電力系統(tǒng)繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

摘 "要：隨著電力覆蓋范圍的迅速擴(kuò)張，提高繼電保護(hù)在故障發(fā)生后的可靠性，保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，成為日益緊迫的問題，本文將從繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、繼電保護(hù)可靠性兩方而，討論繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的問題。

關(guān)鍵詞：電力;系統(tǒng);繼電保護(hù);風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;

中圖分類號(hào)：TM77 " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " "文章編號(hào)：1674-3520（2015）-11-00-01

一、繼電保護(hù)可靠性

（一）當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，如果繼電保護(hù)系統(tǒng)不能快速正確動(dòng)作將故障切除，這將會(huì)導(dǎo)致故障擴(kuò)大。

對(duì)電力系統(tǒng)和電力用戶造成難以估量的損失，繼電保護(hù)快速可靠動(dòng)作切除故障反應(yīng)電力系統(tǒng)不正常運(yùn)行狀態(tài)，將能夠有效的遏制電力系統(tǒng)故障的擴(kuò)大，能夠保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 可靠性理論體系中，普遍采用如下可靠性指標(biāo)來評(píng)估系統(tǒng)、設(shè)備等的可靠性，包括：概率，例如不可靠度和可靠度。平均持續(xù)時(shí)間，例如故障的平均持續(xù)時(shí)間、平均維修時(shí)間等。頻率，例如在單位時(shí)間里故障發(fā)生的平均次數(shù)。期望值，例如繼電保護(hù)系統(tǒng)在一年內(nèi)發(fā)生故障的期望次數(shù)。對(duì)于可修復(fù)的設(shè)備或者系統(tǒng)，由于其在發(fā)生故障后能夠修復(fù)，修復(fù)之后再投入使用，故障后再修復(fù)，因此對(duì)于可修復(fù)元件以可用度作為其可靠性指標(biāo)。對(duì)于不可修復(fù)系統(tǒng)或者設(shè)備，其可靠性指標(biāo)是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)或設(shè)備未發(fā)生故障的概率，用可靠度來表示。

（二）影響繼電保護(hù)裝置可靠性的因素

1、微機(jī)保護(hù)裝置軟件。微機(jī)保護(hù)裝置硬件平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的基礎(chǔ)，軟件算法來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的功能，所以，繼電保護(hù)軟件的可靠性對(duì)保護(hù)可靠性有著很大的影響。繼電保護(hù)軟件的可靠性難以通過物理的因素去加以計(jì)算，軟件可靠性主要與程序算法、軟件結(jié)構(gòu)有關(guān)。

2、微機(jī)保護(hù)裝置硬件。不管是全數(shù)字化保護(hù)設(shè)備或是微機(jī)保護(hù)設(shè)備，其都是由看得見摸得著的硬件電子設(shè)備和軟件構(gòu)成的完整整體，硬件電子設(shè)備的老化、電子器件的損壞會(huì)影響繼電保護(hù)裝置完成其相應(yīng)的功能。比如，對(duì)于全數(shù)字化保護(hù)設(shè)備，其與傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)設(shè)備相比硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單了許多，但是增加了光纖輸出輸入接口，光纖接口的增加同樣也帶來了可靠性問題。如果光口損壞那么將會(huì)影響到保護(hù)跳閘命令的下達(dá)，同時(shí)采樣值也不能傳入到微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)。

3、互感器、斷路器等相關(guān)一次設(shè)備。電壓、電流互感器為繼電保護(hù)的采樣值提供數(shù)據(jù)，斷路器可以執(zhí)行繼電保護(hù)發(fā)出的命令。互感器和斷路器等相關(guān)一次設(shè)備對(duì)保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)起著直接作用。傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)通常使用電磁式互感器，互感器的接線正確性與否，傳變誤差大小將影響微機(jī)保護(hù)的正確動(dòng)作與否。全數(shù)字化微機(jī)保護(hù)通常使用光學(xué)互感器或者電子互感器，這類互感器具有傳變誤差小，沒有電磁互感器飽和等缺點(diǎn)，但是其可靠性仍然需要提高，其對(duì)保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)具有重要的影響。

4、二次回路。二次回路線路裸露、絕緣老化、各個(gè)元件接觸不良連接松動(dòng)，這都將為繼電保護(hù)的功能實(shí)現(xiàn)帶來不利的影響。對(duì)于全數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)由于其采用了高速的通信網(wǎng)絡(luò)，能夠進(jìn)行自我監(jiān)測。聯(lián)系保護(hù)裝置和電子互感器的交換機(jī)和光纖鏈路如果出現(xiàn)問題，繼電保護(hù)裝置將無法接收消息根據(jù)其自動(dòng)監(jiān)視功能其將會(huì)發(fā)出告警信號(hào)。同樣，斷路器和保護(hù)裝置之間的信息傳輸出現(xiàn)問題，對(duì)于斷路器的智能終端也將發(fā)出告警信號(hào)，這種機(jī)制可以減小二次回路故障對(duì)保護(hù)可靠性的不利影響。

