繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及可靠性探究

周惠瓊

摘 要：社會(huì)快速發(fā)展對(duì)電力的需求不斷增加，導(dǎo)致很多線路長時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行，加速了線路的老化，再加上后期維護(hù)管理工作不到位，最終會(huì)增加電網(wǎng)運(yùn)行的安全威脅。為提高線路運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性，必須要結(jié)合線路運(yùn)行特征，做好繼電保護(hù)措施研究，文章分析了繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及繼電保護(hù)的可靠性。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；可靠性

為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，電網(wǎng)建設(shè)逐漸實(shí)現(xiàn)了大容量、新技術(shù)、遠(yuǎn)距離以及高電壓傳輸?shù)?，在提高運(yùn)行效率的同時(shí)，各類新型技術(shù)的應(yīng)用，也為電網(wǎng)運(yùn)行帶來更多不確定性。為保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，必須要做好繼電保護(hù)研究，從繼電保護(hù)工作原理入手，對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)與可靠性進(jìn)行分析，選擇切實(shí)可行的措施進(jìn)行管理，爭取不斷提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

1 繼電保護(hù)工作原理分析

對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行的繼電保護(hù)措施，想要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與可靠性分析，必須要了解其工作原理。繼電保護(hù)動(dòng)作前，需要確定被保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，判斷其運(yùn)行中是否存在異常情況，然后以設(shè)備的判斷情況來對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行檢測，確定電網(wǎng)運(yùn)行是否存在故障，例如電流量異常增大，或者電壓降低等，可以判斷線路運(yùn)行故障，并對(duì)故障類型以及位置進(jìn)行確定，最后采取相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作[1]。故障檢測是繼電保護(hù)動(dòng)作的前提，但是從工作原理中可以確定，故障檢測中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)故障的檢測很有可能出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作誤動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成影響。因此，在對(duì)電網(wǎng)采取繼電保護(hù)措施時(shí)，必須要對(duì)其運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，判斷保護(hù)動(dòng)作的可靠性，減少保護(hù)誤動(dòng)作的發(fā)生，提高線路運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

2 繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析

為保證繼電保護(hù)的有效性，在正式運(yùn)行前應(yīng)做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)測工作，提前對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測，并制定完善防護(hù)方案，采取有效的措施來提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性。不同繼電保護(hù)在應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)不同，在對(duì)其進(jìn)行評(píng)估預(yù)測時(shí)，選擇的方式與手段也就不同，另外因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的方式具有多樣化，經(jīng)常會(huì)有多種運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)組合出現(xiàn)，評(píng)估手段的選擇應(yīng)以實(shí)際情況來確定。一般情況下可以選擇用公式R=P·I來對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，其中R表示運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，P表示風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，而I表示風(fēng)險(xiǎn)存在產(chǎn)生的后果[2]。

電網(wǎng)運(yùn)行所用繼電保護(hù)措施，具有靈活性、選擇性、可靠性以及及時(shí)性等特點(diǎn)，在應(yīng)用過程中一旦線路運(yùn)行出現(xiàn)故障，可以在第一時(shí)間對(duì)故障部位進(jìn)行切除，保證其余部分能夠正常運(yùn)行。其中，靈活性即保護(hù)裝置可以在電網(wǎng)故障出現(xiàn)時(shí)，第一時(shí)間接收到故障信號(hào)，并及時(shí)作出反應(yīng)，減少故障對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成的影響。選擇性即在電網(wǎng)發(fā)生故障后，繼電保護(hù)能夠及時(shí)對(duì)各項(xiàng)故障信息進(jìn)行區(qū)分，并對(duì)各項(xiàng)故障線路進(jìn)行篩選，保證保護(hù)動(dòng)作能夠互不影響。可靠性即繼電保護(hù)安全性，即在電網(wǎng)運(yùn)行故障時(shí)能夠及時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，盡最大可能保護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行安全，并且在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)作。及時(shí)性即在運(yùn)行故障發(fā)生時(shí)及時(shí)進(jìn)行切除并解決，對(duì)事故影響范圍進(jìn)行有效控制。想要實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的功能，必須要保證其能夠滿足以上各項(xiàng)特點(diǎn)，減少繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)。

3 繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析

3.1 硬件系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

第一，如果電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置是否存在部分構(gòu)件不能正常動(dòng)作而產(chǎn)生拒動(dòng)，甚至對(duì)被保護(hù)設(shè)備或者電路造成影響。第二，在電網(wǎng)出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置硬件存在問題并導(dǎo)致其他硬件出現(xiàn)誤動(dòng)作，增加電網(wǎng)運(yùn)行存在的安全威脅。第三，在電網(wǎng)正常運(yùn)行過程中，受電流或者電壓等因素影響呈現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)不同，有時(shí)也會(huì)造成繼電保護(hù)出現(xiàn)硬件問題而出現(xiàn)誤動(dòng)。繼電保護(hù)過程中很容易受到外界以及自身影響，而導(dǎo)致保護(hù)裝置構(gòu)件出現(xiàn)問題，最終會(huì)對(duì)裝置保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生影響，很容易造成相鄰設(shè)備的誤動(dòng)作，嚴(yán)重的甚至?xí)斐蛇B續(xù)誤動(dòng)作，是繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要內(nèi)容。

