繼電保護運行可靠性的方法措施探討

劉芳

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司團風(fēng)縣供電公司，湖北 黃岡 438000）

目前，我國電力工業(yè)發(fā)展迅速。電力設(shè)備和線路越來越依賴電力保護裝置。及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，首次做出正確的判斷，已成為繼電保護裝置的一項重要任務(wù)。因此，結(jié)合現(xiàn)代科技信息技術(shù)，減少或消除影響繼電保護設(shè)備可靠性的因素，提高繼電保護運行的可靠性，已成為眾多學(xué)者研究的熱點。

一、繼電保護的工作可靠性概述

（一）繼電保護的有關(guān)可靠性要求

一般來說，電力系統(tǒng)對繼電保護裝置的可靠性要求較高。一般來說，繼電保護運行的可靠性包括選擇性、快速性、靈敏度和可靠性四個方面。其中，速度要求繼電保護裝置不僅能在很短的時間內(nèi)檢測到電力系統(tǒng)及其部件的故障。同時，繼電保護裝置應(yīng)及時切除保護范圍內(nèi)的故障，并對其進行相應(yīng)的保護處理，使故障范圍最大化，損失和損害最小化。這樣小問題就不會變成災(zāi)難。繼電保護靈敏度主要要求繼電保護裝置能對線路或元件短路等故障做出相應(yīng)的反應(yīng)[1]，即繼電保護裝置應(yīng)有相應(yīng)的靈敏度。應(yīng)注意的是，繼電保護裝置的靈敏度系數(shù)應(yīng)符合相關(guān)標準和規(guī)范。穩(wěn)定繼電保護裝置是指保護裝置能夠相互配合，協(xié)助電力系統(tǒng)進行維護管理工作，使電力設(shè)備和電力線路處于良好的技術(shù)狀態(tài)。繼電保護的可選要求是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置可根據(jù)故障類型有選擇地給出正確的操作說明和動作。切斷離故障點最近位置的斷路器，隔離故障位置，保證無故障部件正常工作。

（二）繼電保護可靠性指標

在供電系統(tǒng)中，要評定繼電保護裝置的穩(wěn)定性，必須有可參考的評定指標值。針對當今現(xiàn)有的繼電保護裝置設(shè)備可靠性指標的科研成果，可采用的評價方法較多，相匹配的側(cè)重點不盡相同，涉及的信息不夠全方位，評價方法有很大誤差。這一狀況為對繼電保護裝置設(shè)備在現(xiàn)實生產(chǎn)制造運行中的穩(wěn)定性評定產(chǎn)生了很大的困難。實踐活動中，為了更好地更確切地評價繼電保護裝置的穩(wěn)定性，必須盡量多地搜集相關(guān)實驗試品，并對繼電保護裝置設(shè)備的穩(wěn)定性評價方法持續(xù)提升，想盡辦法使評估結(jié)果具備說服力[2]。

文中根據(jù)對供電系統(tǒng)保護設(shè)備平穩(wěn)運行情況的研究，嚴格依照供電系統(tǒng)相關(guān)規(guī)范，探尋適合中國國情的繼電保護設(shè)備穩(wěn)定性評價方法，在這個基礎(chǔ)上，選用PC 機作為其運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性評價的主要指標值。特別注意的是，PC 關(guān)鍵指標值一般都包括正確錯誤的動作速度PC1。正方向和反方向區(qū)外故障的動作速度PC2，及其產(chǎn)品在正常的運行狀態(tài)下正確故障的動作率PC3。

二、影響繼電保護運行可靠性的因素

（一）硬件因素

Usibor?2000 是帶鋁硅涂層的高強度鋼，其強度比Usibor?1500 提高30%以上，高達2000 兆帕，同時具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，在加工復(fù)雜零件時不會沖孔，能幫助汽車制造商在合理的成本范圍內(nèi)達到減重目標，Usibor?2000 比現(xiàn)有的熱成型方案可達到10%～15%的重量減輕。

