電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動化裝置的可靠性探討

曾旭

【摘 要】繼電保護(hù)與自動化裝置在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)檫@兩者的共同作用，使得電力系統(tǒng)在出現(xiàn)故障的第一時(shí)刻就能被識別出來，并得到保護(hù)，進(jìn)而使電力系統(tǒng)供電可靠，不至于使共電網(wǎng)癱瘓，影響供電效率。在發(fā)電站中，相關(guān)的操作人員務(wù)必要對繼電保護(hù)以及自動化裝置重視起來，保證其一直處于正常的工作狀態(tài)。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；自動化裝置；可靠措施

1 電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)

1.1 繼電保護(hù)及其基本任務(wù)

繼電保護(hù)因借助有觸電的繼電器發(fā)揮保護(hù)作用而得名，主要的作用對象就是其作用范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)以及變壓器、輸電線路等元件[1]。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，其本身以及相關(guān)的元件都會受到繼電器的實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)控，所以當(dāng)其中任何一部分不能發(fā)揮正常的功能時(shí)，繼電器就會接收到相關(guān)的信號，繼而對故障部分采取應(yīng)急措施，將故障部分與正常部分隔離開，如此，電力系統(tǒng)運(yùn)行不會受到任何負(fù)面影響，這就是繼電保護(hù)的主要表現(xiàn)。發(fā)電站中的電力系統(tǒng)承擔(dān)著滿足大范圍區(qū)域內(nèi)用電需求的責(zé)任，所以要保證其正常運(yùn)行，需要好幾套保護(hù)功能發(fā)揮程度比較高、對故障能快速反應(yīng)的繼電保護(hù)裝置。

1.2 繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)

繼電保護(hù)的可靠性是指在保護(hù)對象發(fā)生故障的關(guān)鍵時(shí)刻，能在第一時(shí)間發(fā)揮保護(hù)作用，將影響控制在最低，而不是在發(fā)生故障后，不能及時(shí)感應(yīng)，使電力系統(tǒng)工作效率降低。這是電力系用運(yùn)用繼電保護(hù)的主要目的，這也是繼電保護(hù)的基本功能。繼電保護(hù)可靠性和保護(hù)裝置自身質(zhì)量以及繼電保護(hù)系統(tǒng)功能發(fā)揮程度有關(guān)。繼電保護(hù)可靠性可以簡單概括為不拒動，不誤動[2]。繼電保護(hù)可靠性并不能直觀的變現(xiàn)出來，所以要研究其是否可靠，還要分析相關(guān)參數(shù)，也可以說對可靠性特征量進(jìn)行分析研究。主要的方法有故障樹分析法、馬爾科夫模型法等。繼電保護(hù)裝置有好幾種類型，有的是一次性產(chǎn)品，指發(fā)生故障就等于使用周期到限的設(shè)備，有的是多次性產(chǎn)品，指發(fā)生故障，維修后可繼續(xù)使用，維修后的設(shè)備功能會減弱，所以其使用次數(shù)是有限的，只能使用兩次。繼電保護(hù)可靠性的指標(biāo)有三種，其一是平均壽命和平均無故障工作時(shí)間，前者主要針對對象是一次性產(chǎn)品，指的是在使用周期到限之前，設(shè)備的平均工作時(shí)間。后者針對多次性產(chǎn)品，指的是設(shè)備在報(bào)廢之前，在無故障時(shí)間內(nèi)平均的工作時(shí)間。其二是成功率，指的是實(shí)驗(yàn)?zāi)M電力系統(tǒng)運(yùn)行中需要的元件，將繼電保護(hù)裝置作用于其上，手動使元件發(fā)生故障，看繼電保護(hù)的反應(yīng)時(shí)間以及解決時(shí)間是否在電力系統(tǒng)運(yùn)行允許范圍內(nèi)，是否真正起到保護(hù)作用。經(jīng)多次試驗(yàn)，得到繼電保護(hù)裝置在規(guī)定條件下，發(fā)揮保護(hù)作用的概率。其三是有效度，在電力系統(tǒng)中，自動化裝置輔助繼電保護(hù)裝置，共同為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行起保護(hù)作用，所以還要看自動化裝置的可靠性，可以根據(jù)兩則的綜合指標(biāo)來判斷其功能發(fā)揮程度。

1.3 提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性的措施

主要有兩種，其一是完善硬件冗余設(shè)計(jì)，冗余往往指多余的相關(guān)硬件設(shè)計(jì)，在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)硬件冗余，是在對相關(guān)的繼電保護(hù)裝置作備份，如此，某個(gè)繼電保護(hù)裝置如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成不了保護(hù)功能，作為備份的冗余裝置就有了用武之地，冗余和故障裝置擁有同樣的性能和功能，所以可以代替故障裝置完成保護(hù)任務(wù)。有了冗余設(shè)計(jì)，繼電保護(hù)裝置出錯(cuò)也無傷大雅，這就是容錯(cuò)技術(shù)。

