對繼電保護(hù)可靠性及風(fēng)險評估探究

王潤培

摘要：繼電保護(hù)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)中的不正常電壓、不穩(wěn)定電流等有著監(jiān)測作用，并能夠自動對其識別出的故障點進(jìn)行切斷處理，使電力系統(tǒng)能夠安全的運行。隨著技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中出現(xiàn)越來越多的大容量、高電壓的設(shè)備，這些設(shè)備的運用使得繼電保護(hù)越發(fā)的重要。繼電保護(hù)直接關(guān)系到電力系統(tǒng)中的故障能夠快速、高效的解決，也直接影響著電力能源能否高效的利用。本文對繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險評估進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；可靠性；風(fēng)險；評估

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)運行時的一項監(jiān)測保護(hù)功能，該功能可以在電力系統(tǒng)運行時對其內(nèi)部的電壓、電流、抗阻等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)不正常的電壓、電流、抗阻時可以判定其保護(hù)的電氣單元是否在正常的運行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)故障則可以自動判定并切斷故障發(fā)生點。繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)正常運行的重要保障，在其對故障點進(jìn)行自動判斷和切斷后會將警報信息反饋給值班人員，及時的將故障排除。如果繼電保護(hù)出現(xiàn)風(fēng)險對電力系統(tǒng)運行安全作出錯誤的判斷，實施了錯誤的保護(hù)措施，就會引發(fā)電力事故，因此針對繼電保護(hù)可靠性進(jìn)行研究并對其進(jìn)行風(fēng)險評估是極有意義的。

1、繼電保護(hù)的可靠性及評估指標(biāo)

1.1繼電保護(hù)的可靠性

繼電保護(hù)的可靠性是指在電力系統(tǒng)需要其發(fā)揮作用時能夠及時的發(fā)揮保護(hù)作用，而電力系統(tǒng)正常運行時不會發(fā)生誤判。簡而言之，電力系統(tǒng)需要繼電保護(hù)來保證其正常運行，一旦其保護(hù)的區(qū)域發(fā)生電氣設(shè)備故障，其能夠?qū)⒐收宵c及時的切斷，并向值班人員發(fā)出警報，即不發(fā)生拒絕動作；但是其保護(hù)的區(qū)域在正常運行，繼電保護(hù)就不會發(fā)生誤判，不會因為自身問題做出切斷電路影響電力系統(tǒng)正常運行的動作，即不發(fā)生不正確動作。繼電保護(hù)出現(xiàn)拒絕動作和不正確動作時可能并非是繼電保護(hù)本身的可靠性出現(xiàn)問題，但是針對繼電保護(hù)可靠性的研究是為了使其能夠保證電力系統(tǒng)運行，因此要對整個繼電保護(hù)系統(tǒng)中容易發(fā)生拒絕動作、不正確動作和相關(guān)漏洞進(jìn)行統(tǒng)計，最后用于對繼電保護(hù)裝置可靠性的分析。

現(xiàn)階段，對繼電保護(hù)可靠性測算主要是通過狀態(tài)空間法、故障樹法、CO法、Markov法等。對繼電保護(hù)可靠性研究需要立足于后果和過程兩個層面進(jìn)行，對繼電保護(hù)可靠性進(jìn)行全方位的預(yù)估。

1.2繼電保護(hù)可靠性評估指標(biāo)

繼電保護(hù)可靠性主要是通過兩個方面來體現(xiàn)：不正確動作、拒絕動作，因此研究繼電保護(hù)可靠性也主要從以下兩個方面進(jìn)行。電力系統(tǒng)功能可靠性、設(shè)備可靠性、系統(tǒng)完整度等是電力系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)。綜合電力系統(tǒng)及繼電保護(hù)對可靠性的相關(guān)要求，可以制定出以下指標(biāo)對電力設(shè)備可靠性進(jìn)行評估：概率表示，在規(guī)定的時間內(nèi)，電力元器件、電力系統(tǒng)完成相應(yīng)功能的幾率；時間表示，利用MTTF表示電力設(shè)施到其出現(xiàn)故障的平均時間，利用MTBF表示電力設(shè)施故障的平均時間；頻率表示，是指電力設(shè)施非錯誤動作和動作總和的次數(shù)比。同時，制定繼電保護(hù)可靠性指標(biāo)除需要考慮繼電保護(hù)本身功能外，還要考慮其發(fā)揮作用的環(huán)境條件及使用限制。