（二）軟件要素

在微機控制條件下，保護設(shè)備實現(xiàn)了智能操作，是一種智能操作方式。影響繼電器可靠性的軟件因素主要有程序編制問題.設(shè)計不合理.編碼混亂、測試錯誤等。在軟件出現(xiàn)問題時，會直接影響繼電器的邏輯判斷和程序執(zhí)行是否正確。在這方面，軟件因素對電力系統(tǒng)的沖擊是致命的，它會直接導(dǎo)致電網(wǎng)可靠性的降低。

（三）人為因素

因為人為因素的影響，電力工程繼電保護裝置運作的準確性有較大的關(guān)系。這主要是在繼電保護裝置設(shè)備安裝調(diào)節(jié)過程中形成的。因此，工作員必須特別注意按標準和規(guī)范對繼電保護裝置設(shè)備進行合理組裝和有效調(diào)節(jié)。相關(guān)企業(yè)一定要下派技術(shù)專業(yè)水準出色.有責(zé)任感的管理人員到現(xiàn)場進行，并多次確認。若存有人為疏忽或因?qū)I(yè)技術(shù)人員缺乏而導(dǎo)致的工作誤差，則極有可能造成繼電保護裝置設(shè)備運作穩(wěn)定性的嚴重缺失。

（四）外因

一般認為，繼電保護裝置器都是由各種高精密電子元器件組成的器件。溫度濕度.磁場影響.浮塵和其他外界要素的一些變化都是會影響到其評估的精確性，因此要注意確保繼電器處于較好的外部環(huán)境中，以減少因環(huán)境因素而使繼電器運行可靠性降低。

三、改進繼電保護運行可靠性的管理方法措施

（一）利用冗余技術(shù)優(yōu)化設(shè)備可靠性

“冗余技術(shù)”主要指的是當繼電保護裝置自身產(chǎn)生內(nèi)部故障時，系統(tǒng)可以自動對錯誤數(shù)據(jù)信號和信息進行分辨，以解決錯誤動作的產(chǎn)生，降低操作失誤[4]，防止影響供電系統(tǒng)及設(shè)施運作的穩(wěn)定性。即選用冗余技術(shù)，使汽車繼電器具備很大的容錯能力。試驗證實，該辦法是對繼電保護裝置機器設(shè)備硬件配置進行提升的一種關(guān)鍵方式，具備較強的應(yīng)用性。

（二）對繼電器維護設(shè)施的檢修執(zhí)行情況

繼電保護裝置設(shè)備的維修是保障機器設(shè)備正常運作，保證供電系統(tǒng)可靠工作的基礎(chǔ)，在進行檢修作業(yè)時，應(yīng)留意以下幾個方面：

一是硬件配置要素，主要是因為電路元件.機電工程設(shè)備，路線材料等產(chǎn)品質(zhì)量問題對繼電保護裝置運作的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。可以說，在很大水平上，優(yōu)良的硬件設(shè)備質(zhì)量不但是繼電保護設(shè)備的穩(wěn)定性最主要的保證，也是及時處理，解決電力工程故障的前提條件。因此，要使電力工程故障所產(chǎn)生的影響降至最低，就需要先要保證繼電保護裝置設(shè)備硬件配置的高品質(zhì)。假如繼電保護裝置機器設(shè)備硬件配置質(zhì)量不高，這必然成為生產(chǎn)制造現(xiàn)場存在的安全風(fēng)險，并很有可能影響繼電保護裝置設(shè)備的運作穩(wěn)定性，嚴重時還會繼續(xù)危及全部供電系統(tǒng)安全性[3]。二是工作員應(yīng)融合繼電保護裝置設(shè)備運行情況等領(lǐng)域發(fā)生的難題，仔細查找故障產(chǎn)生的位置，及時故障檢測。三是注意對繼電器保護設(shè)備進行等級分類。如設(shè)備正常運行，則按一級規(guī)范進行歸類。如發(fā)現(xiàn)某些零件遺失或毀壞，且未危及關(guān)鍵部件的使用應(yīng)按二級標準歸類，這時應(yīng)安排工作人員及時進行消缺解決。如機器設(shè)備運作已受影響，乃至可能嚴重危害供電系統(tǒng)的安全性，應(yīng)將其歸納為三級規(guī)范，此刻必須分配維修人員對設(shè)備進行全方位查驗。

