數字繼電保護裝置可靠性研究

王雪　劉飛

【摘要】隨著我國電網改造技術和速度的加快，電網的穩定性有了較好的提高，然而，繼電保護設備作為電網中的重要組成部分，對電網的穩定運行發揮著重要的作用，其中繼電保護裝置的可靠性是運行維護人員需要急切解決的問題，對繼電保護可靠性的研究對于開發新的保護原理與配置方案、為保護系統設計及運行提供參考依據具有重要意義。為此，本文將從繼電保護的可靠性入手，針對如何加強繼電保護的可靠性應采取的相應措施進行了研究。

【關鍵詞】繼電保護裝置、可靠性分析、措施

【中圖分類號】F407.61 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0061-01

數字繼電保護裝置因其靈活、可靠、經濟等優點正逐步取代傳統的保護裝置而被廣泛地應用于電力系統中，擔負著保證電力系統安全可靠運行的重要任務，因此，有必要對其可靠性進行定量的評估和系統的研究分析。但由于數字繼電保護裝置可靠性涉及的因素較多，評估難度較大，所以到現在為止還沒有成熟通用的方法來定量分析數字繼電保護裝置的可靠性。

1、繼電保護裝置的可靠性分析

1.1繼電保護裝置可靠性的含義分析

繼電保護作為電力系統安全運行的重要保障，在電力系統發生故障時因其及時有效的保護行業使電力企業及用戶免受損失；所以繼電保護的可靠性是指保護裝置在預定時間內、在規定條件下完成規定功能的能力。一般要求繼電保護裝置滿足選擇性、可靠性、速動性和靈敏性要求，能在電網發生故障時陜速、可靠地動作，有效遏制系統狀態進一步惡化，起到保障電網安全的作用。關于傳統繼電保護裝置可靠性的研究已經有很多，隨著微機保護的發展，微機繼電保護裝置逐漸取代了傳統繼電保護裝置，針對微機保護的特點運用馬爾科夫理論建立其狀態空間模型，準確全面評估微機保護裝置的可靠性指標。

1.2影響繼電保護裝置可靠性的因素分析

繼電器通過斷路器選擇性的切除故障，它能夠在線監控所保護的區域中電力系統的運行，及時的發現故障，針對故障類型發出相應的報警信息，指導相關的工作人員第一時間切除故障，恢復系統的正常運行。在實際操作過程中，有很多因素會影響到繼電保護裝置的正常工作，主要有如下幾種：

（一）繼電保護裝置中硬件因素繼電保護裝置、二次回路、繼電保護輔助裝置、裝置的通信、通道及接口、斷路器。這些重要元件作為繼電保護可靠性的保障，元件的質量還會影響到主接線的可靠性，所以要想達到系統保護的可靠性，則需要確保繼電保護硬件的可靠性和質量達到相關的要求。同時繼電保護裝置的合理裝配是基礎，只有保證了起關鍵作用的模塊具有穩定的性能，才能保證繼保的高可靠性。例如：在繼保裝置中，如果發現交流電壓的切換箱或者是三相操作繼電器箱存在故障，就很可能會引起整個繼電裝置的誤動作。尤其要注意的是，保護裝置的通信接口很容易出現通信阻斷的情況，一旦通信不暢，就會直接造成機電保護裝置的異常運行。

（二）客觀環境因素的影響繼電保護裝置在長時間的運行時，很多部件會受到客觀環境因素的破壞，導致其各項功能受到影響。比如：如果在裝置周圍的環境中存在有含量較重的有害氣體或者空氣的濕度較大，就會造成電路板的氧化，引起保護裝置的快速老化和腐蝕，使得裝置接觸不良，繼電保護裝置也會失去相應的保護功能，所以在使用過程中，要關注繼電保護裝置周圍的環境。

（三）繼電保護裝置系統的軟件因素的影響軟件編寫不正確經常會引起繼電保護裝置的誤動作，造成電力系統事故，目前影響微機保護軟件可靠性的因素有：需求分析定義不夠準確、編碼過程編碼有誤、測試時沒有按照規范進行、定值輸入錯誤及軟件結構設計失誤等。

