繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)及其可靠性分析

馮俊杰

摘 要：文章分析了繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性中存在的各種影響因素，并在這些影響因素的基礎(chǔ)上提出了一些相關(guān)措施，以更好的提高繼電保護(hù)系統(tǒng)對一次設(shè)備的可靠性，并提出了在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障以及不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，工作人員應(yīng)如何進(jìn)行及時(shí)動(dòng)作以防止事故的擴(kuò)大，從而保障電網(wǎng)的高質(zhì)、高效運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)系統(tǒng)；一次設(shè)備；電力系統(tǒng)；保障

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0095-01

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性之所以如此重要，是因?yàn)樗歉鶕?jù)元件中電氣量的驟變完成繼電保護(hù)作用的。然而由于電力企業(yè)常常疏于對一次設(shè)備的管理，導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)問題的頻繁發(fā)生，最后促使一旦因?yàn)殡娋W(wǎng)故障就會(huì)出現(xiàn)大面積停電的情況，從而在一定程度上影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們的生活。因此，加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)中一次設(shè)備的可靠性，不僅是避免這類大面積停電事故發(fā)生的重要前提，同時(shí)還是保障了電力系統(tǒng)的可靠、正常運(yùn)行必要作業(yè)。我們可以對如何做好繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)及其可靠性進(jìn)行下面兩個(gè)方面的分析：①影響繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的各種因素；②提高繼電保護(hù)系統(tǒng)對一次設(shè)備可靠性的措施。

1 影響繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的各種因素

對繼電保護(hù)的工作原理及其裝置要求進(jìn)行分析，進(jìn)而挖掘出續(xù)電保護(hù)中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)。在繼電保護(hù)中最根本的要求是其可靠性，即繼電保護(hù)所發(fā)生的誤動(dòng)和拒動(dòng)。無論是保護(hù)誤動(dòng)還是保護(hù)拒動(dòng)，都會(huì)給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的損害，因此在對繼電保護(hù)中，設(shè)備的各種保護(hù)裝置是重要因素。

1.1 裝置硬件及軟件

在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，保護(hù)裝置的運(yùn)行之所以會(huì)受到電子設(shè)備老化及損壞的影響，是因?yàn)闊o論何種保護(hù)裝置，都是由若干軟件和電子設(shè)備構(gòu)成的有機(jī)整體，因此，在規(guī)定的條件下，繼電保護(hù)系統(tǒng)為了減少當(dāng)電子設(shè)備發(fā)生損壞或老化時(shí)繼電保護(hù)系統(tǒng)受到的影響，就需要具有完成規(guī)定功能的能力。在保護(hù)裝置會(huì)對硬件的可靠性產(chǎn)生影響的同時(shí)，硬件運(yùn)行環(huán)境的干擾以及維護(hù)的水平也會(huì)對硬件的可靠性產(chǎn)生影響。就以全數(shù)字化保護(hù)裝置為例，盡管該保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)極其簡單，但是在裝置中還是裝有許多其他的元件，因此系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性同樣是會(huì)受到影響的。在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，如果說起到平臺的作用的是硬件，那么起到核心性的作用就是軟件。為此，軟件可靠性會(huì)對繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性存在很大程度上的影響，那么在對計(jì)算軟件的可靠性進(jìn)行測定時(shí)，就要綜合考慮系統(tǒng)輸入、系統(tǒng)使用、原理性能、軟件設(shè)計(jì)等因素。

1.2 繼電保護(hù)設(shè)備自身的因素

繼電保護(hù)系統(tǒng)從分段以及保護(hù)距離分析主要分為四個(gè)方面，即主保護(hù)、輔助保護(hù)、異常異動(dòng)保護(hù)以及遠(yuǎn)后備保護(hù)。以最快速度切除故障電力設(shè)備的速動(dòng)保護(hù)是主保護(hù)；在主保護(hù)沒有發(fā)揮到作用后可以在更大范圍內(nèi)切除故障的應(yīng)急保護(hù)措施是后備保護(hù)。我們對繼電保護(hù)設(shè)備自身的因素做了以下幾點(diǎn)分析：

1.2.1 電力設(shè)備的可靠性以及繼電器的選擇

電力設(shè)備的可靠性會(huì)受廠家、生產(chǎn)工藝、材料、型號以及電力企業(yè)等的影響。因此在電力網(wǎng)中，設(shè)備的質(zhì)量保障和設(shè)備的正確選用都極其重要。為此選擇高質(zhì)量的、合適的繼電器，對降低繼電保護(hù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)有決定性的作用。理論上來說，對繼電器的選擇要綜合考慮使用環(huán)境、輸入信號、輸入?yún)⒘恳约柏?fù)載情況進(jìn)行選擇，以使繼電器在相匹配且選擇正確的電力系統(tǒng)內(nèi)最大限度、最安全的發(fā)揮其理想作用。

1.2.2 軟件因素

在電力系統(tǒng)中，二次系統(tǒng)的可靠性因素及軟件因素主要指的是微機(jī)保護(hù)。由于系統(tǒng)控制電力設(shè)備的動(dòng)作由系統(tǒng)算法實(shí)現(xiàn)，因此常見的系統(tǒng)問題簡要分析為以下幾點(diǎn)：