（三）應(yīng)用輔助設(shè)備

因為有效地應(yīng)用輔助設(shè)備還可以完成對繼電器的監(jiān)測和輔助，進而為繼電保護裝置設(shè)備的正常運行給予幫助，進而為整體供電系統(tǒng)和設(shè)備運作的可靠性的提升給予支持。因此，輔助機器設(shè)備對整個電力系統(tǒng)的安全措施是非常有幫助的。從某些層面看來，輔助設(shè)備盡管一般不會直接影響繼電保護裝置設(shè)備的特性，但它所發(fā)揮的作用則是不言而喻的。根據(jù)有效地應(yīng)用輔助設(shè)備完成繼電保護裝置設(shè)備的智能檢測，在很大水平上減輕了系統(tǒng)問題的產(chǎn)生，確保了供電系統(tǒng)的可靠平穩(wěn)運作。

（四）加強繼電保護操作智能化程度

想辦法進一步提高保護設(shè)備運行的智能化程度。當今社會對于人工智能的應(yīng)用已經(jīng)越來越普遍，在電力系統(tǒng)中也不例外。引進先進科學(xué)、前沿技術(shù)和現(xiàn)代管理理念，已越來越受到電力行業(yè)的重視。與遺傳算法相似，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等先進方法也逐漸被推廣并不斷深入到電力系統(tǒng)。人工智能技術(shù)作為當今社會的高新科技，其解決難題速度更快，邏輯思維嚴謹，優(yōu)點十分突顯，它也是在電力企業(yè)中受到歡迎。運用人工智能技術(shù)性不但能使繼電器的性能獲得大幅度提高，并且能高效地控制繼電器運行的隱蔽性，持續(xù)性和其他不穩(wěn)定要素。從目前實際生產(chǎn)應(yīng)用情況來看，人工智能在在線評價工作中發(fā)揮著重要作用，它所展示的優(yōu)勢也非常明顯。

（五）加強繼電操作的微機化、信息化水平

當前，電子信息技術(shù)是一個不斷發(fā)展和進步的社會，相應(yīng)地產(chǎn)生了許多創(chuàng)新成果。這一切的發(fā)展為微機保護技術(shù)的發(fā)展帶來了極大的福音，目前微機保護的科技含量也因此大幅提高。當前，IPC 正在研發(fā)、制造，正開始向微機化、信息化方向發(fā)展，它不僅體積小、功能豐富，而且比以前的小型機更快、更大，性能更好。在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)外均開始嘗試采用工業(yè)控制計算機成套承載繼電保護技術(shù)。根據(jù)這種情況，融合當代信息科技，可使繼電器運作維護過程中所面臨的所有不穩(wěn)定要素顯著降低。因而，將當代計算機技術(shù)運用于供電系統(tǒng)，使傳統(tǒng)式繼電保護裝置設(shè)備的情況下和運轉(zhuǎn)方法發(fā)生了極大的轉(zhuǎn)變。其實，單純看繼電保護裝置的作用，其關(guān)鍵便是把設(shè)備故障部件從系統(tǒng)中去除，其性能還是比較單一，因而，繼電保護裝置設(shè)備在維護全部供電系統(tǒng)的可靠運行上存有一些漏洞和缺陷。若要提升供電系統(tǒng)維護的穩(wěn)定性，進一步確保維護動作的及時，精確，就需要想辦法使每個維護模塊可以完成運轉(zhuǎn)狀態(tài)及其設(shè)備故障信息的共享，就必須想盡辦法將全部供電系統(tǒng)組合成一個整體。所以，專家，學(xué)者及有關(guān)科學(xué)研究機構(gòu)和公司應(yīng)進一步為提升繼電保護裝置設(shè)備的微機，信息化管理水平做好準備。