其二是提高裝置的可靠性。就是保證其靈敏性，能準(zhǔn)確判斷電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的現(xiàn)狀，并及時(shí)給出相應(yīng)的反應(yīng)。要使裝置可靠性得到保障，還要對相關(guān)的特征指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，使特征值滿足可靠要求，其中正確率指標(biāo)要考慮到區(qū)外故障。在計(jì)算的過程中，相關(guān)人員要做好復(fù)核，確保其準(zhǔn)確性，以便操作人員對其作出相應(yīng)措施。繼電保護(hù)裝置主要對電力系統(tǒng)及其元件發(fā)揮保護(hù)作用，但為了使電力系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠，還要做雙重保障，即利用輔助保護(hù)配套裝置，使自動控制回路以及二次繼電保護(hù)作為其作用對象，在所有設(shè)備運(yùn)行過程中，相關(guān)人員還要對其做好監(jiān)控工作，保證其輔助作用能一直得到發(fā)揮。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的自動化裝置

繼電保護(hù)裝置在發(fā)現(xiàn)故障的第一時(shí)刻，就能準(zhǔn)確將故障部分與非故障部分分隔開，這些功能的發(fā)揮不是人為操作的，是系統(tǒng)自動進(jìn)行的，能做到這些的是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的自動化裝置。就是借助自動化裝置，電力系統(tǒng)中的所有參數(shù)才能得到繼電保護(hù)的監(jiān)控與分析，才能在發(fā)現(xiàn)參數(shù)值發(fā)生變化時(shí)，作出應(yīng)急反應(yīng)，電力系統(tǒng)及其相關(guān)元件才能保持正常的工作狀態(tài)。繼電保護(hù)裝置與自動化裝置的可靠性指標(biāo)還是有點(diǎn)差異的。自動化裝置的特征量主要是平均無故障時(shí)間與有效度，有效度又和平均修復(fù)時(shí)間有關(guān)，所以自動化裝置是否可靠，平均修復(fù)時(shí)間是一定要準(zhǔn)確計(jì)算的。自動化裝置和繼電保護(hù)裝置一樣，可靠性也需要進(jìn)行分析。其分析有四方面。

其一，在自動裝置啟動之前，相關(guān)人員要對其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，在啟動后，要將其反應(yīng)以及運(yùn)行狀況記錄下來，作為參考依據(jù)。另外，對于裝置本身來講，參數(shù)設(shè)定如果出現(xiàn)紕漏，會直接影響其性能發(fā)揮情況，也會對繼電保護(hù)裝置功能發(fā)會產(chǎn)生負(fù)面影響，所以務(wù)必要做好前期設(shè)定工作。自動化裝置的使用方法以及功能說明資料、設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)的數(shù)據(jù)文件是自動化裝置功能發(fā)揮程度的判斷依據(jù)，相關(guān)人員也要加強(qiáng)對其的研究[4]。

其二，裝置在正式使用之前，都是要經(jīng)過多次試驗(yàn)，驗(yàn)證其功能成功發(fā)揮概率，相關(guān)人員要做好記錄，以便總結(jié)運(yùn)行規(guī)律，以及使裝置潛在的故障隱患在試驗(yàn)期間就能被發(fā)掘出來，及時(shí)解決，這樣在實(shí)際的運(yùn)用中，才不會產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響，成功率也能大一些。

其三，城市化進(jìn)程加快，各種用電設(shè)備層出不窮，用電需求逐漸增加，所以為了滿足用戶的用電需求，不使電網(wǎng)因?yàn)橛秒娏吭黾佣c瘓，電力系統(tǒng)整體功能得到了優(yōu)化和改善，當(dāng)然責(zé)任也增大。要保證電力系統(tǒng)不罷工，就要對其繼電保護(hù)裝置以及自動化裝置進(jìn)行改善和優(yōu)化，使其能滿足新時(shí)期電力系統(tǒng)的要求。

其四，繼電保護(hù)裝置及自動化裝置保持正常，是電力系統(tǒng)對其的基本條件，但是當(dāng)其發(fā)生故障的第一時(shí)間，維修人員不能直觀地看出來，只有電力系統(tǒng)運(yùn)行受到影響，相關(guān)元件損壞，維修人員才能發(fā)現(xiàn)，這對電力系統(tǒng)以及繼電保護(hù)裝置來說是不利的，所以還要對繼電保護(hù)裝置設(shè)置檢測器，主要對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。常用的檢測方式是紅外熱成像技術(shù)、變壓器繞組變形測試等[5]。

3 結(jié)語

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動化裝置的重要性上文已經(jīng)講述，相關(guān)人員務(wù)必要對其做好實(shí)時(shí)監(jiān)控措施，使這種保護(hù)裝置永遠(yuǎn)處于工作狀態(tài)，能在電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮保護(hù)作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]林捷.淺析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動化裝置的可靠性[J].低碳世界，2017，（13）：75-76.

[2]任洋，滕巍，張笑時(shí).電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動化裝置的可靠性分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，（22）：18-19.

[3]王翰，嚴(yán)進(jìn)偉.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動化裝置的可靠性分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，（03）：161-162.

[4]劉智香，常勇.芻議電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動化裝置的可靠性[J].科技風(fēng)，2012，（16）：30.

[5]劉云根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動化裝置的可靠性分析[J].機(jī)電信息，2012，（24）：17+19.

[責(zé)任編輯：張濤]