電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備及其自動化可靠性研究

郭永剛 馬國紅

摘要：隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工業(yè)用電、商業(yè)用電和居民用電需求逐步加大，不同種類的電氣設(shè)備集成電器線路連接至 電網(wǎng)系統(tǒng)，無形中對供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率和運(yùn)行安全的提出了更高要求。然而影響電氣設(shè)備運(yùn)行的問題因素日趨復(fù)雜，導(dǎo)致設(shè) 備故障概率逐年上升。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)設(shè)備；自動化；可靠性

中圖分類號：TM921.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）06-0166-01

自動化裝置和繼電保護(hù)設(shè)備是電路系統(tǒng)中的主要構(gòu)成部分，可 以避免電力系統(tǒng)受到外界的干擾出現(xiàn)故障，保證了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定 性和安全性。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動化裝置和繼電保護(hù)裝置可以 降低電力系統(tǒng)的故障，確保整個(gè)電網(wǎng)的安全性，保證了電力供應(yīng)的 正常性，因此保證繼電保護(hù)設(shè)備和自動化可靠性具有重要意義。

1 自動化設(shè)備和繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行的基本特征

在電力系統(tǒng)出現(xiàn)諸如過載運(yùn)行、短路等電力系統(tǒng)故障時(shí)，為了

可以及時(shí)將對應(yīng)的信號發(fā)送出去，操作電氣設(shè)備及時(shí)切除電氣設(shè)備 故障點(diǎn)，要確保繼電保護(hù)設(shè)備動作的可靠性。而在電力系統(tǒng)運(yùn)行的 過程中，出現(xiàn)故障的概率會比較小，繼電保護(hù)裝置的動作也不會很 頻繁。通常情況下，繼電保護(hù)裝置主要有誤動故障和拒動故障兩種， 其中誤動故障指的是繼電保護(hù)設(shè)備因?yàn)樽陨淼膭幼餍阅懿缓?，或?受到了其他干擾因素的影響，在系統(tǒng)沒有出現(xiàn)故障的時(shí)候，出現(xiàn)了 誤動的情況，會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，拒動故障指的是在電力系統(tǒng) 出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置不能及時(shí)、可靠地動作，如果繼電保護(hù) 裝置出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的故障，會引起電力系統(tǒng)崩潰的情況出現(xiàn)。自 動化裝置主要是用來控制和監(jiān)測電力系統(tǒng)中的運(yùn)行參數(shù)。對于自動 化裝置來說，常見的故障形式主要是無法保證運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)、測 量、控制和傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

2 對電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)設(shè)備可靠性研究的意義

通過繼電保護(hù)和自動化設(shè)備可以及時(shí)找出電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的問

題，選擇符合電網(wǎng)需求的斷路器，將電網(wǎng)中有問題的部分切斷，此 外，當(dāng)自動化裝置和繼電保護(hù)系統(tǒng)有意外出現(xiàn)時(shí)，會將信號發(fā)射出 來，當(dāng)工作人員看到故障信號后，根據(jù)信號提示及時(shí)進(jìn)行故障的處 理，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，而且通過使用相關(guān)設(shè)備和繼電保 護(hù)設(shè)備進(jìn)行配合，可以自動清除短期故障。在我國社會的不斷發(fā)展 下，電力系統(tǒng)的容量越來越大，供電波及范圍也需要不斷提高，繼 電保護(hù)設(shè)備作為保證供電可靠性的基礎(chǔ)，在保證電網(wǎng)安全運(yùn)行方面 具有重要意義，如果繼電保護(hù)自動化裝置出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致電力系 統(tǒng)運(yùn)行延遲，出現(xiàn)大面積停電的情況，對社會用電造成了很大的影 響。

3 研究電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性

3.1整定值錯(cuò)誤

整定值錯(cuò)誤是導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動化裝置出現(xiàn)誤動或拒動的主

要因素，只有控制好自動化裝置和繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量關(guān)，做好整 個(gè)施工環(huán)節(jié)的控制和監(jiān)督，才可以有效地對自動化裝置和繼電保護(hù) 設(shè)備的可靠性，同時(shí)也有效保證了安裝和設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，才可以對 繼電保護(hù)設(shè)備和自動化系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行提升。此外，整定值出現(xiàn) 錯(cuò)誤，會使繼電保護(hù)設(shè)備和自動化設(shè)備在投入使用后，出現(xiàn)各種不 可預(yù)知的問題，影響繼電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2使用設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

在繼電保護(hù)設(shè)備和自動化設(shè)備生產(chǎn)的過程中，一些生產(chǎn)廠家為

了節(jié)約生產(chǎn)成本，使用一些質(zhì)量比較差的材料進(jìn)行自動化裝置的電 磁器、繼電器零部件的生產(chǎn)，不能達(dá)到規(guī)定的精度要求，影響了繼 電保護(hù)設(shè)備和自動化設(shè)備的可靠性，另外，個(gè)別繼電保護(hù)設(shè)備沒有 經(jīng)過運(yùn)行測試檢測就投入使用，晶體管波保護(hù)裝置中的元件存在比 較大的差異性或者元件的質(zhì)量比較差都導(dǎo)致自動化裝置和繼電保護(hù) 裝置出現(xiàn)運(yùn)行不協(xié)調(diào)的情況，導(dǎo)致拒動和誤動的情況頻繁出現(xiàn)。這 就要求在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)商要具有良好的技術(shù)支持，樹立 良好的社會責(zé)任心，在生產(chǎn)的過程中對質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.3操作不正確

