基于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置可靠性的分析

王佳+徐堯

（1.南京國(guó)電南自美卓控制系統(tǒng)有限公司 江蘇 南京 210000；2.南京電力工程設(shè)計(jì)有限公司 江蘇 南京 210008）

摘 要：加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置能夠使電力的運(yùn)行速度得到提高，針對(duì)繼電保護(hù)的重要性，本文分析了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的可靠性。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)裝置；可靠性

前言：在電力系統(tǒng)中，確定繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的工作，電力企業(yè)需要采取相應(yīng)的措施提高繼電保護(hù)裝置的可靠性。

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的概述

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置的主要功能就是保護(hù)電路和電力基礎(chǔ)元件，一般被安裝在變電站或者斷路器上，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)運(yùn)行的狀況和發(fā)生故障的類(lèi)型控制斷路器進(jìn)行工作，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行不受進(jìn)一步影響。例如，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，一旦某一環(huán)節(jié)的電路或者基礎(chǔ)元件出現(xiàn)故障，可能會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行造成影響，繼電保護(hù)裝置就能及時(shí)發(fā)揮作用，將故障信息反饋給控制器，通過(guò)跳閘的方式保護(hù)電力系統(tǒng)不受到故障的進(jìn)一步影響，降低風(fēng)險(xiǎn)。但是，由于受到各種因素的影響，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行還是會(huì)受到一定的影響，無(wú)法持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。所以，提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性勢(shì)在必行。

2、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作的特征

繼電保護(hù)首先需要各類(lèi)機(jī)電裝置之間互相配合，各類(lèi)的繼電保護(hù)系統(tǒng)需要相輔相成才能為電力系統(tǒng)組建一個(gè)完善的整體保護(hù)系統(tǒng)，所以在對(duì)電力系統(tǒng)中的某一個(gè)保護(hù)裝置進(jìn)行可靠性分析的時(shí)候，除了要研究單個(gè)的繼電保護(hù)裝置之外，還要針對(duì)各個(gè)保護(hù)裝置的工作配合可靠性進(jìn)行分析。其次繼電器的元件在制造過(guò)程中，種類(lèi)較為復(fù)雜，制作工藝比較繁瑣，很容易造成故障并且比較隨意，所以如果要考察其可靠性時(shí)需要采用概率的方式進(jìn)行。繼電保護(hù)對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常重要，不過(guò)繼電系統(tǒng)是在電力系統(tǒng)發(fā)生電力故障時(shí)為系統(tǒng)提供保護(hù)工作，所以大部分時(shí)間里，繼電保護(hù)裝置是處在非連續(xù)性工作的狀態(tài)下的。

3、影響繼電保護(hù)裝置可靠性的因素

3.1人為操作的影響

在安裝繼電保護(hù)裝置的過(guò)程中，如果不能?chē)?yán)格按照繼電保護(hù)裝置的安裝要求進(jìn)行正確的線(xiàn)路連接及相關(guān)操作，會(huì)給繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。同時(shí)工作人員的責(zé)任意識(shí)和安全意識(shí)也十分重要，對(duì)繼電保護(hù)裝置的后期檢查維護(hù)也影響著繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性。

3.2電流互感器影響

電流互感器是繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮作用的重要元件，對(duì)裝置的運(yùn)行可靠性具有重要的影響。當(dāng)電流互感器出現(xiàn)飽和的情況時(shí)，會(huì)造成繼電保護(hù)裝置反應(yīng)遲鈍，甚至出現(xiàn)失靈的現(xiàn)象，降低了繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性，引起電力系統(tǒng)故障，出現(xiàn)大面積停電。

3.3裝置硬件的影響

繼電保護(hù)裝置的主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性與其自身的質(zhì)量有很大的關(guān)系。對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，導(dǎo)致制造出質(zhì)量不合格的繼電保護(hù)裝置，產(chǎn)品性能低下，降低了其運(yùn)行的可靠性。

3.4勵(lì)磁流通的影響

一般電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，其內(nèi)部線(xiàn)路都會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，繼電設(shè)備保護(hù)模式一般為電流速斷保護(hù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是根據(jù)最高流通電流，設(shè)定保護(hù)限制。但是如果靈敏度在1.2以上，動(dòng)作電流值會(huì)相對(duì)減少，特別是在部分過(guò)長(zhǎng)的線(xiàn)路當(dāng)中，動(dòng)作電流會(huì)更低。因此極有產(chǎn)生開(kāi)關(guān)重合閘現(xiàn)象，進(jìn)而影響保護(hù)裝置的可靠性。

3.5外部環(huán)境的影響

繼電保護(hù)裝置是一種較為精密的儀器，很容易受到外部環(huán)境因素的影響。例如空氣中存在著大量的粉塵和各種有害氣體，會(huì)破壞繼電保護(hù)裝置的相關(guān)元件，而且有害氣體還會(huì)腐蝕繼電保護(hù)裝置的電路板，引起氧化反應(yīng)，給裝置的性能造成影響。

4、提高繼電保護(hù)裝置可靠性的措施

4.1提高工作人員技能水平

提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性應(yīng)該將工作重心轉(zhuǎn)向以提高供電的可靠性為主，完善供電可靠性的相關(guān)規(guī)章制度和管理規(guī)范，建立科學(xué)合理的管理體系。繼電保護(hù)裝置相關(guān)的工作人員整體素質(zhì)不達(dá)標(biāo)，專(zhuān)業(yè)技能水平不足，是造成繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性不穩(wěn)定的主要原因之一。針對(duì)這種情況，就要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)工作人員的專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)和素質(zhì)教育，培養(yǎng)員工形成良好安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，切實(shí)提高工作人員對(duì)繼電保護(hù)裝置的故障處理能力和效率，并使工作人員養(yǎng)成定期檢查繼電保護(hù)裝置并進(jìn)行相關(guān)工作記錄的好習(xí)慣，降低繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障的可能性，進(jìn)一步提高發(fā)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性。

