試論繼電保護(hù)的可靠性

張龍

【摘 要】 電力供電系統(tǒng)保護(hù)的可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求，是保證用電安全、保障經(jīng)濟(jì)順利發(fā)展的基本條件。在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過(guò)電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。實(shí)際應(yīng)用中由于供電系統(tǒng)送電覆蓋范圍遼闊，所經(jīng)地域環(huán)境氣候復(fù)雜，且存在一些人為的不確定性因素，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。在電力系統(tǒng)中任何一處發(fā)生事故，都有可能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大的影響。因此，保證供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性就顯得至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】 供電系統(tǒng) ?繼電保護(hù) ?可靠性

繼電保護(hù)裝置是一種自動(dòng)裝置，在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要任務(wù)，它隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并能迅速發(fā)現(xiàn)故障，進(jìn)而有選擇地通過(guò)斷路器切除故障部分。另外，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)向值班人員發(fā)出信號(hào)，提醒值班人員及時(shí)采取措施、排除故障，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行;并且該裝置會(huì)與其他自動(dòng)裝置配合，消除瞬時(shí)性故障。所以繼電保護(hù)裝置是保證供電系統(tǒng)安全運(yùn)行和可靠供電的重要設(shè)備。

1 繼電保護(hù)的可靠性的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 可靠性指標(biāo)的發(fā)展現(xiàn)狀

可靠性的指標(biāo)是可靠性評(píng)估系統(tǒng)的一個(gè)基礎(chǔ)性因素，也是可靠性的重點(diǎn)研究對(duì)象之一，目前，我國(guó)對(duì)這一因素的研究仍處于起步階段，主要使用的是“正確動(dòng)作率”這一描述方法。雖然當(dāng)前我國(guó)采用的這一描述方法對(duì)提升我國(guó)的繼電保護(hù)水平具有很高的指導(dǎo)作用，但是這一方法沒(méi)有包含區(qū)外故障的正確不動(dòng)作的因素，使其對(duì)繼電保護(hù)的可靠性無(wú)法進(jìn)行全面的反映。例如：當(dāng)被保護(hù)的系統(tǒng)發(fā)生故障的頻率較低或在統(tǒng)計(jì)的這段時(shí)間內(nèi)并未發(fā)生故障時(shí)，其統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)就會(huì)偏低，造成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)法準(zhǔn)確的反映統(tǒng)計(jì)對(duì)象的數(shù)量，從而難以有效的反映繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的真實(shí)水平。

1.2 可靠性評(píng)估現(xiàn)有的方法

繼電保護(hù)的可靠性在評(píng)估與求解方面，其裝置級(jí)和系統(tǒng)級(jí)運(yùn)用了相同的設(shè)計(jì)思路，其運(yùn)用的主要方法為模擬法和解析法。解析法主要是依據(jù)機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)的元件功能二者之間的聯(lián)系，來(lái)進(jìn)行可靠性評(píng)估概率模型的建造，并通過(guò)遞推等過(guò)程來(lái)精確的求出該模型的正解，從而得到繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)。雖然該方法的區(qū)里概念十分清晰，根據(jù)其計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)的模型精確度也較高，但是該方法的計(jì)算量會(huì)隨著繼電保護(hù)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大而逐漸增加。模擬法主要是通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)中故障發(fā)生的概率以及分布的地點(diǎn)進(jìn)行采樣，對(duì)采集來(lái)的樣本進(jìn)行狀態(tài)的選擇與評(píng)估，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)理論來(lái)得到繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)，雖然通過(guò)模擬法得到的數(shù)據(jù)比較直觀，但是統(tǒng)計(jì)性過(guò)于明顯。

2 繼電保護(hù)可靠性的發(fā)展

2.1 全數(shù)字化的保護(hù)系統(tǒng)

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的提出、非常規(guī)互感器技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用以及太網(wǎng)交換技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展，都在推動(dòng)繼電保護(hù)系統(tǒng)向全數(shù)字化的方向發(fā)展。全數(shù)字化的繼電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，主要是非常規(guī)互感器輸送的數(shù)字信號(hào)通過(guò)合并單元之后，以多種傳播方式發(fā)布到總的過(guò)程線，從而使智能電子裝置能夠從總的過(guò)程線中獲取到采樣信息以及控制信息。與以往的繼電保護(hù)系統(tǒng)相比，全數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成的元件以及系統(tǒng)工作的模式上進(jìn)行差異化保護(hù)，從而建立全面的繼電保護(hù)系統(tǒng)，使其更具可靠性。