①需求分析定義錯(cuò)誤，未能實(shí)現(xiàn)其功能，對需要做出改變的保護(hù)動(dòng)作理解不到位等。

②調(diào)試錯(cuò)誤，如原始數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等。

③譯碼錯(cuò)誤，如語法錯(cuò)誤等。

④設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，編程過程中出現(xiàn)算法錯(cuò)誤。

1.2.3 外部環(huán)境及人為因素

外部環(huán)境因素主要有濕度、溫度、沖擊以及振動(dòng)等。這些因素導(dǎo)致不同材料構(gòu)成的產(chǎn)品的機(jī)械性能和化學(xué)性能發(fā)生變化，使得涂覆層脫落、甚至彎曲、變形、產(chǎn)生裂紋等。

人為因素主要包括檢修、設(shè)計(jì)接線出錯(cuò)以及施工未能按照設(shè)計(jì)接線進(jìn)行等。據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在220 kV的電力網(wǎng)中，就有約37.5%的故障屬于人為因素引起。

2 提高繼電保護(hù)系統(tǒng)對一次設(shè)備可靠性的措施

繼電保護(hù)可靠性是指繼電保護(hù)裝置在給定條件下規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成要求的保護(hù)功能。以可靠性為前提，要求繼電保護(hù)裝置具有不誤動(dòng)、不拒動(dòng)的判斷能力，保證不因電流正常性增大等原因?qū)⑾鄳?yīng)部分切除，從而破壞電力系統(tǒng)與整個(gè)線路的正常運(yùn)行，甚至是損壞電力設(shè)備。而在局部有異常情況時(shí)，又能及時(shí)作出反應(yīng)、分析工作，不至使整體也會(huì)受到不必要的影響。在提高繼電保護(hù)可靠性的具體操作中，除了選用與電壓匹配的繼電器等設(shè)備外，定期維護(hù)、檢修的同時(shí)還要提高工作人員的警惕，以便及時(shí)更換故障設(shè)備和排除出現(xiàn)故障的路段，確保整個(gè)電力系統(tǒng)正常、平穩(wěn)運(yùn)行。

2.1 繼電保護(hù)可靠性提升措施

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是電力網(wǎng)的安全保護(hù)系統(tǒng)，其可靠性決定電網(wǎng)功能的質(zhì)量，對可靠性的提升可以從各個(gè)設(shè)計(jì)單元出發(fā)：

①降額設(shè)計(jì)。在降額設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)在系統(tǒng)內(nèi)硬件單元的承受能力使用中適量保留裕度以達(dá)到最大作用，杜絕為了一味提升可靠性而降額導(dǎo)致元件性能的浪費(fèi)，。

②EMC設(shè)計(jì)。EMC即電磁兼容，主要利用防雷擊技術(shù)、防靜電技術(shù)、防地電位升等進(jìn)行考慮。

③冗余技術(shù)。利用冗余技術(shù)，權(quán)衡質(zhì)量、容積、可靠性三者之間的關(guān)系，針對重點(diǎn)故障問題提出相對應(yīng)的設(shè)計(jì)理論，從而恢復(fù)故障以提升可靠性。

2.2 改善工作人員的工作態(tài)度

在例行檢查電力設(shè)備時(shí)，作為電力系統(tǒng)中的工作人員，不僅要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，還要做到詳細(xì)、準(zhǔn)確的填寫工作記錄，在記載的過程中如果發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)的上報(bào)，保證問題被第一時(shí)間解決，避免發(fā)生故障。

2.3 注重一般性檢查工作

當(dāng)前，電力系統(tǒng)故障問題的頻繁發(fā)生，是由于電力企業(yè)在開展一般性檢查時(shí)，檢查人員對一般性檢查工作的不重視所致。因此，在電力系統(tǒng)檢查與維護(hù)中，檢查人員要明確一般性檢查的重要作用，注重一般性檢查工作，不能將一般性檢查流于形式。而是要在開展一般性檢查工作時(shí)，重點(diǎn)注意檢查細(xì)節(jié)，比如連接緊密性、機(jī)械特性、虛焊等。

2.4 運(yùn)用新技術(shù)提升繼電保護(hù)裝置的可靠性

隨著科技時(shí)代的發(fā)展，和新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，我國繼電保護(hù)裝置也開始產(chǎn)生了許多的新技術(shù)，隨著這些新技術(shù)應(yīng)用的加深，繼電保護(hù)裝置也開始擁有了專門的監(jiān)控體系，將遠(yuǎn)方終端裝置與監(jiān)控體系相結(jié)合不僅能夠及時(shí)的獲得相關(guān)的繼電保護(hù)裝置信息，還可以有效的提升繼電保護(hù)裝置的可靠性，最終達(dá)到更好的測量、監(jiān)控與保護(hù)的實(shí)現(xiàn)。除此之外，繼電保護(hù)裝置還應(yīng)用了各種保護(hù)技術(shù)，如方向保護(hù)、設(shè)備保護(hù)、智能化故障類型判別以及變電所綜合自動(dòng)化等技術(shù)，在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)下有效的實(shí)現(xiàn)了分立單元連接、信息共享，使得即使在復(fù)雜的邏輯關(guān)系下，操作也變得更為便捷化。

3 結(jié) 語

繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的影響因素有很多、各色各樣的問題與注意事項(xiàng)，如果一味只關(guān)注繼電保護(hù)存在的風(fēng)險(xiǎn)而忽略繼電保護(hù)本身的問題，不考慮電網(wǎng)運(yùn)行中存在的弊端，那么一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性受到影響，一次設(shè)備的可靠性也將會(huì)受到影響。因此，為了避免電力系統(tǒng)連鎖故障，導(dǎo)致大面積供電突然中斷的災(zāi)難性事故，就要根據(jù)影響因素采取科學(xué)的、相對應(yīng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的解決措施，最終達(dá)到提升一次設(shè)備可靠性的目的，以確保整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

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