繼電保護可靠性研究綜述

張多嬌

摘 要：電力系統(tǒng)繼電保護的實際工作中，應當不斷加強工作人員的繼電保護專業(yè)理論知識與技能，積極學習先進的繼電保護檢修與事故處理方法，加強繼電保護裝置的常規(guī)檢修工作力度，培養(yǎng)工作人員檢修工作記錄的習慣，事故處理時全面分析繼電保護事故原因與類型，從而優(yōu)化事故處理效率與預防效果。

關鍵詞：繼電保護；電力系統(tǒng)；可靠性

伴隨當前社會經濟的不斷發(fā)展，電力在人們的日常生活中起著越來越重要的作用，因此需要對繼電保護系統(tǒng)進行不斷保護。同時繼電保護技術也逐漸發(fā)展到信息化程度，呈現(xiàn)了保護、測量、控制和通信的一體化發(fā)展。如此，在繼電保護方面，工作人員有著更加艱辛和復雜的工作任務。在繼電保護技術方面，我國當前還處于初步階段，唯有通過不斷的努力才能有利推動繼電保護技術的發(fā)展，推動電力系統(tǒng)的穩(wěn)健發(fā)展。

1.可靠性概念

可靠性是指元件、設備或系統(tǒng)在預定時間內，規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力。繼電保護是保障電網(wǎng)安全的第一道防線，其快速、可靠的動作，將有效遏制系統(tǒng)狀態(tài)惡化，起到保障電網(wǎng)安全可靠運行的作用；反之，可能加速系統(tǒng)崩潰過程，導致大面積、長時間的停電。北美電力可靠性委員會（NERC）對17年的事故數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計研究，發(fā)現(xiàn)63%的電力系統(tǒng)事故和繼電保護不正確動作有關。在大電網(wǎng)環(huán)境下，研究繼電保護系統(tǒng)的可靠性，審視傳統(tǒng)繼電保護存在的問題、研究新的保護原理與配置方案已成為保障電網(wǎng)安全的重要內容。目前，繼電保護可靠性研究主要針對保護可靠性評估指標及計算模型方面展開，涉及構成元件失效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和處理，系統(tǒng)可靠性的定性、定量評估，運行維護及可靠性與經濟性的協(xié)調等方面，旨在找出保護系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，尋找最佳的設計、運行方案及檢修周期等。隨著數(shù)字化電力系統(tǒng)及繼電保護系統(tǒng)及廣域保護系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展和逐步應用，保護可靠性研究也面臨著新的問題。

2.繼電保護可靠性的計算方法

2.1Markov 模型法

世界上的一切事物都是在隨時間不斷地變化，所有變化的事物表現(xiàn)狀態(tài)可能是數(shù)值的或者是非數(shù)值的、連續(xù)的或者是離散的。在這樣的情況下，我們需要建立一種模型，研究的是一類重要的隨機過程，研究對象的狀態(tài)S （t）是不確定的，它可能取多種狀態(tài) Si（i=1，…，k） 之一，甚至可取無窮多種的狀態(tài)模型，而這種模型就是 Markov數(shù)學模型。在建模時，時間變量也被離散化，Markov 數(shù)學模型研究的也是一類狀態(tài)轉移問題。Markov 模型法就是過程或者是系統(tǒng)在時刻t0所處的狀態(tài)為已知的條件下，過程在時刻t>t0所處狀態(tài)的條件分布與過程在時刻t0之前所處的狀態(tài)無關。通俗地講，就是在已經知道過程“現(xiàn)在”的前提下，其“將來”不依賴于“過去”。

2.2 故障樹法

系統(tǒng)的可靠性分析的根本目的就是通過建立系統(tǒng)的而可靠性模型，通過這個模型，可以了解系統(tǒng)可靠性的具體情況，找出其中薄弱的環(huán)節(jié)，從而預測系統(tǒng)的可靠性。它采用邏輯分析的方法，形象地分析危險的工作，它的特點是直觀和明了并且思路清晰，邏輯性很強，既可以做定性分析又可以做定量分析。這種方法體現(xiàn)了用系統(tǒng)工程方法來研究安全問題的準確性、系統(tǒng)性以及預測性，它是安全系統(tǒng)工程的主要分析方法之一。它是一種系統(tǒng)化的演繹方法，比較繁瑣，以系統(tǒng)不希望發(fā)生的事件為分析目標，然后逐層向下推溯所有可能的直接原因，從而找出系統(tǒng)可能存在的元件失效和環(huán)境影響，首先是要建立故障樹如，然后是對故障樹進行定性分析，最后是對故障樹進行定量分析。

3.影響繼電保護可靠性的因素

3.1繼電保護的硬件因素

影響繼電保護可靠性的硬件裝置有繼電保護的裝置、二次回路、繼電保護的輔助裝置、裝置的通信、通道和接口、斷電器等。繼電保護的裝置中電源供應模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、中央處理模塊、模擬量輸入模塊都影響繼電保護的可靠性。二次回路的絕緣老化和裸露接地等原因也會造成繼電保護系統(tǒng)發(fā)生故障。繼電保護的輔助裝置如交流電壓切換箱和分相操作繼電器箱等產生故障都會影響繼電保護裝置。如果發(fā)生通信的阻斷故障，也會直接影響繼電保護的裝置，如高頻保護的收發(fā)信機、微波的通信接口等的故障。如果斷路器發(fā)生故障，也會影響繼電保護的可靠性。

3.2外部環(huán)境因素的影響

外部環(huán)境的變化也會影響繼電保護的可靠性，如濕度、溫度、沖擊、振動、接地和濾波等。潮濕的環(huán)境會造成材料的化學性能和機械性能產生變化，比如會造成木體的膨脹和降低機械強度，還可能降低或者破壞密封產品的密封性能、造成產品表面涂層的剝落，最終影響繼電保護裝置的可靠性。溫度的變化也會影響器件的涂層剝落、造成灌封材料和密封化合物的龜裂，填充料會產生泄露，降低元器件的電性能，溫度變化對不同的材料產生的影響不同，所以對繼電保護裝置的影響也不盡相同。沖擊或者是振動會影響其結構產生變形、或者是彎曲、產生裂紋等會造成部件之間的相互撞擊。濾波是濾除電源干擾的有效的措施，外部干擾是通過串入接線端子，從而抑制干擾源，內部主要是通過設計低噪聲的電路來抑制干擾。

4.結束語

繼電保護工作是對電力系統(tǒng)故障、危急異常情況處理的自動化反事故措施。在現(xiàn)階段國家電力需求量愈發(fā)增加的時代發(fā)展背景下，電廠電力系統(tǒng)管理人員應加大對繼電保護的管理工作，探索在保證繼電保護高效運行基礎上較高的可靠性與安全性，最大限度發(fā)揮繼電保護對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的促進作用，促進整個電廠電力系統(tǒng)的運行效率提高。繼電保護管理人員應當在實際工作中，加強對繼電保護檢修工作人員專業(yè)技能的培養(yǎng)，嚴格遵守繼電保護檢修工作規(guī)章制度，保證檢修工作人員繼電保護日常檢修工作的安全性，加強對幾點保護裝置的常規(guī)檢修工作力度，完善繼電保護檢修工作效果，加強繼電保護事故的防范工作，進一步提高繼電保護日常運行的可靠性，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]施玉新.繼電保護可靠運行的維護措施[J].新技術新產品，2013

[2]王健.電力系統(tǒng)中繼電保護可靠運行的方法[J].電源技術，2013，