試論繼電保護(hù)的可靠性

張龍

【摘 要】 電力供電系統(tǒng)保護(hù)的可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求，是保證用電安全、保障經(jīng)濟(jì)順利發(fā)展的基本條件。在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。實(shí)際應(yīng)用中由于供電系統(tǒng)送電覆蓋范圍遼闊，所經(jīng)地域環(huán)境氣候復(fù)雜，且存在一些人為的不確定性因素，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。在電力系統(tǒng)中任何一處發(fā)生事故，都有可能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大的影響。因此，保證供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性就顯得至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】 供電系統(tǒng) ?繼電保護(hù) ?可靠性

繼電保護(hù)裝置是一種自動(dòng)裝置，在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要任務(wù)，它隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并能迅速發(fā)現(xiàn)故障，進(jìn)而有選擇地通過斷路器切除故障部分。另外，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)向值班人員發(fā)出信號(hào)，提醒值班人員及時(shí)采取措施、排除故障，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行;并且該裝置會(huì)與其他自動(dòng)裝置配合，消除瞬時(shí)性故障。所以繼電保護(hù)裝置是保證供電系統(tǒng)安全運(yùn)行和可靠供電的重要設(shè)備。

1 繼電保護(hù)的可靠性的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 可靠性指標(biāo)的發(fā)展現(xiàn)狀

可靠性的指標(biāo)是可靠性評(píng)估系統(tǒng)的一個(gè)基礎(chǔ)性因素，也是可靠性的重點(diǎn)研究對(duì)象之一，目前，我國對(duì)這一因素的研究仍處于起步階段，主要使用的是“正確動(dòng)作率”這一描述方法。雖然當(dāng)前我國采用的這一描述方法對(duì)提升我國的繼電保護(hù)水平具有很高的指導(dǎo)作用，但是這一方法沒有包含區(qū)外故障的正確不動(dòng)作的因素，使其對(duì)繼電保護(hù)的可靠性無法進(jìn)行全面的反映。例如：當(dāng)被保護(hù)的系統(tǒng)發(fā)生故障的頻率較低或在統(tǒng)計(jì)的這段時(shí)間內(nèi)并未發(fā)生故障時(shí)，其統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)就會(huì)偏低，造成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確的反映統(tǒng)計(jì)對(duì)象的數(shù)量，從而難以有效的反映繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的真實(shí)水平。

1.2 可靠性評(píng)估現(xiàn)有的方法

繼電保護(hù)的可靠性在評(píng)估與求解方面，其裝置級(jí)和系統(tǒng)級(jí)運(yùn)用了相同的設(shè)計(jì)思路，其運(yùn)用的主要方法為模擬法和解析法。解析法主要是依據(jù)機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)的元件功能二者之間的聯(lián)系，來進(jìn)行可靠性評(píng)估概率模型的建造，并通過遞推等過程來精確的求出該模型的正解，從而得到繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)。雖然該方法的區(qū)里概念十分清晰，根據(jù)其計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)的模型精確度也較高，但是該方法的計(jì)算量會(huì)隨著繼電保護(hù)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大而逐漸增加。模擬法主要是通過對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)中故障發(fā)生的概率以及分布的地點(diǎn)進(jìn)行采樣，對(duì)采集來的樣本進(jìn)行狀態(tài)的選擇與評(píng)估，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)理論來得到繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)，雖然通過模擬法得到的數(shù)據(jù)比較直觀，但是統(tǒng)計(jì)性過于明顯。

2 繼電保護(hù)可靠性的發(fā)展

2.1 全數(shù)字化的保護(hù)系統(tǒng)