假設(shè)輸電線路中收信機(jī)RA發(fā)生隱藏故障，無法正常接受遠(yuǎn)端與近端信號(hào)，始終處于閉合狀態(tài)，如圖1所示。在對(duì)其進(jìn)行故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，通過分析確定隱藏故障誤切線路AB必須要具備兩個(gè)條件：保護(hù)裝置發(fā)生了隱藏故障、外部故障FB發(fā)生在DA的保護(hù)范圍以內(nèi)，如圖1中陰影所示。對(duì)于輸電線路中應(yīng)用的任何一種繼電保護(hù)裝置都有相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域位置與范圍由其整定值來確定。如果在保護(hù)裝置的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)發(fā)生故障，則保護(hù)裝置隱藏故障機(jī)會(huì)使保護(hù)誤動(dòng)而非選擇性地?cái)嚅_線路元件，擴(kuò)大故障范圍。

圖1 輸電線路方向比較連鎖保護(hù)

3.2 定值風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

繼電保護(hù)定值存在的風(fēng)險(xiǎn)主要可以分為幾個(gè)方面：第一，繼電保護(hù)定值設(shè)定與實(shí)際不符，設(shè)定結(jié)果低于電網(wǎng)運(yùn)行安全標(biāo)準(zhǔn)，影響繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，其所具有的功能不能順利實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而能夠起到的保護(hù)作用有限，對(duì)于部分超出保護(hù)能力之外的運(yùn)行故障，就會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成威脅[3]。第二，繼電保護(hù)設(shè)定值不能滿足電網(wǎng)運(yùn)行最大負(fù)荷要求，不能自身進(jìn)行調(diào)整，保護(hù)動(dòng)作不合理，甚至還會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作，危害了電網(wǎng)運(yùn)行安全。第三，繼電保護(hù)定值不能滿足保護(hù)過程中的選擇性，即高于基點(diǎn)保護(hù)安全標(biāo)準(zhǔn)，在電網(wǎng)運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)越級(jí)跳閘事故，并不利于電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此，需要對(duì)繼電保護(hù)定值風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際需求，合理設(shè)定定值，爭取提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。

4 繼電保護(hù)裝置與可靠性分析

4.1 繼電保護(hù)裝置

想要提高電網(wǎng)繼電保護(hù)效果，除了要做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估外，還應(yīng)做好對(duì)保護(hù)裝置的管理，為提高繼電保護(hù)可靠性提供輔助作用。保護(hù)裝置必須要具備靈敏性、選擇性以及可靠性等基礎(chǔ)本要求，保證能夠在故障發(fā)生后及時(shí)定位并采取保護(hù)動(dòng)作，即便是在故障設(shè)備或者線路發(fā)生保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，通過相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)裝置也能夠?qū)⒐收锨谐?，降低故障產(chǎn)生的影響，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。在所有保護(hù)裝置中以繼電器最為重要，選擇時(shí)需要對(duì)使用環(huán)境、輸入?yún)⒘恳约拜斎胄盘?hào)等實(shí)際情況來卻行，一般應(yīng)選擇質(zhì)量較高并合適的設(shè)備，保證其能夠充分發(fā)揮所具有的功能，降低繼電保護(hù)潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 繼電保護(hù)可靠性

可靠性即繼電保護(hù)裝置在特定條件下，規(guī)定時(shí)間內(nèi)累計(jì)完成規(guī)定保護(hù)功能的概率，是繼電保護(hù)的基本要求，是保證電網(wǎng)保護(hù)動(dòng)作的基本保障。通過提高繼電保護(hù)可靠性，可以降低保護(hù)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)發(fā)生的概率，保證設(shè)備不會(huì)因?yàn)殡娏髡Ｐ栽龃蠖鴮?duì)相應(yīng)部位進(jìn)行切除，不會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行造成影響[4]。即便是在部分位置出現(xiàn)故障后，也可以及時(shí)做出反應(yīng)，對(duì)故障影響范圍進(jìn)行控制，提高電網(wǎng)運(yùn)行安全性。在提高電網(wǎng)繼電保護(hù)可靠性時(shí)，不但要選擇用質(zhì)量高、合適的裝置，同時(shí)還需要對(duì)各項(xiàng)裝置做好定期維護(hù)與檢修工作，對(duì)出現(xiàn)故障以及老舊的設(shè)備及時(shí)進(jìn)行更換，保證整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。面對(duì)電網(wǎng)建設(shè)的日益復(fù)雜性，在繼電保護(hù)可靠性的研究性，可以引進(jìn)各項(xiàng)新型技術(shù)與設(shè)備，采取更安全、便捷以及高效的措施來對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)。

5 結(jié)束語

繼電保護(hù)是保障電網(wǎng)運(yùn)行安全與穩(wěn)定的主要措施之一，但是在運(yùn)行過程中也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要結(jié)合其工作原理，對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析與評(píng)估，采取有效的措施進(jìn)行優(yōu)化，爭取不斷提高繼電保護(hù)可靠性，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

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