繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

陳振輝

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對供電可靠性要求越來越高，但在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，電力網(wǎng)的故障也時(shí)而會(huì)發(fā)生，這容易給人們的生產(chǎn)生活帶來影響，甚至?xí)斐芍卮蠼?jīng)濟(jì)損失。繼電保護(hù)系統(tǒng)作為人們生產(chǎn)生活中電力保護(hù)的第一道防線，其正常運(yùn)行對電力系統(tǒng)來說十分重要，因此繼電保護(hù)的可靠性和其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等內(nèi)容成為繼電保護(hù)系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容，為此本文針對繼電保護(hù)和繼電保護(hù)可靠性的內(nèi)容進(jìn)行闡釋，并總結(jié)繼電保護(hù)可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)和影響因素，并說明進(jìn)行繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估步驟和方法。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；可靠性；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；分析

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率不斷提高，運(yùn)行的復(fù)雜性和不確定性使得電力系統(tǒng)的二次自動(dòng)裝置配置要求不斷提高，繼電保護(hù)系統(tǒng)作為電網(wǎng)安全運(yùn)行的第一道保護(hù)屏障，一旦出現(xiàn)故障或缺陷，就會(huì)對電網(wǎng)造成極大的影響，繼電保護(hù)設(shè)備的不正確動(dòng)作，將導(dǎo)致電網(wǎng)輸送的功率錯(cuò)誤，引起大范圍的停電現(xiàn)象，為此針對繼電保護(hù)的可靠性研究必不可少。本文主要對繼電保護(hù)以及繼電保護(hù)的可靠性含義進(jìn)行了闡釋，并總結(jié)分析了繼電保護(hù)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，最后說明繼電保護(hù)可靠性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法。

一、繼電保護(hù)以及繼電保護(hù)可靠性的含義

（一）繼電保護(hù)的概念

繼電保護(hù)是對電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測的設(shè)備裝置，繼電保護(hù)根據(jù)電流量的異常增加、電壓異常降低以及測量抗組異常等電氣量變化來判斷電氣單元的運(yùn)行是否處于正常的狀態(tài)，一旦發(fā)生故障，繼電保護(hù)會(huì)根據(jù)相應(yīng)的判斷切斷電氣單元的故障點(diǎn)操作，并及時(shí)發(fā)出安全的警報(bào)，以此保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果繼電保護(hù)的運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤，對電網(wǎng)系統(tǒng)中的故障點(diǎn)判斷錯(cuò)誤，就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的電力事故。

（二）繼電保護(hù)可靠性的概念

根據(jù)我國《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的定義，繼電保護(hù)可靠性指的是“保護(hù)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作”，也就是指繼電保護(hù)系統(tǒng)不拒動(dòng)并不誤動(dòng)。繼電保護(hù)可靠性包括兩種內(nèi)容，一是繼電保護(hù)系統(tǒng)的可依賴性，二是繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性。繼電保護(hù)系統(tǒng)的可依賴性指的是，繼電保護(hù)能夠保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作，在電力系統(tǒng)產(chǎn)生問題時(shí)，繼電保護(hù)能夠馬上傳遞信號(hào)或者自動(dòng)跳閘，對故障點(diǎn)進(jìn)行阻斷；繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性指的是，在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤操作的狀態(tài)下，繼電保護(hù)系統(tǒng)不會(huì)實(shí)施不正確的動(dòng)作。[1]

對于繼電保護(hù)可靠性進(jìn)行研究，使其能夠在關(guān)鍵的時(shí)候不出差錯(cuò)，保證不拒動(dòng)、不誤動(dòng)，還應(yīng)對繼電保護(hù)系統(tǒng)存在的缺陷信息進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)，對繼電保護(hù)系統(tǒng)的缺陷率、拒動(dòng)率、誤動(dòng)率等數(shù)值較高的內(nèi)容應(yīng)該進(jìn)行深入的分析，繼電保護(hù)的可靠性長期表現(xiàn)和短期運(yùn)行的角度進(jìn)行預(yù)測，并從各種方面進(jìn)行評(píng)估分析，不斷改進(jìn)繼電保護(hù)裝置，提高繼電保護(hù)的可靠性。

二、繼電保護(hù)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)

分析繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作原理，將拒動(dòng)和誤動(dòng)作為主線，在設(shè)備可靠性、系統(tǒng)完整度以及功能可靠性等方面選取繼電保護(hù)可靠性的指標(biāo)，通常來說，進(jìn)行繼電保護(hù)可靠性分析的評(píng)價(jià)指標(biāo)分為以下三種：第一種是概率表示，將電力元器件、繼電保護(hù)設(shè)備或者系統(tǒng)的運(yùn)行在額定時(shí)間或者規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定功能的幾率；第二種是時(shí)間表示，其中較為重要的項(xiàng)目是MTTF和MTBF，其中MTTF指的是從應(yīng)用電力設(shè)施到電力設(shè)施出現(xiàn)故障的平均時(shí)間，MTBF指的是故障的平均時(shí)間等；[2]第三是頻率表示，指的是在鐵定的實(shí)踐內(nèi)電力設(shè)備發(fā)生錯(cuò)誤操作和總操作次數(shù)之間的次數(shù)比。在制定繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)時(shí)，除了能夠體現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備本身的性能，還需要考慮繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的各方面環(huán)境條件。

