繼電保護可靠性系統(tǒng)的設(shè)計要點分析

鐘乾會　宋學平　劉亞芳

摘 要：繼電保護可靠性在實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全運行中發(fā)揮著重要作用，屬于電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當前，我國在電力系統(tǒng)繼電保護可靠性研究方面取得了一定的成果。本文重點論述了我國電力系統(tǒng)繼電保護的可靠性問題。

關(guān)鍵詞：繼電保護；可靠性；設(shè)計；要點

1 繼電保護的可靠性

電力系統(tǒng)在實際運行中，可能會出現(xiàn)各種各樣的故障影響電力系統(tǒng)的正常運行。在電力系統(tǒng)中，不但可以應(yīng)用各種辦法解除故障，而且如果發(fā)生故障就可以迅速切斷故障設(shè)備，將事故造成的影響降到最低，保證沒有發(fā)生故障的部位正常運行，同時也有效保護了發(fā)生故障部位的安全。但要想在極短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障并切斷故障設(shè)備，只有全面依靠繼電保護裝置才能做到。繼電保護裝置是一種自動設(shè)備，可以有效保證電力系統(tǒng)的安全可靠動行，它的主要職責就是監(jiān)管電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，有利于及時發(fā)現(xiàn)故障，利用合理的手段切斷故障部位。

再有，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障，那么繼電保護裝置也會發(fā)出警告，告知值班人員發(fā)生故障的部位，有利于值班人員及時趕到現(xiàn)場進行處理，保證系統(tǒng)的正常安全運行，而且繼電保護裝置還可結(jié)合應(yīng)用其他自動化裝置，可以解決瞬時性故障。因此繼電保護裝置在供電系統(tǒng)的安全運行和可靠供電中發(fā)揮著舉足輕重的作用。當前，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對供電容量的要求越來越大，供電范圍也在不斷擴展，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來越復雜，因此對繼電保護器提出了更高的要求，研究繼電保護器的可靠性就具有非常重要的現(xiàn)實意義。假如在電力系統(tǒng)運行過程中，繼電保護裝置出現(xiàn)錯誤判斷或錯誤操作行為，尤其如果這種情況發(fā)生在重要的輸電線路上，都會給電力系統(tǒng)造成巨大的經(jīng)濟損失，導致故障的不斷擴大，有時還會造成大面積停電。這是一個值得注意的方面。

2 影響繼電保護可靠性的因素

在電力系統(tǒng)中裝好繼電保護裝置后，則開始運行，依據(jù)自身設(shè)定的整定值履行自身保護職責，對整個供電系統(tǒng)的運行情況做出正確判斷，出現(xiàn)問題時正確操作，消除故障。如果供電系統(tǒng)正常運行時，保護裝置不動作。就會出現(xiàn)“正確動作”和“正確不動作”二種情況，則證明保護裝置是安全可靠的。假如被保護設(shè)置正常運行過程中，保護裝置出現(xiàn)“誤動”，或者是被保護設(shè)備出現(xiàn)故障時，保護裝置“無動作”，也就是“不正確動作”。在電力系統(tǒng)當中，保護裝置出現(xiàn)“誤動或無選擇性動作”沒有太大影響，但保護裝置如果出現(xiàn)“拒動”則會產(chǎn)生嚴重的后果，對整個供電系統(tǒng)都會產(chǎn)生影響，有時還會引電力系統(tǒng)的癱瘓。引起繼電保護裝置不能正確工作的主要有如下原因：

第一，在生產(chǎn)繼電保護裝置過程中，生產(chǎn)廠家沒有嚴格控制好質(zhì)量關(guān)，如有的繼電器的工作性能沒有通過運行考驗而投入批量生產(chǎn)；制造工藝水平低下，達不到有關(guān)標準，如電磁型和機電型繼電器零部件精度不達標、使用材料差、容易出現(xiàn)磨損情況；晶體管保護裝置中元器件質(zhì)量不達標，性能不穩(wěn)定，插件板與插座不能緊密接觸，配合不合理，則產(chǎn)生錯動現(xiàn)象；保護裝置產(chǎn)品在出廠時沒有經(jīng)過嚴格的試驗。

第二，繼電保護裝置的安全可靠運行與所處的環(huán)境具有非常緊密的關(guān)系，如果周圍空氣中含在大量的粉塵和有害氣體，處于高溫環(huán)境中，那么繼電保護裝置就會縮短老化時間，自身性能發(fā)生改變。同時有害氣體也會對電路板和接插座產(chǎn)生侵蝕作用，繼電器的接點被氧化，造成接觸不良而影響到保護功能的正常發(fā)揮。

第三，一些干擾源也會影響到晶體管保護裝置，如電弧、閃電電路、短路等因素，可以使晶體管保護裝置產(chǎn)生誤動。

第四，保護可靠性與運行維護檢修人員與具有非常密切的關(guān)系，檢修人員如果具有高度的安全意識、高超的操作技能和責任心，那么就能提高繼電保護裝置的可靠性，如果檢修人員不具備專業(yè)技術(shù)、沒有工作經(jīng)驗、責任心差、不能及時處理問題，則可以導致保護裝置不能正常運行。

第五，保護裝置的正確動作還受操作電源的影響，尤其是電容儲能裝置，由于使用時間過久，電解電容出現(xiàn)老化現(xiàn)象，出現(xiàn)故障時斷路器不能斷開；酸性或鎘鎳蓄電池容易發(fā)生故障的部位是接地或電壓電流，假如不能正常維護則會造成不可靠現(xiàn)象。

