越靈敏，則數(shù)字繼電保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)的保護(hù)效果越好。要提高數(shù)字繼電保護(hù)裝置的靈敏性，就必須使數(shù)字繼電保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)具有較好的適用性。一般而言，數(shù)字繼電保護(hù)裝置都具有較高的靈敏度，只要保持電流平衡，避免受到電磁干擾，其靈敏性不會受到太大的影響。

1.3 智能性

數(shù)字繼電保護(hù)裝置具有智能性。通常情況下，一個電路電力系統(tǒng)的組成部分可分為主電路、控制電路和輔助電路三部分，當(dāng)電力系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障時，數(shù)字繼電保護(hù)裝置首先會對線路故障進(jìn)行分類判斷，然后有選擇地對故障線路進(jìn)行隔離，且會根據(jù)線路故障就最近地進(jìn)行斷開，有效保障了故障線路附近的設(shè)備安全。數(shù)字繼電保護(hù)裝置通過有選擇地對故障線路進(jìn)行切斷，可以將斷電控制在最小范圍內(nèi)，對于維護(hù)電力系統(tǒng)的安全運行起著重要作用。

2數(shù)字繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用現(xiàn)狀

數(shù)字繼電保護(hù)的應(yīng)用還處于較為初級的階段，其在電力系統(tǒng)中主要是用于電力系統(tǒng)的保護(hù)以及電路的監(jiān)控。但是現(xiàn)在很多電力系統(tǒng)采用的是傳統(tǒng)的熔斷器等方式進(jìn)行電路保護(hù)，這種保護(hù)雖然沒有達(dá)到智能化的效果，但是其運行的成本相對較低，而且同樣也能達(dá)到保護(hù)的效果。所以數(shù)字繼電保護(hù)裝置并未能被全面的進(jìn)行應(yīng)用。但是其在一些比較重大的電力系統(tǒng)中卻常常能夠發(fā)揮出巨大的作用。目前，很多大型企業(yè)已經(jīng)開始逐漸地引用數(shù)字繼電保護(hù)裝置對電路進(jìn)行監(jiān)督以及保護(hù)，所以在未來數(shù)字繼電保護(hù)的應(yīng)用價值將會全面提升。

3影響數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠性的主要因素

影響數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠性的因素主要包括硬件因素、軟件因素、客觀環(huán)境及人為因素。①硬件因素：數(shù)字繼電保護(hù)裝置的硬件因素主要包括微機(jī)繼電器、電流互感器等，這些硬件裝置直接影響著繼電器信號的傳播和對線路故障的反應(yīng);②軟件因素：是制約數(shù)字繼電器保護(hù)裝置行為的重要因素。在進(jìn)行軟件設(shè)計時，主要通過對線路故障及表現(xiàn)行為進(jìn)行邏輯輸入，并通過邏輯判斷進(jìn)行輸出，直線對線路運行狀態(tài)的有效檢測和控制。如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，將跳合閘及閉鎖信息傳入智能終端來完成跳閘、信號報警等保護(hù)功能。③客觀環(huán)境：客觀環(huán)境對數(shù)字繼電器運行的可靠性也具有較大影響，如空氣濕度過大，會通過氧化作用加速設(shè)備老化，導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作或靈敏度降低，影響使用效果。④人為因素：數(shù)字繼電保護(hù)裝置主要通過智能化技術(shù)實現(xiàn)對線路的自動控制，但其智能化的運行也需要人員分析的配合，若工作人員存在工作懈怠、疏忽、失誤等問題，也會影響裝置的可靠性。

4提高數(shù)字機(jī)電保護(hù)裝置可靠性的措施

4.1 優(yōu)化電路設(shè)計

對數(shù)字繼電器保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計是保障其可靠性運行最根本的因素。優(yōu)化數(shù)字繼電保護(hù)裝置的電路設(shè)計，首先應(yīng)對其設(shè)計圖紙進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范。通常情況下，數(shù)字繼電保護(hù)裝置的電路設(shè)計一般是采用CAD軟件進(jìn)行繪制，在制圖時必須充分考慮各組成部分，如電動調(diào)壓器、變送器、固態(tài)繼電器等之間的邏輯結(jié)構(gòu)，確保設(shè)計的科學(xué)性和合理性。然后應(yīng)對其硬件基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范化應(yīng)用。由于繼電保護(hù)裝置運行問題大多是由于硬件問題造成的，因此在設(shè)計時必須加強對硬件設(shè)備的分析，確保各硬件設(shè)備之間的兼容性和整體穩(wěn)定性。此外，在硬件設(shè)備的使用中，可以、積極引進(jìn)新型材料和技術(shù)，不斷探索數(shù)字繼電保護(hù)裝置性能的提升，減少因硬件因素造成的運行故障問題。

4.2針對需求變化進(jìn)行系統(tǒng)升級和優(yōu)化

在實際運行時，數(shù)字繼電保護(hù)裝置可能因軟件系統(tǒng)的的更新和設(shè)定的不合理而導(dǎo)致運行出現(xiàn)問題，相關(guān)繼電保護(hù)部門應(yīng)根據(jù)實際變化需求對系統(tǒng)進(jìn)行升級和優(yōu)化，定期對軟件系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，找出其漏洞并進(jìn)行有效彌補和調(diào)整，確保繼電保護(hù)裝置的可靠性。另外，在軟件設(shè)計開發(fā)上，也應(yīng)加強產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)革新，優(yōu)化軟件設(shè)計，確保數(shù)字繼電保護(hù)裝置運行的可靠性。

4.3對數(shù)字繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期檢查

檢修和維護(hù)也是確保數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠運行的重要保障。首先，針對外部環(huán)境對數(shù)字繼電保護(hù)裝置的影響，在裝置安裝時應(yīng)對其周圍環(huán)境進(jìn)行全面考慮，避免安裝在潮濕處或易受外力影響的地方，減少因外部環(huán)境因素造成對數(shù)字繼電保護(hù)裝置運行的不良影響。其次，在具體安裝上，相關(guān)電力部門應(yīng)編制作業(yè)指導(dǎo)書，嚴(yán)格規(guī)范操作人員的作業(yè)流程，對違規(guī)行為進(jìn)行處罰，防止因人為因素造成數(shù)字繼電保護(hù)系統(tǒng)的運行故障。最后，應(yīng)定期對數(shù)字繼電保護(hù)裝置進(jìn)行維護(hù)和檢查，檢查內(nèi)容主要包括對其靈敏度的檢查、定值區(qū)的檢查和性能的檢查等，從而有效確保裝置對故障的正確反映。此外，還應(yīng)對對老化或失靈的設(shè)備進(jìn)行及時更換，確保數(shù)字繼電保護(hù)裝置運行的可靠性和穩(wěn)定性。

5結(jié)束語

隨著智能化電網(wǎng)的建設(shè)，數(shù)字繼電保護(hù)裝置在電網(wǎng)中的應(yīng)用也日益廣泛，對提高電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性，促進(jìn)電網(wǎng)“智能化”運行發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前，人們對用電需求及用電安全的要求越來越高，因此相關(guān)部門必須加強對數(shù)字化繼電保護(hù)裝置運行可靠性的重視，通過優(yōu)化其硬件、軟件設(shè)計，加強管理水平和技術(shù)改造，以不斷優(yōu)化數(shù)字繼電保護(hù)裝置的工作效果，切實保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

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