談電力系統(tǒng)中繼電保護與自動化裝置的可靠性

李德清 李娜

摘要：如今，社會經(jīng)濟獲得了快速的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得人們對電力資源的需求量越來越大，這也提升了對電力系統(tǒng)運行的要求。而電力系統(tǒng)的安全運行，和繼電保護有著很大的關(guān)系。繼電保護屬于電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，在電力系統(tǒng)中起到了重要的作用。此外，科技在不斷進步，各種先進的自動化設(shè)不斷涌現(xiàn)。在電力系統(tǒng)中也采用了自動化裝置，提高了工作的穩(wěn)定性、可靠性。本文針對電力系統(tǒng)中繼電保護與自動化裝置的可靠性進行分析，希望能為廣大的相關(guān)工作者提供一些參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護;自動化裝置;可靠性

近年來，伴隨社會經(jīng)濟發(fā)展速度的加快，人們生活質(zhì)量水平顯著提高，在生產(chǎn)與生活中對電能的需求逐漸增加，使得電力系統(tǒng)的容量與供電范圍不得不改進并實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。另外，在風(fēng)能與太陽能等多種新型能源普遍應(yīng)用的同時，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性特征更加突出。通過對繼電保護與自動化裝置的合理化使用，可以實現(xiàn)電網(wǎng)安全運行。但為不斷增強電力系統(tǒng)安全性，仍要以繼電保護裝置為基礎(chǔ)創(chuàng)建新型評價機制。由此可見，深入研究并分析電力系統(tǒng)中繼電保護與自動化裝置的可靠性具有一定的現(xiàn)實意義。

1 提升電力系統(tǒng)繼電保護與自動化裝置可靠性的重要作用

第一，繼電保護和自動化裝置可靠性的提高能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運行中的問題及時發(fā)現(xiàn)，進而合理選用斷路器，盡快切斷存在問題的電力系統(tǒng)。第二，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，即可通過信號自動發(fā)送的方式告知技術(shù)工作人員，在及時處理的基礎(chǔ)上，也為系統(tǒng)可靠運行提供了必要保障。第三，繼電保護、自動化裝置在與其他系統(tǒng)配合與協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，能夠清除系統(tǒng)內(nèi)部短暫故障。根據(jù)以上分析，伴隨現(xiàn)代供電范圍的擴大與供電容量的增加，不斷提高電力運行可靠性的重要作用逐漸突顯出來，為電力系統(tǒng)正常運行奠定堅實基礎(chǔ)。

2 電力系統(tǒng)中繼電保護與自動化裝置的可靠性

2.1 選擇切斷故障點

故障點指的是自動化裝置為保證電力系統(tǒng)正常運行，選擇解決故障問題的位置點。繼電裝置因其特殊的輸入特征量而比較復(fù)雜，在實際工作時主要按照如圖1所示的指標判斷故障點。由圖1可知，繼電保護裝置有多項可靠性指標，可維修部分的成功率表示在特定條件下，繼電保護可以完成特定功能的概率。計算無故障工作時間的平均值，繼電保護裝置會針對電力系統(tǒng)中不同種類的故障調(diào)節(jié)自身工作時間，自動調(diào)節(jié)對不可修復(fù)產(chǎn)品的作用時間，避免在電力系統(tǒng)中不可修復(fù)部分過度浪費工作時間。有效度指標表示的是自動化裝置與電力系統(tǒng)之間的故障關(guān)系。

在自動化裝置電子式互感器的可靠性不低于常規(guī)電磁型互感器的前提下，隨著電力系統(tǒng)長時間運行，自動化裝置故障的修復(fù)率與常規(guī)互感器作用相等，二次回路采用了通信網(wǎng)絡(luò)代替銅電纜，其間指標大小發(fā)生驟變，表示故障的發(fā)生，例如基本指標成功率在不可修護的前提下，以正常成功率數(shù)值為基準，數(shù)值比正常數(shù)值大時，在距離電力系統(tǒng)近處的500 m內(nèi)，自動化裝置會任意選擇一點切斷電纜，保護電力系統(tǒng)的正常運行。當數(shù)值小于基本數(shù)值時，繼電保護裝置會選擇大于500 m某處的電纜為故障點。在可維修部分，繼電保護與自動化裝置也會自動比較指標數(shù)值的變化，但此時自動化裝置會選擇一個故障點去修護，而不是采取切斷電纜的操作。

這種依據(jù)故障指標判斷電力系統(tǒng)故障的方式，得到判斷指標與電力系統(tǒng)正常運行指標的大小關(guān)系，以此推測故障的發(fā)生點，促使自動化裝置選擇故障切斷點，維持電力系統(tǒng)的正常運行，增強了繼電保護自動化裝置的可靠性。

2.2 評價保護裝置靈敏度

繼電保護及自動化裝置內(nèi)含有靈敏模塊，內(nèi)置一個電子式互感器，這種電子式互感器使用了多個獨特的光纖輸入/輸出口。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，多個光口的發(fā)熱量會影響電子式互感器的采樣值，采樣值會傳輸至繼電保護裝置中，自動化裝置會執(zhí)行備用切換操作，將保護裝置自動調(diào)節(jié)到合適的冗余方式。繼電保護及自動化裝置分析采樣值的變化規(guī)律，將其作為參考，找到電力系統(tǒng)中各個線路以及母線的故障部位，自動使用繞組變形測試判斷保護裝置的靈敏性，得到對應(yīng)的靈敏度情況。

此時繼電保護及自動化裝置采用優(yōu)化評價方式評價靈敏度，當靈敏度發(fā)生偏差時，繼電保護自動化裝置會改變硬件設(shè)備的冗余方向，自動變更硬件的容錯技術(shù)，采用多表計數(shù)，切換電力系統(tǒng)的電纜連接方式?；蚴鞘褂脗溆昧慵嵘`敏模塊的可用度及誤動率，當靈敏模塊中某個繼電保護裝置出現(xiàn)了錯誤行為時，靈敏模塊依舊可以檢測電力系統(tǒng)是否正常運行。繼電保護裝置也依舊可以繼續(xù)評價電力系統(tǒng)保護裝置的靈敏性。

2.3 短時間切除故障設(shè)備

電力系統(tǒng)在正常運行過程中，其中的某項設(shè)備會突然發(fā)生故障，此時繼電自動化裝置會在最快速度內(nèi)感知到設(shè)備故障發(fā)生位置，依據(jù)故障位置信息以及故障模式，將兩種信息轉(zhuǎn)化為信號提示給工作人員。在故障不嚴重時，繼電裝置會自行修復(fù)故障設(shè)備，在短時間內(nèi)切除電力系統(tǒng)中的故障設(shè)備，然后將更換成功的信號發(fā)送到管理人員的監(jiān)管口，提示電力系統(tǒng)已正常運行。當故障嚴重時，繼電設(shè)備除了向電力系統(tǒng)管理人員傳輸警示信號外，還會根據(jù)靈敏模塊接受到的故障模式及所在部位，自行判斷是否要執(zhí)行短時間切除指令，將電力系統(tǒng)局部失效與最終失效后果轉(zhuǎn)化為信號，予以提示。

3結(jié)語

綜上所述，繼電保護和自動化裝置能影響整個電力系統(tǒng)的運行。 隨著電力企業(yè)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性也顯得越來越重要。 因此，電力企業(yè)要科學(xué)合理地運用繼電保護、自動化裝置，從而促使電力系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定的運行，為電力企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益、社會效益。

參考文獻：

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（作者單位：大連科技學(xué)院）