繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性影響因素分析

蘭延?xùn)|

摘 要：繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要意義，該系統(tǒng)可靠性受多方面因素的影響，自身軟硬件配置、一次設(shè)備、二次回路等都是較為顯著的影響因素，將其納入可靠性分析中具有實(shí)際意義。本文根據(jù)多年來對供電系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，深入分析了影響繼電保護(hù)可靠性的諸多因素，并提出相對應(yīng)的有效提高繼電保護(hù)可靠性的對策措施，以期更好地提高供電系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；一次設(shè)備；可靠性

中圖分類號(hào)： TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）13-187-2

0 引言

繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的第一道防線，若發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)，將直接降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)故障與繼電保護(hù)系統(tǒng)有關(guān)的可達(dá)75%，因此，在對電網(wǎng)可靠性評估時(shí)，若將繼電保護(hù)系統(tǒng)的影響納入評估體系中，將會(huì)增加可靠性分析的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

1 繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性影響因素分析

1.1 繼電保護(hù)系統(tǒng)

繼電保護(hù)是指當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常時(shí)，繼電保護(hù)裝置能以最快的速度對故障進(jìn)行判斷和分析，并在最小的區(qū)域內(nèi)將故障因素隔離，同時(shí)利用通訊系統(tǒng)向維護(hù)人員發(fā)出警報(bào)，提醒維護(hù)人員進(jìn)行故障清理。繼電保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用可有效避免在電流突變的情況下造成大規(guī)模電氣損壞，對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要意義。

1.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性影響因素分析

1.2.1 系統(tǒng)自身軟硬件裝置影響

繼電保護(hù)系統(tǒng)的原理在本質(zhì)上是一樣的，都是由電子設(shè)備和軟件系統(tǒng)結(jié)合而成，電力系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)運(yùn)行原理不同，任何一方出現(xiàn)問題，都會(huì)降低電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；電子設(shè)備的老化程度以及損壞程度會(huì)影響保護(hù)裝置的運(yùn)行，因此電子設(shè)備老化過程中同樣會(huì)影響到繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。目前，我國電力系統(tǒng)中多采用數(shù)字化繼電保護(hù)裝置，裝置硬件本身十分簡單，但其內(nèi)部增設(shè)了很多其他功能的元器件，對系統(tǒng)本身的運(yùn)行產(chǎn)生了很大影響。對于保護(hù)系統(tǒng)來說，硬件所起的作用僅是提供了一個(gè)平臺(tái)，真正發(fā)揮保護(hù)功能的則是軟件系統(tǒng)；軟件系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性較高，一般不會(huì)受外部環(huán)境的干擾，因此更能滿足系統(tǒng)測試要求。

1.2.2 一次設(shè)備影響

一次設(shè)備是電力系統(tǒng)中用于直接生產(chǎn)電能或使用電能的裝置，如發(fā)電機(jī)組和各類用電設(shè)備。大型電網(wǎng)中一次設(shè)備元件較多，若將所有一次設(shè)備進(jìn)行考慮，則會(huì)由于元件數(shù)量過多而增加可靠性分析的難度，因此本文選取部分繼電保護(hù)系統(tǒng)和對應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行分析，將計(jì)算量和計(jì)算難度控制在一定范圍內(nèi)，同時(shí)提升可靠性評價(jià)的精確度。目前，在對繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析時(shí)，應(yīng)將對一次設(shè)備的影響進(jìn)行分析；系統(tǒng)硬件、軟硬件結(jié)合所提供的模型存在很大缺陷，繼電保護(hù)系統(tǒng)與一次設(shè)備之間的差異性不可忽略，加強(qiáng)對這一領(lǐng)域的研究十分必要。

繼電保護(hù)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的可靠性作用主要是通過一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，而在實(shí)踐中卻經(jīng)常出現(xiàn)如下問題：對不同的一次設(shè)備而言，繼電保護(hù)系統(tǒng)的耦合性和相鄰繼電保護(hù)系統(tǒng)之間的配合存在很大不同，這種差異性會(huì)導(dǎo)致每次的測試數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不同的變化；繼電保護(hù)系統(tǒng)是否可正確的、有效的反應(yīng)一次設(shè)備誤動(dòng)（拒動(dòng)），并在系統(tǒng)正確運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)執(zhí)行輸出將直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

1.2.3 二次回路影響

二次回路是相對于一次設(shè)備而言的，主要是由開關(guān)控制裝置、測量回路、信號(hào)回路、斷路器以及其他測量儀器等組成的，屬于低壓回路。二次回路中的線路絕緣失效、線路裸露、線接地以及元件接觸不良等問題一旦出現(xiàn)，就會(huì)影響繼電保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作發(fā)生的準(zhǔn)確性。為避免二次回路的影響，可對其進(jìn)行保護(hù)升級處理，如引入數(shù)字化技術(shù)，增強(qiáng)二次回路的自我檢測能力，一定程度上抵消了元件故障的干擾，增強(qiáng)了繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.2.4 繼電保護(hù)定值