4.2提高裝置的智能化程度

智能化技術(shù)是具有劃時(shí)代意義的新發(fā)明，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)中。在電力系統(tǒng)中，智能化技術(shù)早已有所應(yīng)用。例如，已經(jīng)被人們廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的模糊邏輯和遺傳算法等先進(jìn)技術(shù)。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用智能化技術(shù)能夠取得明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅明顯地提高了繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性，而且還能夠通過(guò)控制繼電保護(hù)裝置連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間，提高繼電保護(hù)裝置的使用壽命。

4.3嚴(yán)格把關(guān)保護(hù)裝置驗(yàn)收

在正式運(yùn)行前，對(duì)繼電保護(hù)裝置的驗(yàn)收要進(jìn)行嚴(yán)格地把關(guān)，對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑囘\(yùn)行，進(jìn)行全面系統(tǒng)的質(zhì)檢工作，并請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行驗(yàn)收，這樣能夠有效地提高繼電保護(hù)裝置的安全性和運(yùn)行可靠性。在對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行一系列的試運(yùn)行、質(zhì)檢以及專(zhuān)業(yè)驗(yàn)收以后，填寫(xiě)完整的驗(yàn)收單據(jù)，并交由相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)，組織相關(guān)部門(mén)工作人員進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的保護(hù)以及斷電功能的實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)其安全性和正常運(yùn)行的可靠性，并對(duì)驗(yàn)收以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拆動(dòng)的元件和接線(xiàn)等恢復(fù)原位，保持待運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，在對(duì)繼電保護(hù)裝置的出廠(chǎng)設(shè)置進(jìn)行更改時(shí)，要仔細(xì)核對(duì)需要更改的數(shù)據(jù)和相關(guān)事項(xiàng)，將更改的內(nèi)容與時(shí)間登記在冊(cè)，以便后期檢查與維護(hù)使用。

4.4加強(qiáng)保護(hù)裝置技術(shù)創(chuàng)新

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，各種信息化、智能化技術(shù)水平不斷提高，給各行各業(yè)都帶來(lái)了良好的發(fā)展機(jī)遇。電力系統(tǒng)也在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下不斷發(fā)展與完善，所以，繼電保護(hù)裝置也應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，全面提高繼電保護(hù)裝置的性能和工作效率，以便適應(yīng)發(fā)展日益迅速的電力系統(tǒng)。首先，要根據(jù)繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的功能特性，通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)，不斷完善和提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性，增強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)力度；其次，積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，豐富繼電保護(hù)裝置的功能，如增加故障檢測(cè)、自動(dòng)恢復(fù)供電等功能，提高繼電保護(hù)裝置的利用率；同時(shí)，要不斷改進(jìn)繼電保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)，采用體積小、性能強(qiáng)、功耗低以及具有環(huán)保性的材料，提高繼電保護(hù)裝置的實(shí)用性；最后，要不斷提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性，使其能夠更好地發(fā)揮應(yīng)有的作用。

4.5避免外界環(huán)境電磁干擾

第一，濾波。在外接端子位置處連接一個(gè)電容器，以此來(lái)防范外界干擾源產(chǎn)生的消極影響。同時(shí)，為了避免浪涌電壓擊穿問(wèn)題的產(chǎn)生，還應(yīng)保障電容器耐壓能夠符合達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)內(nèi)部干擾問(wèn)題來(lái)說(shuō)，可以在組塊增設(shè)去耦電容，同時(shí)在微機(jī)保護(hù)插件當(dāng)中設(shè)置接地線(xiàn)，形成互相制約的網(wǎng)絡(luò)格局。第二，屏蔽?？梢栽谠O(shè)備與電源之間增加一個(gè)電導(dǎo)率較高的物理屏蔽層，形成一個(gè)高效的防護(hù)屏障，同時(shí)處理好接地問(wèn)題后，切斷磁場(chǎng)對(duì)電磁的干擾。如果外部磁場(chǎng)過(guò)強(qiáng)，可以選擇雙層屏蔽模式，實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)目標(biāo)，進(jìn)而增強(qiáng)屏蔽有效性。第三，接地。接地能夠?qū)⒏蓴_電流引入到大地中，以此來(lái)減少干擾信號(hào)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的消極影響。受到外部環(huán)境的影響，二次回路極易產(chǎn)生共模干擾，究其根本是受到變壓器繞組間耦合介質(zhì)的傳遞?；诖?，我們可以采取良好的接地方式，在初級(jí)與次級(jí)之間建立屏蔽層，以此來(lái)避免電壓的釋放，降低輸出端的干擾電壓。

5、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，繼電保護(hù)系統(tǒng)能否正常工作直接影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，電力企業(yè)必須保證繼電保護(hù)裝置的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]姬楠，高品.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性指標(biāo)探討[J].企業(yè)改革與管理，2015，（10）：207.

[2]崔玉華.電力繼電保護(hù)運(yùn)行及可靠性分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015， 17： 119.

作者簡(jiǎn)介：

王佳（1987-），男，本科，助理工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)。

徐堯（1986-），男，本科，助理工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、優(yōu)化運(yùn)行和電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)。