電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性情況研究

江益章

摘 要：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的運(yùn)行。一旦繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)運(yùn)行不良的情況，則不僅會(huì)直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，還會(huì)出現(xiàn)一系列的連鎖反應(yīng)，甚至造成電力系統(tǒng)崩潰。因此，繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行研究已成為我國(guó)電力企業(yè)的重要課題。就電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性進(jìn)行深入剖析，以期為繼電保護(hù)裝置的改造和電力行業(yè)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)裝置；電路保護(hù)；電網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.077

電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置主要起到對(duì)基礎(chǔ)元件和電路加以保護(hù)的作用，比如在發(fā)電機(jī)、線路出現(xiàn)可能危害整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可向控制器發(fā)送短路信號(hào)或執(zhí)行跳閘命令，從而防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。繼電保護(hù)裝置作為一種自動(dòng)化保護(hù)設(shè)備，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的改造和創(chuàng)新后，已逐步實(shí)現(xiàn)智能化，但這并不意味著電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性得到了徹底保障，人為因素和設(shè)備老化因素等諸多原因均有可能危害電力系統(tǒng)的安全。因此，有必要不斷加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性研究，切實(shí)保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行要求和指標(biāo)

1.1 繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性要求

電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置需要同時(shí)滿足以下4個(gè)要求：①時(shí)效性。時(shí)效性是指繼電保護(hù)裝置能在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)元件和電路運(yùn)行故障，并進(jìn)行切斷故障等相應(yīng)處理，從而將故障范圍縮至最小，將損害等級(jí)降到最低，以免造成更加嚴(yán)重的后果。②靈敏性。靈敏性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)針對(duì)各種元件和線路的保護(hù)要求具備相應(yīng)的靈敏系數(shù)，當(dāng)各類元件和線路發(fā)生金屬線短路時(shí)，能作出不同程度的反應(yīng)。其最小靈敏系數(shù)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的具體要求。③穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是指繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的保護(hù)元器能協(xié)同合作發(fā)揮系統(tǒng)維護(hù)和管理功能，從而使設(shè)備和線路達(dá)到最優(yōu)技術(shù)狀態(tài)。④選擇性。選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能選擇性地發(fā)出操作指令和動(dòng)作，將距離故障最近的斷路器斷開，從而確保其他未發(fā)生故障的部分可正常運(yùn)行。任何電力設(shè)備，包括變壓器、母線等均無法在未安裝繼電保護(hù)裝置的情況下運(yùn)行，而且額定電壓220 kV以上的電網(wǎng)還需要設(shè)置兩套或兩套以上相對(duì)獨(dú)立的繼電保護(hù)裝置，確保當(dāng)一套繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)，其他繼電保護(hù)裝置能繼續(xù)發(fā)揮電路保護(hù)功能，并迅速切斷短路故障的線路。

1.2 繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性指標(biāo)

評(píng)估電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性時(shí)，需要參照一定的評(píng)估指標(biāo)。但現(xiàn)有的可靠性研究成果較多，有關(guān)運(yùn)行可靠性的評(píng)估指標(biāo)也較多，每種評(píng)估方法的側(cè)重點(diǎn)均不同，包含的內(nèi)容也不全面，進(jìn)而與實(shí)際中的不可估量存在一定的偏差。因此，可能出現(xiàn)測(cè)試結(jié)果與實(shí)際樣本偏離的情況，這就需要多搜集測(cè)試樣本，并不斷優(yōu)化評(píng)估方法，使評(píng)估結(jié)論更具說服力。

結(jié)合電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)和我國(guó)電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性指標(biāo)主要指PC，而PC又包括PC1，PC2，PC3.PC1指正確故障動(dòng)作率、PC2指正反雙向區(qū)外正確故障動(dòng)作率、PC3指正常運(yùn)行狀態(tài)下的正確故障動(dòng)作率。如果繼電保護(hù)裝置共進(jìn)行R次動(dòng)作，正確的故障區(qū)內(nèi)動(dòng)作次數(shù)為R1，正常情況下的不動(dòng)作次數(shù)為R2，故障區(qū)外不正確的動(dòng)作次數(shù)為R，則R=R1+R2+R3.由于R3難以計(jì)算，因此，繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作正確率只能暫時(shí)表述為：

PC= . （1）

2 繼電保護(hù)裝置動(dòng)作異常情況分析

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置需要在故障區(qū)內(nèi)有效動(dòng)作。如果繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)保護(hù)不動(dòng)作等異常情況，則說明繼電保護(hù)裝置正處于不良狀況。對(duì)于保護(hù)不動(dòng)作問題，要檢查其采樣元件和系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，如果檢查無誤，則需核實(shí)設(shè)定的保護(hù)定值是否正確，尤其要注意保護(hù)定值中的控制值應(yīng)正常。在實(shí)際工作中，常出現(xiàn)硬壓板處于投入位置，但繼電保護(hù)裝置卻未檢測(cè)到硬壓板投入的情況，進(jìn)而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置無法正常運(yùn)行。出現(xiàn)這一問題的原因較多，最常見的有電線短路、硬壓板接線的虛接和錯(cuò)接等。一般情況下，檢測(cè)硬壓板的投入時(shí)需要監(jiān)測(cè)回路中的電位，檢測(cè)過程中需要注意電位監(jiān)測(cè)參考段必須為開入的負(fù)電源。除了硬壓板投入異常這一常見問題外，繼電保護(hù)裝置還有可能出現(xiàn)零序保護(hù)問題。目前，繼電保護(hù)裝置中采用的零序保護(hù)均為零序電流模式，因此，需要保證外接的零序電流回路有效通過零序電流，從而確保繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。此外，電力系統(tǒng)中的重合閘不動(dòng)作問題也會(huì)影響繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。因此，需要檢查重合閘的充電情況，排查是否存在閉鎖重合閘開入問題。如果檢查結(jié)果正常，則需要監(jiān)測(cè)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作瞬間重合閘是否存在放電現(xiàn)象。上述動(dòng)作異常情況均為繼電保護(hù)裝置在實(shí)際工作中常遇到的問題，需要工作人員的予以高度重視。

3 結(jié)束語

繼電保護(hù)裝置的可靠性運(yùn)行對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有重要意義。繼電保護(hù)裝置的可靠性涉及的方面較多，不僅包括硬件設(shè)備的運(yùn)行性能，還包括人為把關(guān)的質(zhì)量。在日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)中，有必要對(duì)繼電保護(hù)裝置的可靠性運(yùn)行進(jìn)行更加深入的研究，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，并采取完善的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，從而不斷推動(dòng)電力行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陳增賢.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性指標(biāo)的探討研究[J].硅谷，2014（22）.

[2]鄔大為，薛峰，龔海華.一種能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置死機(jī)的監(jiān)測(cè)方法[J].電氣應(yīng)用，2014（23）.

[3]葉峻，吳慶彤.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置可靠性試驗(yàn)評(píng)估研究[J].通信電源技術(shù)，2015（02）.

[4]張烈，呂鵬飛，申華，等. 2013年國(guó)家電網(wǎng)公司220 kV及以上電壓等級(jí)交流系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備及其運(yùn)行情況分析[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，2015（04）.

〔編輯：張思楠〕