從理論上看，繼電保護(hù)可靠性影響因素主要包括軟硬件設(shè)施、一次設(shè)備、二次回路以及保護(hù)定值等。但是，從實(shí)際操作運(yùn)行中來看，主要影響因素還是繼電保護(hù)定值。

看待常規(guī)繼電保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，求其定值時(shí)要按照離線的方式，而且要保持其運(yùn)行狀態(tài)不變。然而，隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，交直流在運(yùn)行時(shí)已經(jīng)混合，而且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也增加了。除此之外，復(fù)雜的配合關(guān)系以及較長時(shí)間的后備保護(hù)動(dòng)作在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)很容易受到影響，最終導(dǎo)致離線整定模式越來越不符合要求。另外，很多可靠、返回系數(shù)也會(huì)對性能造成影響。最后，當(dāng)在配電網(wǎng)中接分布式電源時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些新的特性，包括雙向潮流以及電源網(wǎng)絡(luò)等，然而定值整定又因?yàn)檫@些新的特性需要更高的要求，而且對保護(hù)原理也是一種挑戰(zhàn)。

2 提升繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的措施

近年來，我國電力系統(tǒng)的建設(shè)和改造升級工程取得了顯著成就，尤其是在繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性方面，更是形成了一系列實(shí)用的保護(hù)措施。

2.1 繼電保護(hù)裝置可靠性檢查

繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，在進(jìn)行設(shè)備安全性檢查時(shí)，要嚴(yán)格按照相關(guān)流程規(guī)范操作。如對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行最后一步安全檢查時(shí)，不允許對已檢測完的設(shè)備進(jìn)行任何插拔操作，以免前面統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)失去應(yīng)有價(jià)值；同時(shí)不允許對二次回路接線進(jìn)行任何改變。

2.2 接地布置安全可靠性提升

線路接地是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵步驟，也是影響繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。線路接地環(huán)節(jié)要做好各項(xiàng)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，確保接地的安全性和可靠性，如對保護(hù)屏裝置的檢查、屏障位置的檢查等，檢查時(shí)要做好無遺漏、無缺陷；接地線路一般選擇橫截面積較大的銅導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)選擇、測定接地的安全區(qū)域，減少對一次設(shè)備可靠性的影響。

2.3 加大高新技術(shù)應(yīng)用程度

高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，推動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展，尤其是在硬件設(shè)施方面更是不斷升級換代，為繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的提升提供了技術(shù)保障。我國在繼電保護(hù)裝置方面也做了廣泛的研究，在吸收國外先進(jìn)技術(shù)和理念的基礎(chǔ)上，將信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入其中，擴(kuò)充了系統(tǒng)多項(xiàng)功能。如監(jiān)控系統(tǒng)的融合功能、遠(yuǎn)程終端檢測裝置的集成等。高新技術(shù)不僅推動(dòng)了硬件的發(fā)展，還在軟件方面有了廣泛應(yīng)用，如繼電器控制不僅實(shí)現(xiàn)了多程連接，還將原有復(fù)雜的邏輯關(guān)系簡化為容易操作的關(guān)系，進(jìn)一步提升了用電系統(tǒng)的可靠性。

2.4 電力系統(tǒng)工作方式的改進(jìn)

電力系統(tǒng)人事管理呈現(xiàn)出明顯的垂直狀態(tài)，業(yè)務(wù)上則存在很大的被動(dòng)性，多數(shù)情況下是事故后搶修，而沒有做好事故前的預(yù)防工作。如缺乏針對緊急問題預(yù)防措施、沒有做好主動(dòng)檢查及各項(xiàng)檢查信息的填寫工作。對此，筆者提出應(yīng)對電力系統(tǒng)的工作方式進(jìn)行改進(jìn)，明確設(shè)備運(yùn)行人員、維護(hù)人員的日常工作內(nèi)容和責(zé)任，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行定期和不定期檢查，及早發(fā)現(xiàn)并處理繼電保護(hù)裝置中的故障隱患，減少損失。

繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的管理，可有效提升電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性影響因素較多，其中一次設(shè)備對其影響較為明顯，應(yīng)將其納入繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性評價(jià)體系中，提升評價(jià)結(jié)果的精確度；同時(shí)，從技術(shù)和管理方面加強(qiáng)安全保護(hù)，確保繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 付聰，安靈旭，方華亮，孫聞，程宜風(fēng)，余錦河，許超.繼電保護(hù)系統(tǒng)對一次設(shè)備可靠性的影響研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，11：38-44.

[2] 焦玉杰.基于繼電保護(hù)系統(tǒng)對一次設(shè)備可靠性的影響分析[J].電子制作，2014，22：215.

[3] 戴志輝.繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險(xiǎn)評估研究[D].華北電力大學(xué)，2012.

[4] 原云周.繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析及在電網(wǎng)中的應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2008.

[5] 張雪松，王超，程曉東.基于馬爾可夫狀態(tài)空間法的超高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析模型[J].電網(wǎng)技術(shù)，

2008，13：94-99.

[6] 王方.繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性評估的研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2010.