第六，互感器質(zhì)量不達標，在長期使用過程中，工作性質(zhì)出現(xiàn)改變，對保護裝置產(chǎn)生不良作用。

第七，保護方案應(yīng)用的方式和上下級保護不配套，不能實現(xiàn)正確選型。

第八，繼電保護整定值不準，不同級別間的保護整定值不能有效配合，會形成保護誤動現(xiàn)象。

3提高繼電保護可靠運行的措施

3.1 設(shè)計和優(yōu)化

設(shè)計人員在設(shè)計繼電系統(tǒng)的軟件時，一般情況下采取的做法是利用備用切換和多數(shù)表決的方式，對繼電保護的可用性起到一定的作用，有利于促進可用性指標，進一步減少誤動率。再有，依據(jù)多數(shù)表決方式可以固定可靠性，達到提高指標的目的。備用切換方式可以改變可用度指標，但這種方法不會影響到其他方面。所以，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員還需考慮到電力系統(tǒng)中繼電保護的實際情況，應(yīng)用最為恰當?shù)姆椒?。還有一個問題值得注意，進行繼電保護系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計要保證實現(xiàn)電力系統(tǒng)的可靠性前提下進行，應(yīng)用最少的裝置數(shù)量，達到節(jié)約成本的效果，幫助企業(yè)收到最好的經(jīng)濟效益。在實際運行中，設(shè)計人員首先考慮的問題應(yīng)該是系統(tǒng)的可靠性指標，在此原則下開展設(shè)計工作。

3.2 提高繼電保護裝置的可靠性

電力系統(tǒng)的繼電保護裝置正常運行中，指標計算直接關(guān)系到繼電保護系統(tǒng)，其中主要內(nèi)容有：裝置的發(fā)展、使用、評價和改善等。在研究電力系統(tǒng)繼電保護可靠性的基礎(chǔ)上確定繼電保護裝置的運行狀況。繼電保護系統(tǒng)的可靠性主要指的是，如果系統(tǒng)裝置在規(guī)定范圍內(nèi)產(chǎn)生動作故障，可以及時制止這種情況，防止發(fā)生誤動作。要正確分析繼電保護裝置的可靠性，工作人員可以重點做好下面這二方面工作：一電力系統(tǒng)的繼電保護裝置正常運行中，工作人員要利用合理手段科學計算工作率指標，同時在故障動作范圍中引入計算結(jié)果。

再有可以細分工作率。一般情況下，高效的工作率主要包括二個方面的內(nèi)容：一是正確的動作率，一是不正確的動作率。在這二種劃分的基礎(chǔ)上，深入研究繼電保護裝置的正常運行具有重要的現(xiàn)實意義。還有值得提出的是，繼電保護裝置要求擁有科學的配套輔助設(shè)備，保證繼電保護的準確率不斷提高，達到安全運行的目的，有利于促進電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。存在于電力系統(tǒng)繼電保護裝置中的輔助設(shè)備就是為了有效控制斷路器，同時可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)的二次回路切換。利用輔助設(shè)備會對繼電保護裝置的可靠性造成一定的影響，所以，要合理控制輔助設(shè)備，保證應(yīng)用可靠的輔助設(shè)備，引進高質(zhì)量和合格的新器件是保證系統(tǒng)安全可靠運行的關(guān)鍵。如工作人員可以應(yīng)用具有較高可靠性的中間繼電器，可以保護工作繼電器中的技術(shù)數(shù)據(jù)。再有，在一些特殊設(shè)計中，工作人員應(yīng)該重視輔助設(shè)備中的發(fā)熱電阻，采取措施使機箱內(nèi)的溫度不斷下降，同時也要兼顧到輔助設(shè)備中的回路耐壓水平和絕緣電阻。

3.3 要做好繼電保護裝置的巡檢

施工人員要認真觀察繼電保護裝置的運行情況，有利于隨時掌握電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置存在的安全隱患，防止在使用過程中產(chǎn)生大面積事故。主要手段就是定期檢查電力系統(tǒng)設(shè)備的運行情況，保證設(shè)備正常運行。全面檢查工作的主要內(nèi)容有：監(jiān)視燈、警鈴、指示燈是否運行正常，接點是否安全，裝置的回路接線有沒有出現(xiàn)異常情況。同時認真檢查保護壓板、自動裝置等部位，進一步核對其投入、開關(guān)、壓板位置等是否存在問題。

4 結(jié)語

總之，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對電力企業(yè)的供電提出了更高的要求，要求在繼電保護技術(shù)上實現(xiàn)改革與創(chuàng)新。它的研究與開發(fā)也增添了新的內(nèi)容，如保護、控制、測量、通信一體化。所以，要求電力系統(tǒng)繼電保護工作人員具備更高的素質(zhì)。我國的繼電保護技術(shù)還處于發(fā)展階段，還需要得到各界的大力支持與幫助，繼電保護技術(shù)才能健康發(fā)展，在電力系統(tǒng)可靠性中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

[1] 李芷筠，戴志輝，焦彥軍，等.繼電保護可靠性管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2013（14）：115-119.

[2] 王同文，謝民，孫月琴，等.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2015（06）：58-66.

[3] 羅泳，李永麗，李仲青，等.考慮隱性故障的繼電保護系統(tǒng)可靠性分析及評估[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2014（01）：84-89.