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的提出、非常規(guī)互感器技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用以及太網(wǎng)交換技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展，都在推動(dòng)繼電保護(hù)系統(tǒng)向全數(shù)字化的方向發(fā)展。全數(shù)字化的繼電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，主要是非常規(guī)互感器輸送的數(shù)字信號(hào)通過合并單元之后，以多種傳播方式發(fā)布到總的過程線，從而使智能電子裝置能夠從總的過程線中獲取到采樣信息以及控制信息。與以往的繼電保護(hù)系統(tǒng)相比，全數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成的元件以及系統(tǒng)工作的模式上進(jìn)行差異化保護(hù)，從而建立全面的繼電保護(hù)系統(tǒng)，使其更具可靠性。

2.2 廣域保護(hù)

目前，廣域保護(hù)的算法主要有三大類：一是以電網(wǎng)系統(tǒng)中的多個(gè)保護(hù)元件所得的判斷結(jié)果為基礎(chǔ)，依據(jù)專家系統(tǒng)的集中決策為主的廣域后備算法;二是以廣域電流的差動(dòng)為計(jì)算基礎(chǔ)的廣域繼電算法;三是以縱聯(lián)比較原理為理論基礎(chǔ)的廣域保護(hù)算法。廣域保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：以區(qū)域調(diào)度為中心的集中式保護(hù)系統(tǒng);以變電站為中心的集中式保護(hù)系統(tǒng);分散式的保護(hù)系統(tǒng)。由于目前這一保護(hù)模式仍處于探索時(shí)期，因此會(huì)面臨一些新的問題，這些問題都需要在以后的工作中進(jìn)行不斷的改進(jìn)。

3 提高繼電保護(hù)可靠性的措施

3.1 加強(qiáng)可靠性管理

要提高繼電保護(hù)裝置的可靠性，首先要不斷加大可靠性管理制度，完善管理體制，建立健全的可靠性管理體系，加強(qiáng)可靠性的專業(yè)培訓(xùn)，對(duì)故障原因、檢修工作做好計(jì)劃分析，加強(qiáng)專業(yè)間的配合工作和計(jì)劃的合理性和周密性，做到管理上有分析、有計(jì)劃、有措施、有總結(jié)。

3.2 質(zhì)量控制與嚴(yán)格操作

提高保護(hù)裝置的生產(chǎn)質(zhì)量要從各個(gè)零件開始把關(guān)，應(yīng)盡量使用生命周期長的元件，加大管理力度，防止次品元件進(jìn)入生產(chǎn)。晶體管保護(hù)裝置的生產(chǎn)要重視焊接效果，晶體管必須進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，使其能在高溫作業(yè)的環(huán)境下保持良好的性能。

3.3 改善裝置運(yùn)行環(huán)境

改善繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境，不僅可以增加繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，同時(shí)也可以增加繼電保護(hù)裝置的使用壽命。日常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持繼電保護(hù)室的密封，同時(shí)，有條件的情況下，繼電保護(hù)室應(yīng)配置空調(diào)以調(diào)節(jié)室溫，特別是夏天，正常的室溫可以使繼電保護(hù)裝置達(dá)到最好的運(yùn)行狀態(tài)，從可提高繼電保護(hù)裝置的可靠性。

3.4 增強(qiáng)事故處理能力和處理效率

穩(wěn)定的線路通常是裝置正常運(yùn)行的前提，所以要不斷檢查線路，排除故障，在變電站內(nèi)安裝小電流接地選線裝置，并在線路上安裝故障信號(hào)指示器，以此來幫助及時(shí)找到故障源頭，縮短故障查詢時(shí)間。提高人員處理故障的水平，同時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行安全用電教育宣傳，向用戶介紹新的電力技術(shù)和設(shè)備，降低因用戶原因而引起故障問題的概率。

4 結(jié)語

隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜化與多元化，繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性則顯得越來越重要，本文主要從繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)以及評(píng)估模型的計(jì)算方法，分析了當(dāng)前我國繼電保護(hù)的可靠性的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了繼電保護(hù)可靠性在這兩方面存在的問題。并分別從全數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)以及廣域保護(hù)系統(tǒng)兩大方面的建設(shè)方法，為我國繼電保護(hù)可靠性的未來發(fā)展目標(biāo)給予一定程度的建議。

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