淺析電力繼電保護的運行可靠性

文/嚴志梅，國網(wǎng)湖南省電力公司華容供電分公司

隨著社會民眾生活水平的不斷提升，人們對電量的需求逐漸增加，這也就給電力系統(tǒng)帶來了源源不斷的經(jīng)營效益，因此，我國電力系統(tǒng)與社會民眾之間有著必然的聯(lián)系。繼電保護系統(tǒng)是我國電力系統(tǒng)中最為關鍵的系統(tǒng)，無論是電力系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、配電，還是變電、用電，都離不開繼電保護系統(tǒng)的重要功能作用。因此，需要綜合分析我國繼電保護系統(tǒng)的可靠性，并深度研究繼電保護系統(tǒng)在電網(wǎng)中的實際應用，從而確保電力系統(tǒng)能夠維系正常的電力運行與供應，切實為民眾的生產(chǎn)和生活提供安全、可靠的電力系統(tǒng)保障。

1 繼電保護系統(tǒng)可靠性概念

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站等多種設備，通過輸電線路連接而組成的復雜網(wǎng)絡，由于涉及的設備眾多，分布范圍廣泛，大部分設備裸露在外受到自然災害的影響，發(fā)生故障的可能性很大。在電力系統(tǒng)中，任何一個設備發(fā)生故障都會影響到整個網(wǎng)絡的正常運行，甚至會造成大面積斷點。而繼電保護裝置的作用就是持續(xù)監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對出現(xiàn)故障的設備進行迅速隔離，以保障系統(tǒng)的正常運行。

2 電力系統(tǒng)自動化繼電保護技術分析

2.1 系統(tǒng)內(nèi)部構造

繼電保護包含了非常多的類型，內(nèi)部構成大不相同，主要包含測量、邏輯以及執(zhí)行等基本模塊。不同的模塊之間呈相互聯(lián)系的關系，并且統(tǒng)一存在于繼電保護設備內(nèi)部，以此推動系統(tǒng)作用的發(fā)揮，也為電力的輸送提供支持。

2.2 系統(tǒng)特點

對于繼電保護技術而言，其本身具有非常顯著的特點，以此對電力系統(tǒng)的自動化運行提供支持，這種顯著的特征也能夠在實際應用過程中發(fā)揮良好的效果，能夠保證運行質(zhì)量，還能擴大應用范圍等。當前階段，我國在繼電保護技術方面已經(jīng)取得了非常顯著的發(fā)展，并且在相關技術的支持下，產(chǎn)品質(zhì)量也在逐漸提升，并且得到了社會的認可。除此之外，繼電保護技術也以其自身的新技術和實用的功能推動其發(fā)展，使得自動化水平逐漸提升，從而滿足工作的相關需求，對今后的發(fā)展具有非常廣闊的發(fā)展前景。

2.3 繼電保護技術價值

體現(xiàn)在實際運行的過程中，繼電保護技術在其中體現(xiàn)了非常關鍵的價值。當供電出現(xiàn)故障，且線路無法維持正常的運行時，便會通過繼電保護裝置的運用，自動將線路切斷，對供電系統(tǒng)進行及時保護，為供電運行的穩(wěn)定提供支持；如果電力系統(tǒng)維持正常運行，那么繼電保護技術則可以發(fā)揮監(jiān)視電路設備的效果，為相關人員提供準確的數(shù)據(jù)，以便電力系統(tǒng)的改進與完善，使電路運行更加穩(wěn)定。

3 電力系統(tǒng)繼電保護裝置運行可靠性指標

3.1 裝置可靠性指標

人們進行電力系統(tǒng)可靠性衡量的標準就是可靠性指標，主要包括時間指標、頻率指標和概率指標三種。如果系統(tǒng)發(fā)生故障，電力系統(tǒng)的繼電保護裝置就會自動啟用，在發(fā)生故障時間的平均時間就是其時間指標。頻率指標是在規(guī)定時間繼電保護裝置正確動作的次數(shù)和總動作之間的比值，它指的是一種正確動作值。而概率指標是預定時間設備系統(tǒng)實現(xiàn)其規(guī)定功能的一種概率，這一指標很大程度上代表了繼電保護裝置的可靠性。