2.2 廣域保護(hù)

目前，廣域保護(hù)的算法主要有三大類：一是以電網(wǎng)系統(tǒng)中的多個(gè)保護(hù)元件所得的判斷結(jié)果為基礎(chǔ)，依據(jù)專家系統(tǒng)的集中決策為主的廣域后備算法;二是以廣域電流的差動(dòng)為計(jì)算基礎(chǔ)的廣域繼電算法;三是以縱聯(lián)比較原理為理論基礎(chǔ)的廣域保護(hù)算法。廣域保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：以區(qū)域調(diào)度為中心的集中式保護(hù)系統(tǒng);以變電站為中心的集中式保護(hù)系統(tǒng);分散式的保護(hù)系統(tǒng)。由于目前這一保護(hù)模式仍處于探索時(shí)期，因此會(huì)面臨一些新的問(wèn)題，這些問(wèn)題都需要在以后的工作中進(jìn)行不斷的改進(jìn)。

3 提高繼電保護(hù)可靠性的措施

3.1 加強(qiáng)可靠性管理

要提高繼電保護(hù)裝置的可靠性，首先要不斷加大可靠性管理制度，完善管理體制，建立健全的可靠性管理體系，加強(qiáng)可靠性的專業(yè)培訓(xùn)，對(duì)故障原因、檢修工作做好計(jì)劃分析，加強(qiáng)專業(yè)間的配合工作和計(jì)劃的合理性和周密性，做到管理上有分析、有計(jì)劃、有措施、有總結(jié)。

3.2 質(zhì)量控制與嚴(yán)格操作

提高保護(hù)裝置的生產(chǎn)質(zhì)量要從各個(gè)零件開(kāi)始把關(guān)，應(yīng)盡量使用生命周期長(zhǎng)的元件，加大管理力度，防止次品元件進(jìn)入生產(chǎn)。晶體管保護(hù)裝置的生產(chǎn)要重視焊接效果，晶體管必須進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，使其能在高溫作業(yè)的環(huán)境下保持良好的性能。

3.3 改善裝置運(yùn)行環(huán)境

改善繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境，不僅可以增加繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，同時(shí)也可以增加繼電保護(hù)裝置的使用壽命。日常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持繼電保護(hù)室的密封，同時(shí)，有條件的情況下，繼電保護(hù)室應(yīng)配置空調(diào)以調(diào)節(jié)室溫，特別是夏天，正常的室溫可以使繼電保護(hù)裝置達(dá)到最好的運(yùn)行狀態(tài)，從可提高繼電保護(hù)裝置的可靠性。

3.4 增強(qiáng)事故處理能力和處理效率

穩(wěn)定的線路通常是裝置正常運(yùn)行的前提，所以要不斷檢查線路，排除故障，在變電站內(nèi)安裝小電流接地選線裝置，并在線路上安裝故障信號(hào)指示器，以此來(lái)幫助及時(shí)找到故障源頭，縮短故障查詢時(shí)間。提高人員處理故障的水平，同時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行安全用電教育宣傳，向用戶介紹新的電力技術(shù)和設(shè)備，降低因用戶原因而引起故障問(wèn)題的概率。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜化與多元化，繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性則顯得越來(lái)越重要，本文主要從繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)以及評(píng)估模型的計(jì)算方法，分析了當(dāng)前我國(guó)繼電保護(hù)的可靠性的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了繼電保護(hù)可靠性在這兩方面存在的問(wèn)題。并分別從全數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)以及廣域保護(hù)系統(tǒng)兩大方面的建設(shè)方法，為我國(guó)繼電保護(hù)可靠性的未來(lái)發(fā)展目標(biāo)給予一定程度的建議。

參考文獻(xiàn)

[1]賀家李，郭征，楊曉軍，李永麗.繼電保護(hù)的可靠性與動(dòng)態(tài)性能仿真[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014，09：18-22.

[2]戴志輝，王增平.繼電保護(hù)可靠性研究綜述[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，15：161-167.

[3]李元龍.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置元件多重化的可靠性效益和判據(jù)[J].繼電器，2013，04：33-52.