三、影響繼電保護(hù)可靠性的因素

（一）繼電保護(hù)裝置自身因素

繼電保護(hù)設(shè)備可分為主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)等不同的類別，不同的繼電保護(hù)在運(yùn)行時(shí)按照不同的邏輯保護(hù)原理，因此具有不同的保護(hù)功能和范圍，這導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的可靠性運(yùn)行有所不同。

（二）電磁干擾

電子通訊的快速發(fā)展，使得微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛，危機(jī)保護(hù)能夠保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，但由于微機(jī)保護(hù)裝置的硬件和軟件受到電磁干擾，對繼電保護(hù)裝置的可靠性產(chǎn)生一定的影響。

（三）外部環(huán)境

溫度和濕度的變化會(huì)影響機(jī)械設(shè)備的材料性能，如溫度變化對元器件涂層和填充料的泄露情況產(chǎn)生較大的影響，而濕度會(huì)使得裝置的機(jī)械性能、化學(xué)性能造成一定的影響，最終影響繼電保護(hù)裝置的可靠性。

（四）濾波

濾波技術(shù)能夠?yàn)V除電源的干擾，將接線端子串入，使得外接端子對地接一個(gè)適量的電容器，進(jìn)行干擾源的抑制，同時(shí)也能滿足電容器的耐壓要求。[3]

四、繼電保護(hù)可靠性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

（一）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的定義和方法

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是對風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生后造成的影響和損失進(jìn)行的評(píng)估，評(píng)估的主要方面包括事件帶來的不利影響、對風(fēng)向的識(shí)別操作、進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的消減、同時(shí)針對不同風(fēng)險(xiǎn)建立控制的優(yōu)先等級(jí)、對所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)與發(fā)生的概率進(jìn)行評(píng)價(jià)，并采取相應(yīng)消減風(fēng)險(xiǎn)的措施。

在電力系統(tǒng)中進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的常用方法包括模擬法和解析法。模擬法是按照相應(yīng)的流程步驟對電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各種狀況進(jìn)行模擬，并利用算計(jì)模擬相對真實(shí)的過程，再利用實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的可靠性計(jì)算。解析法是根據(jù)電力系統(tǒng)的元器件參數(shù)構(gòu)建繼電保護(hù)裝置的可靠性數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行相應(yīng)的可靠性計(jì)算。模擬法和解析法各有優(yōu)缺點(diǎn)，模擬法能夠適應(yīng)大型的電力系統(tǒng)計(jì)算要求，同時(shí)具備較高的精度，有利于解決復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性問題，而解析法具有明確的邏輯關(guān)系，但數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建存在著一定的困難，導(dǎo)致解析法無法應(yīng)用于大型復(fù)雜系統(tǒng)的計(jì)算中。

（二）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的步驟

進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)對安全事故的危害有全面的認(rèn)知和了解，然后進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的控制。進(jìn)行危險(xiǎn)識(shí)別是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要內(nèi)容，對繼電保護(hù)可靠性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中危險(xiǎn)識(shí)別包括以下幾個(gè)方面：繼電保護(hù)中的危險(xiǎn)材料識(shí)別、掌握危險(xiǎn)工序、對用電操作進(jìn)行安全的檢查、進(jìn)行工作場地的整理、對工作環(huán)境中存在的安全隱患進(jìn)行識(shí)別、測試安全事故的警報(bào)裝置等。

其中主要的危險(xiǎn)材料是一些易燃易爆的材料，要對這些材料的數(shù)量和存放位置進(jìn)行規(guī)劃和控制；識(shí)別危險(xiǎn)工序則是針對繼電保護(hù)中容易產(chǎn)生安全事故的操作，確定高溫高空等作業(yè)的工序，并采取相應(yīng)的措施，防患于未然；檢查用電安全則是對電氣設(shè)備的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，電線是否老化、插座是否超負(fù)荷等；同時(shí)還要對工作場地進(jìn)行相應(yīng)的整理和檢查，盡量排除安全隱患，并制定安全事故應(yīng)急計(jì)劃，將事故發(fā)生造成的損失降到最低。

結(jié)論

繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的第一道防線，繼電保護(hù)的可靠性對和其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等對電力系統(tǒng)的良好工作由重要的影響，通過對繼電保護(hù)裝置本身不斷改進(jìn)、為其提供良好的工作環(huán)境、減少電磁干擾等措施，提高繼電保護(hù)的可靠性，進(jìn)行繼電保護(hù)可靠性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，識(shí)別其中的危險(xiǎn)材料、危險(xiǎn)工序、進(jìn)行安全檢查等，以降低工作環(huán)境中的干擾因素，提高繼電保護(hù)的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉飛快.繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究[J].價(jià)值工程，2014，（15）：58-59.

[2]初曉晨.繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].中國高新技術(shù)企業(yè)（中旬刊），2016，（11）：136-137.

[3]潘萬鵬，房艷.繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究[J].黑龍江科學(xué)，2013，（12）：99.endprint