3.2 運行可靠性指標

如果電力系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，電力系統(tǒng)的繼電保護裝置就可以及時完成故障的隔離，有效避免其對設備的損害。其中發(fā)生的故障模式主要有拒動和誤動兩種，如果斷路器發(fā)生故障，就會出現(xiàn)拒動模式，影響電力系統(tǒng)的正常運行。而且繼電保護和控制系統(tǒng)是組成輸配電系統(tǒng)的統(tǒng)一整體，一旦繼電保護系統(tǒng)發(fā)生故障，其控制系統(tǒng)也會受到影響，使得電力系統(tǒng)難以正常運行。繼電保護裝置的運行狀態(tài)有正確狀態(tài)和不正確狀態(tài)兩種，其運行可靠性指標有兩種：正確工作率和不正確工作率。在工作人員進行繼電保護裝置的設計、計算和調(diào)試后形成的一種正常的工作運行狀態(tài)就是正確工作狀態(tài)，其對應的指標是保護區(qū)中正確動作的次數(shù)。而不正確工作率與之相反，是故障拒動次數(shù)、正常狀態(tài)下的動作次數(shù)、保護區(qū)內(nèi)外的故障誤動作的總和。

4 繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析

4.1 繼電保護裝置

繼電保護裝置主要是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時執(zhí)行故障隔離操作，對被保護的元件進行隔離，確保其他線路可以得到正常運轉，避免故障區(qū)域對正常運行的線路產(chǎn)生影響。為此，在繼電保護系統(tǒng)可靠性分析時，首先需要對繼電保護裝置的可靠性進行分析，并用具體的數(shù)值來反映出裝置的可靠程度。在電力系統(tǒng)中對機電保護裝置可靠性分析的主要指標包括修復率、平均修復時間、可靠度和切換時間等。為確保裝置可靠性能良好，因將裝置各個方面性能進行綜合考慮，最終找出對裝置可靠性產(chǎn)生影響的因素和原因等，根據(jù)具體的原因和影響因素提出針對性的措施和設計相關保護措施，對于裝置中可能會對整體可靠性能產(chǎn)生影響的部位要定期進行維修和養(yǎng)護

4.2 故障樹分析法

目前在國際中對繼電保護裝置可靠性的分析主要是采用故障樹分析法來進行檢測，通過數(shù)學邏輯思維來構建分析過程，將繼電保護系統(tǒng)的特點直觀、清晰的展現(xiàn)出來。在繼電保護系統(tǒng)中主要硬件設施包括二次回路、電壓電力互感裝置、繼電保護通信裝置、繼電保護裝置等，通過故障樹分析法對裝置進行分組，具體分為斷路器失效和繼電保護失效兩個方面。根據(jù)故障樹分析法主要是利用數(shù)學概率分析法，通過精密計算來體現(xiàn)出繼電保護系統(tǒng)各個模塊概率重要性，其中保護裝置在繼電保護硬件各個模塊中概率重要性較大，大約占據(jù)總裝置各模塊比重的45%，其次依次是二次回路、T VTA、通信接口、斷路器和繼電保護輔助裝置。由此表明，保護裝置和二次回路在繼電保護裝置中所發(fā)揮的實際作用更大，一以發(fā)生故障也會對繼電保護裝置硬件產(chǎn)生較大的影響，當繼電保護裝置發(fā)生故障問題時，保護裝置和二次回路也是最容易出現(xiàn)故障的。

5 結束語

電力資源是我們生產(chǎn)生活中不可或缺的重要能源，支撐著我們的基礎生產(chǎn)生活。在電力系統(tǒng)繼電保護裝置中，要把握其運行可靠性的指標并通過指標指導其生產(chǎn)過程，提高電力系統(tǒng)的工作效率，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。