電力系統(tǒng)中的繼電保護設(shè)備及其自動化可靠性研究

張亞斌　邱娟　張銳

摘要：只有在電力系統(tǒng)內(nèi)部的機電保護設(shè)備中裝入有效的裝置，才能夠保證整個供電情況變得更加安全和穩(wěn)定。工作人員也可以在最短的時間內(nèi)就排查出設(shè)備內(nèi)部的故障，從而保證整個電力系統(tǒng)都始終保持正常運行的狀態(tài)。本文主要對電力系統(tǒng)中的繼電保護設(shè)備和自動化的可靠性進(jìn)行全面的研究。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護設(shè)備;自動化裝置;裝置可靠性

引言

電力行業(yè)本身在推動我國經(jīng)濟發(fā)展的過程中都發(fā)揮著重要的作用。而隨著時代的不斷發(fā)展，我國也對電力系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。相關(guān)電力部門一定要借此重視整個電力系統(tǒng)的可靠性。因為，一旦電力系統(tǒng)在使用的過程中出現(xiàn)任何故障，則會給人們的生活和生產(chǎn)帶來巨大的不便。本文結(jié)合實際情況，主要就電力系統(tǒng)中的繼電保護設(shè)備和自動化可靠性進(jìn)行全面的研究。

1 自動化設(shè)備和繼電保護設(shè)備運行的基本特征

在電力系統(tǒng)出現(xiàn)諸如過載運行、短路等電力系統(tǒng)故障時，為了可以及時將對應(yīng)的信號發(fā)送出去，操作電氣設(shè)備及時切除電氣設(shè)備故障點，要確保繼電保護設(shè)備動作的可靠性。而在電力系統(tǒng)運行的過程中，出現(xiàn)故障的概率會比較小，繼電保護裝置的動作也不會很頻繁。通常情況下，繼電保護裝置主要有誤動故障和拒動故障兩種，其中誤動故障指的是繼電保護設(shè)備因為自身的動作性能不好，或者受到了其他干擾因素的影響，在系統(tǒng)沒有出現(xiàn)故障的時候，出現(xiàn)了誤動的情況，會造成一定的經(jīng)濟損失，拒動故障指的是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置不能及時、可靠地動作，如果繼電保護裝置出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的故障，會引起電力系統(tǒng)崩潰的情況出現(xiàn)。自動化裝置主要是用來控制和監(jiān)測電力系統(tǒng)中的運行參數(shù)。對于自動化裝置來說，常見的故障形式主要是無法保證運行參數(shù)的調(diào)節(jié)、測量、控制和傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

2 對電力系統(tǒng)中繼電保護設(shè)備可靠性研究的意義

通過繼電保護和自動化設(shè)備可以及時找出電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，選擇符合電網(wǎng)需求的斷路器，將電網(wǎng)中有問題的部分切斷，此外，當(dāng)自動化裝置和繼電保護系統(tǒng)有意外出現(xiàn)時，會將信號發(fā)射出來，當(dāng)工作人員看到故障信號后，根據(jù)信號提示及時進(jìn)行故障的處理，保證電力系統(tǒng)運行的安全性，而且通過使用相關(guān)設(shè)備和繼電保護設(shè)備進(jìn)行配合，可以自動清除短期故障。在我國社會的不斷發(fā)展下，電力系統(tǒng)的容量越來越大，供電波及范圍也需要不斷提高，繼電保護設(shè)備作為保證供電可靠性的基礎(chǔ)，在保證電網(wǎng)安全運行方面具有重要意義，如果繼電保護自動化裝置出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致電力系統(tǒng)運行延遲，出現(xiàn)大面積停電的情況，對社會用電造成了很大的影響。

3 研究電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)備的可靠性

3.1 整定值錯誤

整定值錯誤是導(dǎo)致繼電保護和自動化裝置出現(xiàn)誤動或拒動的主要因素，只有控制好自動化裝置和繼電保護裝置的質(zhì)量關(guān)，做好整個施工環(huán)節(jié)的控制和監(jiān)督，才可以有效地對自動化裝置和繼電保護設(shè)備的可靠性，同時也有效保證了安裝和設(shè)計的準(zhǔn)確性，才可以對繼電保護設(shè)備和自動化系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行提升。此外，整定值出現(xiàn)錯誤，會使繼電保護設(shè)備和自動化設(shè)備在投入使用后，出現(xiàn)各種不可預(yù)知的問題，影響繼電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3.2 使用設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

在繼電保護設(shè)備和自動化設(shè)備生產(chǎn)的過程中，一些生產(chǎn)廠家為了節(jié)約生產(chǎn)成本，使用一些質(zhì)量比較差的材料進(jìn)行自動化裝置的電磁器、繼電器零部件的生產(chǎn)，不能達(dá)到規(guī)定的精度要求，影響了繼電保護設(shè)備和自動化設(shè)備的可靠性，另外，個別繼電保護設(shè)備沒有經(jīng)過運行測試檢測就投入使用，晶體管波保護裝置中的元件存在比較大的差異性或者元件的質(zhì)量比較差都導(dǎo)致自動化裝置和繼電保護裝置出現(xiàn)運行不協(xié)調(diào)的情況，導(dǎo)致拒動和誤動的情況頻繁出現(xiàn)。這就要求在實際的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)商要具有良好的技術(shù)支持，樹立良好的社會責(zé)任心，在生產(chǎn)的過程中對質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.3 操作不正確