二、繼電保護(hù)的可靠性評(píng)估

（一）要了解繼電保護(hù)存在的風(fēng)險(xiǎn)

有必要分析繼電保護(hù)的工作原理及裝置要求，繼電保護(hù)的工作原理，就是根據(jù)電力系統(tǒng)的可測變化，及時(shí)作出故障區(qū)位判斷，從這一原理可知，繼電保護(hù)存在著風(fēng)險(xiǎn)，一旦判斷失誤，發(fā)出錯(cuò)誤的繼電保護(hù)信息，有可能導(dǎo)致全電力系統(tǒng)大面積停電的災(zāi)難性事故，或者出現(xiàn)因繼電保護(hù)無法識(shí)別電流、電壓等異樣狀況，忽略潛在危險(xiǎn)，造成大面積供電中斷、損壞設(shè)備，因此，繼電保護(hù)需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。理論上，要去繼電保護(hù)裝置具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，若發(fā)生故障，是區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障。根據(jù)整個(gè)電力系統(tǒng)的故障前后監(jiān)測對(duì)比情況，檢查電氣量的劇烈變化，經(jīng)過判斷實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，對(duì)于與反應(yīng)非工頻量對(duì)應(yīng)的工頻量的繼電保護(hù)，判斷依據(jù)是電流的不正常增大、電壓的降低、電流與電壓相位角的改變、測量抗阻發(fā)生變化等，短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將大大超過此前的負(fù)荷電流反映的數(shù)值，電力系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)點(diǎn)之間的電壓值也會(huì)發(fā)生變化，而且與短路點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近，影響著電壓值得高低。

（二）對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估前，應(yīng)該按照繼電保護(hù)的裝置要求配備相應(yīng)裝置

提高繼電保護(hù)技術(shù)上的選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的輔助性措施，綜合降低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的難度。對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，其選擇性應(yīng)包含在內(nèi)，速動(dòng)性是對(duì)繼電保護(hù)裝置的另一個(gè)要求，它是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)具備的盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓狀態(tài)運(yùn)行的時(shí)間，減少設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性的功能特性，繼電保護(hù)裝置如果有良好的速動(dòng)性，將大大減少風(fēng)險(xiǎn)，為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供良好的開頭，此外，繼電保護(hù)在靈敏性方面，亦有嚴(yán)格要求，作為繼電保護(hù)裝置的另一個(gè)重要特性，以靈敏系數(shù)衡量的靈敏性，對(duì)繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了有效的參數(shù)，能夠滿足靈敏性要求的繼電保護(hù)，在規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，不論短路點(diǎn)在哪里，是何種類型，以及是否有過渡電阻在短路點(diǎn)上，都能夠正確執(zhí)行反應(yīng)動(dòng)作，能夠在系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式下，面對(duì)兩相或者單相的短路故障條件，也能夠?qū)崿F(xiàn)正確的反應(yīng)措施，最后，對(duì)繼電保護(hù)裝置最根木的要求是可靠，包括安全性和信賴性兩方面的繼電保護(hù)可靠性，安全性是指繼電保護(hù)不誤動(dòng)，即不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)不發(fā)生動(dòng)作，信賴性是指繼電保護(hù)不拒動(dòng)，即在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)有可靠動(dòng)作，理論研究。結(jié)果表明，繼電保護(hù)的誤動(dòng)與拒動(dòng)都會(huì)帶來嚴(yán)重危害，綜合上述關(guān)于繼電保護(hù)裝置要求性能的描述，運(yùn)行合理、安全、高效的繼電保護(hù)，要有良好的選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性的性能，評(píng)估繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)，也必須首先參考這些因素，檢驗(yàn)繼電保護(hù)裝置能否實(shí)現(xiàn)以上要求。

（三）繼電器的選擇

繼電器作為繼電保護(hù)裝置的重要組成部分，是繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的參考項(xiàng)目之一，選擇合適的、高質(zhì)量的繼電器，對(duì)降低繼電保護(hù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)有決定性的作用，繼電器的選擇，理論上受到使用環(huán)境、輸入信號(hào)不同、輸入?yún)⒘康倪x定，負(fù)載情況等因素綜合影響，以使繼電器在正確的、相匹配的電力系統(tǒng)內(nèi)最大限度、最安全的發(fā)揮理想作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃興隆.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)校驗(yàn)與評(píng)估系統(tǒng)分析[J].中國科技縱橫，2014，（24）：214-214.

[2]林湘寧，劉沛，胡帆等.面向繼電保護(hù)的全過程系統(tǒng)振蕩仿真[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2003，27（22）：56-59.