（六）提升繼電器維護定值的審查工作

因為繼電保護裝置設(shè)備運作時間變長，繼電保護裝置設(shè)備整定值可能發(fā)生與前一次定值不符合的情況，所以應(yīng)進一步加強對繼電保護裝置設(shè)備定值的審查[3]。當前電力公司所運用的傳統(tǒng)的手工定值審查方式，即由供電公司繼電保護裝置室牽頭完成定值審查工作，電力公司運檢部變電器運維管理工作人員及三線企業(yè)落實措施，查驗完繼電保護裝置室定值單原件與運維管理站存留的定值單復(fù)制值與保護設(shè)備運作定值審查后，保護設(shè)備壓板查驗定值，并對其完成保護設(shè)備查驗。繼電器維護室內(nèi)對監(jiān)測效果完成抽樣檢查。在每一次定值審查完成前，繼電保護裝置室安排專業(yè)人員對現(xiàn)行電力網(wǎng)實行的定值單完成梳理匯總，但這一過程比較復(fù)雜，非常容易錯誤。

（七）對繼電保護裝置設(shè)備完成定期檢驗實驗

在長期使用操作過程中，繼電保護裝置設(shè)備很有可能由于機器設(shè)備原因或電力網(wǎng)原因，造成繼電保護裝置設(shè)備不能正常的工作，所以，應(yīng)提升繼電保護裝置器定檢實驗，并根據(jù)關(guān)閉電源后定檢汽車繼電器的繼電保護裝置實驗，進而確保繼電器在繼電保護裝置中處在一個良好穩(wěn)定的運作情況。在繼電保護裝置設(shè)備定期檢驗實驗的基礎(chǔ)上，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運作，提升繼電保護裝置管理水平。對繼電保護裝置設(shè)備完成定期檢驗實驗時，假如看到某些繼電器不能動作，應(yīng)對其做好查驗，以保證保護設(shè)備能順利工作。

（八）二次系統(tǒng)之間相互配合

電力網(wǎng)中的二次系統(tǒng)保護涉及好幾個保護設(shè)備，各維護系統(tǒng)之間應(yīng)能完成協(xié)調(diào)工作，且各保護殼中間要互相配合。比如在變電站控制室內(nèi)安裝了一系列保護設(shè)備，比如：主變電站繼電器保護設(shè)備，路線保護設(shè)備，故障錄波器等，每一組維護中間要互相配合，保證電力工程安全平穩(wěn)運作。整體二次系統(tǒng)可完成主系統(tǒng)的可靠維護，在電力發(fā)生問題時，還可利用了解每一套二次系統(tǒng)收錄的數(shù)據(jù)信息，對設(shè)備故障完成分析判斷，進而得到的數(shù)據(jù)也非常全面，能為將來解決類似故障難題積累一些工作經(jīng)驗。

在這些要素中，繼電器的定值正確與否可以直接影響到保護設(shè)備動作的準確率。因為智能電網(wǎng)與新能源技術(shù)并網(wǎng)量的持續(xù)提高，保護設(shè)備整定值測算面臨的形勢變得繁雜，新能源技術(shù)并網(wǎng)將給傳統(tǒng)式的供電系統(tǒng)維護設(shè)備面臨很大的沖擊性。所以，為了更好地確保保護裝置的安全性，平穩(wěn)運作，應(yīng)提升保護設(shè)備中時間常數(shù)的審查工作力度，并應(yīng)每一年在春、秋兩個季節(jié)安排兩次繼電保護裝置檢測。確保繼電器能穩(wěn)定地工作。

四、結(jié)語

電網(wǎng)中繼電保護裝置是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的重要保障，在發(fā)生故障時，繼電保護裝置能及時發(fā)現(xiàn)問題，并及時向電力管理人員發(fā)送報警信號，并對電力系統(tǒng)進行保護響應(yīng)。所以，要結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)進一步提高繼電保護運行的可靠性。