2、影響繼電保護(hù)可靠性的原因

2.1繼電保護(hù)裝置本身質(zhì)量缺陷

部分繼電保護(hù)裝置廠家處于利益的考慮，在生產(chǎn)繼電保護(hù)裝置時未嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行制造，最后生產(chǎn)出一些不合格的繼電保護(hù)裝置，這些不合格的繼電保護(hù)裝置本身就存在質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致繼電保護(hù)可靠性較低，無法發(fā)揮出應(yīng)用的作用。同時，企業(yè)工作人員缺少責(zé)任心，對繼電保護(hù)裝置安裝驗收時沒有根據(jù)制度進(jìn)行二次檢查，這也會為繼電保護(hù)裝置的可靠性留下了隱患，可能會使有缺陷的繼電保護(hù)裝置進(jìn)入到電力系統(tǒng)中。

2.2電磁波干擾

微機保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中運用較多的一種繼電保護(hù)裝置，該裝置操作簡單、正確性高。微機保護(hù)裝置有較高的市場占有率，但是其存在一種缺陷，使用微機保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)進(jìn)行安全保證時會產(chǎn)生電磁場，電磁波會對繼電保護(hù)可靠性形成干擾。

2.3繼電保護(hù)裝置硬件

繼電保護(hù)裝置本質(zhì)上就是一個包含軟件和電子設(shè)備的整體。如果這個整體中的電子元件因為老化等問題被損壞，就會影響到繼電保護(hù)裝置這個整體的可靠性，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置無法發(fā)揮出應(yīng)有的作用。目前常用的繼電保護(hù)裝置有全數(shù)字化的保護(hù)裝置和微機保護(hù)裝置，全數(shù)字化的繼電保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)比微機保護(hù)裝置的更為簡單，但是全數(shù)字繼電保護(hù)裝置的可靠性方面有一些問題，一旦其光口因為發(fā)熱等因素發(fā)生故障，就會影響到跳閘輸出和采樣值輸出，導(dǎo)致拒絕動作發(fā)生，影響到裝置的可靠性。

繼電保護(hù)裝置硬件系統(tǒng)可靠性還會受到其運行環(huán)境和設(shè)備維護(hù)水平的影響。如果運行環(huán)境中的溫度不斷發(fā)生變化、濕度過大等都會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的電氣元件涂層發(fā)生龜裂和脫落，使得這些電氣元件的電氣性能被嚴(yán)重影響，最后導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置整體可靠性降低。不同種類的繼電保護(hù)裝置對于環(huán)境的適應(yīng)能力也有所不同，可以根據(jù)繼電保護(hù)裝置工作的環(huán)境選擇適合的保護(hù)裝置。

2.4繼電保護(hù)裝置軟件

軟件是繼電保護(hù)裝置的核心，硬件設(shè)施是為軟件搭建實現(xiàn)功能的平臺，軟件是使硬件設(shè)施發(fā)揮功能的關(guān)鍵。繼電保護(hù)裝置軟件的可靠性直接影響到繼電保護(hù)裝置能否正常發(fā)揮作用，其應(yīng)用系統(tǒng)、原理性能、輸入系統(tǒng)等都會對繼電保護(hù)可靠性產(chǎn)生影響。

3、繼電保護(hù)系統(tǒng)風(fēng)險評估

對風(fēng)險發(fā)生的概率和風(fēng)險后會帶來的損失和影響進(jìn)行預(yù)測，就是風(fēng)險評估。對繼電保護(hù)進(jìn)行風(fēng)險評估需要對繼電保護(hù)風(fēng)險事故發(fā)生的概率，以及繼電保護(hù)發(fā)生風(fēng)險事故后帶來的消極影響加以綜合考慮。這樣既能夠?qū)^電保護(hù)進(jìn)行風(fēng)險評估，也可以對整個電力系統(tǒng)的運行風(fēng)險進(jìn)行評估。當(dāng)前對繼電保護(hù)進(jìn)行風(fēng)險評估主要是采用模擬法和解析法，因為相比其它風(fēng)險評估方法這兩種風(fēng)險評估方法的可靠性更好。模擬法原理簡單適合用于大型系統(tǒng)可靠性評估，解析法相對模擬法精確度更高，但是利用解析法進(jìn)行風(fēng)險評估時需要監(jiān)理數(shù)學(xué)模型，因此不利于進(jìn)行大型系統(tǒng)可靠性的評估。因為模擬法和解析法可以優(yōu)勢互補，因此常將兩種方法結(jié)合運用，得到更加準(zhǔn)確的評估效果。

4、結(jié)語

繼電保護(hù)對于電力系統(tǒng)的正常運行，保障電力的穩(wěn)定供應(yīng)有著重要的意義，可以讓人們用上更加穩(wěn)定的電力資源。因此對繼電保護(hù)進(jìn)行可靠性及風(fēng)險評估有著重要的價值。