（四）主觀人為因素的影。影響繼電保護可靠性的人為因素不僅涉及到運行部分的繼電保護人員和運行值班人員，還應包括安裝人員及運行人員。繼電保護裝置的可靠性依賴于工作維護人員的責任心和專業知識。如果安裝人員對相關知識不熟悉，經驗不足，沒有按照設計的要求進行正確接線，或者是接線工作人員在操作中接錯極性以及檢修工作人員的不正當操作等，都會導致繼電保護裝置不可靠性事故的發生，所以不能忽略。

2、提高繼電保護裝置的有效措施和方法

投入運行后的繼電保護裝置，會受到復雜運行環境的影響，其性能和各種運行狀態不可能完全能夠被預測繼電保護的，因此，這時就需要制定相應的預防措施，減少隱患的發生，提高繼電保護的可靠性。

2.1加強質量的管理

繼電保護裝置中的各元器件的質量對繼電保護的可靠性有著重要的影響，各元器件的故障率及壽命直接影響著繼電保護的可靠性，所以在對各元器件選擇時要把好質量關。具體有：首先在保護裝置投入運行前應嚴格把守驗收關，對保護裝置性能和回路進行詳細檢查，往往可以查找出許多安全隱患。若發現有設計缺陷，可通過驗收檢查部門及時提出，并向設計人員提出修改意見。其次在系統設備改造中，對繼電保護調試工作結束時，變電站工作人員應該參與繼電保護工作人員的二次驗收工作，避免出現運行人員缺乏對設備的深入了解的尷尬局面，保證運行人員有能力及時處理設備的細小故障。另外，在選購繼電保護裝置時，也要嚴格進行質量管理，選擇制造口碑好，產品過硬的廠商，不能僅僅考慮經濟因素而選擇價格低、質量得不到保證的產品。買回來的裝置也要經過嚴格的檢驗，對于那些故障率高、壽命短的元器件，要嚴禁入庫。

2.2對冗余設計進行優化

通過冗余設計優化使保護裝置滿足可靠性指標，達到減量增效的目的，實現投資額最小化。通過重復、多數表決、備用切換等硬件冗余設計，可以顯著改善可用度、拒動率等可靠性指標，提高系統可靠性。具體有，在對繼電保護裝置進行設計安裝和調試時，要盡量減小晶體管受干擾源的影響。在設計時，要切斷干擾的耦合途徑，設置必要的隔離變壓器和濾波器，加設接地電容，在輸入輸出回路上采用屏蔽電纜等。由于各種設計方法都有一定的優點和局限，因此，要根據繼電保護實際情況，進行合理分析，做出最優選擇。

2.3加強繼電保護裝置技術改造工作

隨著科技不斷發展，電子技術、通訊技術、計算機技術以及信號處理技術為繼電保護提供了良好的技術支持，應充分依靠新技術，提高繼電保護技術，不斷提高保護系統性能。并及時更新保護校驗設備，完善供電網絡建設。在不影響正常安全生產的情況下，確保各回路均有足夠保護整定時間，使保護裝置校驗做到應校必校，不漏項，不簡化。為快速隔離故障.恢復供電，可以考慮結合配電自動化系統的建設，繼電保護與自動化系統相互配合使用，逐步完善電力系統的網絡建設和技術設施。

2.4加強日常監管，提高故障處理的能力

為了提高繼電保護裝置的可靠性，對保護裝置需要進行及時的檢查，檢查各連接點的緊固性，把各連接點的緊固性作為預防事故發生的重點來進行落實。及時發現繼電保護裝置的異常或存在缺陷的部位，并做好相關的記錄，對于那些容易引起誤動的保護要及時將其退出口壓板，認真分析并且查明原因之后再恢復其狀態。另外需要對各專業人員的職業素質進行培訓，由于繼電保護整定計算是一項嚴謹細致的工作，需要相關工作人員有較強的責任心和職業道德。

結束語：

繼電保護的可靠性研究是保護電網安全的重要課題，繼電保護裝置有其自身的運行特點，所以需要對其進行定期的檢查和維護，及時發現影響可靠性的因素。因此，我們要慎重地對待保護的每一個環節，從設計、購置元器件、檢測、維護各個方面做足工作，才能充分發揮繼電保護對電力系統的保護作用。

參考文獻：

[1]周玉蘭，王玉玲，趙曼勇.2004年全國電網繼電保護與安全自動裝置運行情況.電網技術[J].2005

[2]王澤.關于繼電保護可靠性提高措施的探討[J].中小企業管理與技，2010.建筑科學

[3]王煒.從缺陷統計看繼電保護的狀態檢修[J].浙江電力，2008