電源操作對繼電保護和自動化設(shè)備運行的安全性有直接的影響，尤其對于一些逐漸老化的電解電容和儲能裝置來說，在繼電保護裝置出現(xiàn)故障后，如果無法將電源立即切斷，在蓄電池出現(xiàn)電流不穩(wěn)等問題時，會極大降低自動裝置和繼電保護裝置的可靠性。此外，由于互感器自身質(zhì)量不好，經(jīng)過長時間的運行后，磨損程度會逐漸增加，影響自動化設(shè)備和繼電保護設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

3.4 環(huán)境對可靠性的影響

當(dāng)繼電保護設(shè)備和自動化設(shè)備工作環(huán)境溫度不斷升高時，各種發(fā)電物質(zhì)和雜質(zhì)會在四周的空氣中漂浮，加快了自動化裝置和繼電保護裝置的老化，降低了設(shè)備的有效性，同時電源插頭和插線板插反也會使有害物質(zhì)侵蝕，導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)接觸不良和老化的情況，使得繼電器保護設(shè)備原有的功能喪失。

4 提高自動化裝置和繼電保護裝置可靠性的方法

4.1 優(yōu)化冗余設(shè)計的方法

為了使繼電保護系統(tǒng)的容錯達(dá)到設(shè)計的要求，可以使用硬件冗余的方法對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。冗余技術(shù)指的是即使繼電器器中某個保護裝置出現(xiàn)了錯誤的動作，也不會對系統(tǒng)造成比較大的影響，通過使用硬件冗余的方法，可以有效地對拒動率和可用度等指標(biāo)進(jìn)行改善，主要包含了備用切換、并聯(lián)、多數(shù)表決等，即使誤動率出現(xiàn)了惡化，也可以利用硬件冗余將其顯示出來，在實際使用的過程中，冗余方式的選擇要和繼電器保護系統(tǒng)的實際運行情況結(jié)合起來，達(dá)到系統(tǒng)各項指標(biāo)的要求，利用硬件冗余的優(yōu)化達(dá)到使用最小數(shù)量的裝置、最小金額投資達(dá)到管理目標(biāo)的目的。

4.2 做好繼電保護裝置的維護工作

在進(jìn)行日常管理的時候，要將繼電保護裝置的維護工作做好，對系統(tǒng)工作的可靠性進(jìn)行提升，需要做到以下幾方面的管理：（1）定期查評和檢修繼電保護裝置，主要需要對二次設(shè)備元件標(biāo)志、名稱的齊全性、查看各種開關(guān)動作和按鈕的動作，確保其靈活性，將接點壓力不足或者被燒傷的情況解決，對指示中的紅綠指示燈泡和光字牌進(jìn)行檢查，確保其完好性，對各種繼電器、盤柜上表計、接線端子螺釘松動故障進(jìn)行排查，然后對電流互感器和電壓互感器的二次引線端子故障進(jìn)行排查，對配線進(jìn)行檢查，查看是否有固定卡子脫落的情況。（2）對各個斷路器操作機構(gòu)出現(xiàn)的問題進(jìn)行排查，將繼電器保護裝置的查評工作完成后，根據(jù)設(shè)備具體的運行情況進(jìn)行分類，要保證一類設(shè)備無缺陷運行、對系統(tǒng)的經(jīng)濟性和安全性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行保護，二類設(shè)備允許部分零件存在部分缺陷，整體設(shè)備完好，不能危及到設(shè)備和人身的安全，三類設(shè)備如果有比較嚴(yán)重的問題出現(xiàn)時，會直接對系統(tǒng)的可靠性和安全性造成影響，在檢查和維護時，對于此類問題，如果出現(xiàn)要及時進(jìn)行處理將隱患排除，并做好故障維修記錄，為以后的檢修工作提供一定的參考資料。

4.3 提高繼電保護裝置的可靠性

在進(jìn)行繼電器可靠性運行管理的過程中，要保證繼電裝置各項指標(biāo)計算的合理性和準(zhǔn)確性，在對繼電保護裝置運行的正確率進(jìn)行計算時，要將區(qū)外故障正確的動作包含進(jìn)來，在進(jìn)行繼電保護和自動回路中，主要使用繼電保護輔助配套設(shè)施進(jìn)行保護，此輔助設(shè)備會對整個繼電保護設(shè)備的運行造成直接的影響，因此不可以輕視輔助設(shè)備管理的可靠性，要使用多種措施對可靠性進(jìn)行保證。

5 結(jié)語

總而言之，電力系統(tǒng)對人們的工作和生活都有重要的影響，作為電網(wǎng)系統(tǒng)中需要重點保護的位置，繼電保護設(shè)備的可靠性是保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，因此，對電力系統(tǒng)中繼電保護設(shè)備和自動化設(shè)備的可靠性進(jìn)行探討具有重要意義，不僅可以提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，還能提高電力系統(tǒng)的運行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛義.淺談繼電保護自動化中的裝與檢修[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（10）.

[2]常勇.芻議電力系統(tǒng)繼電保護與自動化裝里的可靠性[J].中小企管理與科技，2011，（2）.

[3]梁宏彥.電力系統(tǒng)繼電保護裝置的可靠性分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（3）.