電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性

吳強(qiáng)　黃煒

摘 要：繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)中的自動化保護(hù)設(shè)備，其運(yùn)行可靠性直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。本文主對繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行要求、指標(biāo)和故障原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性要求主要有時(shí)效性、靈敏性、穩(wěn)定性和選擇性，可以通過規(guī)范可靠性計(jì)算指標(biāo)和應(yīng)用人工智能技術(shù)來對計(jì)算方法進(jìn)行優(yōu)化，本文給出了提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性的具體措施，希望為電力企業(yè)的提供一定參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)裝置；可靠性；措施

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置可以保護(hù)電路和基礎(chǔ)元件，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。在電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能在規(guī)定時(shí)間和區(qū)域內(nèi)，自動斷開發(fā)生故障的設(shè)備，或向控制器送達(dá)指令，控制器收到制定后就會跳閘斷電，可以避免電力系統(tǒng)在故障中遭遇更大的不良影響。可以看出，繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性對于整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要，由于受到多方面的復(fù)雜因素的影響，為保證一個(gè)穩(wěn)定的電力系統(tǒng)，必須加強(qiáng)關(guān)注電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性。

1 繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)分析

繼電保護(hù)系統(tǒng)由電流、電壓互感器、繼電保護(hù)裝置和自動重合閘組成，各部件串聯(lián)性是繼電保護(hù)的典型特征，系統(tǒng)內(nèi)任一個(gè)元件出現(xiàn)問題均會使得繼電保護(hù)失去其應(yīng)有的可靠性。繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)包括正常和非正常兩種，其可靠性指標(biāo)同樣有正常和非正常兩種。正常運(yùn)行狀態(tài)包括正反區(qū)外故障和正常區(qū)外運(yùn)行的不動作狀態(tài)。

2 繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性要求

繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性要求是指其時(shí)效性、靈敏性、穩(wěn)定性和選擇性：

時(shí)效性要求，即電力系統(tǒng)發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置必須在在最短的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)處理故障，發(fā)出指令，降低不良后果。

靈敏性要求，即繼電保護(hù)裝置根據(jù)電路故障的不同，做出不同的反應(yīng)，具備不同的靈敏系數(shù)，且必須符合規(guī)范要求。

穩(wěn)定性要求，這要求繼電保護(hù)裝置所有部件必須協(xié)同合作，發(fā)揮維護(hù)和管理功能，保障電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

選擇性要求，即繼電保護(hù)裝置必須根據(jù)電力系統(tǒng)故障位置，能給出距離故障發(fā)生位置最近的開關(guān)，通過發(fā)出切斷指令，確保其他部分的正常運(yùn)行。母線和變壓器等設(shè)備必須有繼電保護(hù)裝置才能運(yùn)行，在220kV以上電壓的電網(wǎng)中，則需要至少兩套繼電保護(hù)裝置，其中一套作為備用，確保萬無一失。

3 繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性指標(biāo)

我國電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置的可靠性指標(biāo)有故障時(shí)的正確動作率（PC1）、正反雙向區(qū)外的故障正確不動作率（PC2）和、正常運(yùn)行時(shí)的正常不動作率（PC3）三類。R是繼電保護(hù)裝置動作次數(shù)總數(shù)，其是故障內(nèi)正確的動作次數(shù)為R1，故障區(qū)外的不動作次數(shù)為R2以及正常運(yùn)行的正確不動作次數(shù)為R3的總和。不正確動作包括正、反方向區(qū)外故障，正、反方向區(qū)外故障動作次數(shù)分別為E11和E12。正常運(yùn)行時(shí)誤動作次數(shù)為E2，保護(hù)區(qū)內(nèi)故障拒動作次數(shù)為E3，則不正確動作總次數(shù)E= E11+E12+E2+E3。按照經(jīng)驗(yàn)，無法計(jì)算正常運(yùn)行時(shí)不動作次數(shù)，則電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置正確動作率為PC=，PC也為區(qū)內(nèi)故障正確動作率PC1與區(qū)外故障正確不動作率PC2的總和。

綜合我國可靠性指標(biāo)的研究成果，各評估指標(biāo)的各有側(cè)重，每種評估方法都有各自的特點(diǎn)，評估可靠性時(shí)，采用不同的評估指標(biāo)，評估結(jié)論差異較大。目前，沒有一種特別全面評估方法，各方法的評估結(jié)果與繼電保護(hù)裝置運(yùn)行實(shí)際可靠性有一定偏差，可增加評估測試樣本，優(yōu)化評估方法，提高評估結(jié)論的準(zhǔn)確性。

4 繼電保護(hù)裝置故障的原因分析

繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障可能原因主要有以下幾個(gè)方面：①生產(chǎn)制作過程中，某些環(huán)節(jié)未按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)；②裝置在運(yùn)行過程中受周邊惡劣環(huán)境的影響，如高溫、有害氣體、粉塵等；③干擾源的影響，如短路、電弧等。④相關(guān)修檢人員業(yè)務(wù)素養(yǎng)不高，影響繼電保護(hù)裝置可靠性，如檢修人員的工作態(tài)度不端正、技能差，繼電保護(hù)沒有得到應(yīng)有的維護(hù)和使用。⑤互感器質(zhì)量差。

5 提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性的措施

繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定舉足輕重，筆者從以下幾個(gè)方面給出提高其可靠性的措施。

5.1 可靠性指標(biāo)計(jì)算方面的優(yōu)化措施

可靠性計(jì)算指標(biāo)規(guī)范化：加入?yún)^(qū)外正確無運(yùn)行行指標(biāo)，完善評估指標(biāo)的，提高可靠性評估的準(zhǔn)確性，精細(xì)劃分工作率指標(biāo)，區(qū)分正反不同方向的動作；應(yīng)用人工智能技術(shù)，隨著科技發(fā)展，應(yīng)用更多的人工智能，有利于保護(hù)裝置。

5.2 提高繼電保護(hù)可靠性的具體措施

繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，取決于繼電保護(hù)裝置自身質(zhì)量和設(shè)計(jì)的合理性，前文提到其在工作時(shí)收到環(huán)境、管理人員等外界因素的影響。故必須綜合考慮到這些因素，合理設(shè)計(jì)裝置，保證質(zhì)量，采取有效的管理機(jī)制和預(yù)防措施，提高繼電保護(hù)裝置可靠性具體優(yōu)化措施有：①選用合格的原材料，嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)制造，確保其質(zhì)量，且應(yīng)選擇品牌好、售后好的單位進(jìn)行合作；②在設(shè)計(jì)晶體管的保護(hù)部件必須把高壓電流、切合閘操作電弧等因素考慮在內(nèi)，同時(shí)制定相應(yīng)的保護(hù)措施避免元件受到環(huán)境污染；③選擇責(zé)任意識和業(yè)務(wù)素質(zhì)過硬隊(duì)伍進(jìn)行裝置的安裝、檢修工作；④注重裝置的運(yùn)行維護(hù)工作，制定應(yīng)急措施；⑤在繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置多種快速切除功能保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；⑥繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)要合理，元器件要協(xié)調(diào)配合，計(jì)算準(zhǔn)確，保證準(zhǔn)確的進(jìn)行選擇性動作。

6 小結(jié)

本文對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，其直接決定著電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，一旦繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問題，電力系統(tǒng)將會面臨崩潰的危險(xiǎn)。加強(qiáng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性，不僅可以保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，也會進(jìn)一步促進(jìn)電網(wǎng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：國網(wǎng)江西省電力公司贛西供電分公司）