電源操作對繼電保護(hù)和自動化設(shè)備運(yùn)行的安全性有直接的影響，尤其對于一些逐漸老化的電解電容和儲能裝置來說，在繼電保護(hù)裝 置出現(xiàn)故障后，如果無法將電源立即切斷，在蓄電池出現(xiàn)電流不穩(wěn) 等問題時(shí)，會極大降低自動裝置和繼電保護(hù)裝置的可靠性。此外， 由于互感器自身質(zhì)量不好，經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行后，磨損程度會逐漸 增加，影響自動化設(shè)備和繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4 提高自動化裝置和繼電保護(hù)裝置可靠性的方法

4.1優(yōu)化冗余設(shè)計(jì)的方法

為了使繼電保護(hù)系統(tǒng)的容錯(cuò)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，可以使用硬件冗

余的方法對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。冗余技術(shù)指的是即使繼電器器中某個(gè)保 護(hù)裝置出現(xiàn)了錯(cuò)誤的動作，也不會對系統(tǒng)造成比較大的影響，通過 使用硬件冗余的方法，可以有效地對拒動率和可用度等指標(biāo)進(jìn)行改 善，主要包含了備用切換、并聯(lián)、多數(shù)表決等，即使誤動率出現(xiàn)了 惡化，也可以利用硬件冗余將其顯示出來，在實(shí)際使用的過程中， 冗余方式的選擇要和繼電器保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況結(jié)合起來，達(dá) 到系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)的要求，利用硬件冗余的優(yōu)化達(dá)到使用最小數(shù)量的 裝置、最小金額投資達(dá)到管理目標(biāo)的目的。

4.2做好繼電保護(hù)裝置的維護(hù)工作

在進(jìn)行日常管理的時(shí)候，要將繼電保護(hù)裝置的維護(hù)工作做好，

對系統(tǒng)工作的可靠性進(jìn)行提升，需要做到以下幾方面的管理：（1） 定期查評和檢修繼電保護(hù)裝置，主要需要對二次設(shè)備元件標(biāo)志、名 稱的齊全性、查看各種開關(guān)動作和按鈕的動作，確保其靈活性，將 接點(diǎn)壓力不足或者被燒傷的情況解決，對指示中的紅綠指示燈泡和 光字牌進(jìn)行檢查，確保其完好性，對各種繼電器、盤柜上表計(jì)、接 線端子螺釘松動故障進(jìn)行排查，然后對電流互感器和電壓互感器的 二次引線端子故障進(jìn)行排查，對配線進(jìn)行檢查，查看是否有固定卡 子脫落的情況。（2）對各個(gè)斷路器操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)的問題進(jìn)行排查， 將繼電器保護(hù)裝置的查評工作完成后，根據(jù)設(shè)備具體的運(yùn)行情況進(jìn) 行分類，要保證一類設(shè)備無缺陷運(yùn)行、對系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和安全性標(biāo) 準(zhǔn)進(jìn)行保護(hù)，二類設(shè)備允許部分零件存在部分缺陷，整體設(shè)備完好， 不能危及到設(shè)備和人身的安全，三類設(shè)備如果有比較嚴(yán)重的問題出 現(xiàn)時(shí)，會直接對系統(tǒng)的可靠性和安全性造成影響，在檢查和維護(hù)時(shí)， 對于此類問題，如果出現(xiàn)要及時(shí)進(jìn)行處理將隱患排除，并做好故障 維修記錄，為以后的檢修工作提供一定的參考資料。

4.3提高繼電保護(hù)裝置的可靠性

在進(jìn)行繼電器可靠性運(yùn)行管理的過程中，要保證繼電裝置各項(xiàng)

指標(biāo)計(jì)算的合理性和準(zhǔn)確性，在對繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的正確率進(jìn)行 計(jì)算時(shí)，要將區(qū)外故障正確的動作包含進(jìn)來，在進(jìn)行繼電保護(hù)和自 動回路中，主要使用繼電保護(hù)輔助配套設(shè)施進(jìn)行保護(hù)，此輔助設(shè)備 會對整個(gè)繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行造成直接的影響，因此不可以輕視輔 助設(shè)備管理的可靠性，要使用多種措施對可靠性進(jìn)行保證。

5 結(jié)束語

電力系統(tǒng)對社會、經(jīng)濟(jì)和人們的生活有至關(guān)重要的影響。自動

化和繼電保護(hù)裝置是電網(wǎng)系統(tǒng)中的重點(diǎn)保護(hù)裝置，其可靠性對于整 個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行影響重大。在提高自動化和繼電保護(hù)設(shè)備 可靠性的基礎(chǔ)上，才能提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。因而， 研究電力系統(tǒng)中自動化和繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性有著積極的意義， 值得重視。

參考文獻(xiàn)

[1]黃為婷.電力系統(tǒng)中自動化與繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性[J].

電子制作，2013，24：246.

[2]陳曉湖.電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備及其自動化可靠性 研究[J].電子制作，2014，04：68.