電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備及其自動(dòng)化可靠性研究

黃秉開

摘要：由于電氣機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，設(shè)備故障率比較高，為了保證電網(wǎng)供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，本文主要針對(duì)目前的繼電保護(hù)設(shè)備及其自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的可靠性進(jìn)行研究， 對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)體系進(jìn)行分析， 并且在此基礎(chǔ)上提出改善電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備可靠性的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)設(shè)備；自動(dòng)化可靠性；冗余設(shè)計(jì)；整定值

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備及其自動(dòng)化可靠性直接決定著電力系統(tǒng)的性能， 因此需要根據(jù)設(shè)備的具體情況制定相應(yīng)的定期檢修制度， 以更好的降低設(shè)備的故障率， 提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的整體可靠性。

1、自動(dòng)化設(shè)備和繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行的基本特征

在電力系統(tǒng)出現(xiàn)諸如過載運(yùn)行、短路等電力系統(tǒng)故障時(shí)，為了可以及時(shí)將對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)送出去，操作電氣設(shè)備及時(shí)切除電氣設(shè)備故障點(diǎn)，要確保繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作的可靠性。而在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)故障的概率會(huì)比較小，繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作也不會(huì)很頻繁。通常情況下，繼電保護(hù)裝置主要有誤動(dòng)故障和拒動(dòng)故障兩種，其中誤動(dòng)故障指的是繼電保護(hù)設(shè)備因?yàn)樽陨淼膭?dòng)作性能不好，或者受到了其他干擾因素的影響，在系統(tǒng)沒有出現(xiàn)故障的時(shí)候，出現(xiàn)了誤動(dòng)的情況，會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，拒動(dòng)故障指的是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置不能及時(shí)、可靠地動(dòng)作，如果繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的故障，會(huì)引起電力系統(tǒng)崩潰的情況出現(xiàn)。自動(dòng)化裝置主要是用來控制和監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)中的運(yùn)行參數(shù)。對(duì)于自動(dòng)化裝置來說，常見的故障形式主要是無法保證運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)、測(cè)量、控制和傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

2、對(duì)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)設(shè)備可靠性研究的意義

通過繼電保護(hù)和自動(dòng)化設(shè)備可以及時(shí)找出電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，選擇符合電網(wǎng)需求的斷路器，將電網(wǎng)中有問題的部分切斷，此外，當(dāng)自動(dòng)化裝置和繼電保護(hù)系統(tǒng)有意外出現(xiàn)時(shí)，會(huì)將信號(hào)發(fā)射出來，當(dāng)工作人員看到故障信號(hào)后，根據(jù)信號(hào)提示及時(shí)進(jìn)行故障的處理，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，而且通過使用相關(guān)設(shè)備和繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行配合，可以自動(dòng)清除短期故障。在我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展下，電力系統(tǒng)的容量越來越大，供電波及范圍也需要不斷提高，繼電保護(hù)設(shè)備作為保證供電可靠性的基礎(chǔ)，在保證電網(wǎng)安全運(yùn)行方面具有重要意義，如果繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)行延遲，出現(xiàn)大面積停電的情況，對(duì)社會(huì)用電造成了很大的影響。

3、研究電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性

3.1 整定值錯(cuò)誤

整定值錯(cuò)誤是導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)的主要因素，只有控制好自動(dòng)化裝置和繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量關(guān)，做好整個(gè)施工環(huán)節(jié)的控制和監(jiān)督，才可以有效地對(duì)自動(dòng)化裝置和繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性，同時(shí)也有效保證了安裝和設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，才可以對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行提升。此外，整定值出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)使繼電保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備在投入使用后，出現(xiàn)各種不可預(yù)知的問題，影響繼電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2 使用設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

在繼電保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)的過程中，一些生產(chǎn)廠家為了節(jié)約生產(chǎn)成本，使用一些質(zhì)量比較差的材料進(jìn)行自動(dòng)化裝置的電磁器、繼電器零部件的生產(chǎn)，不能達(dá)到規(guī)定的精度要求，影響了繼電保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備的可靠性，另外，個(gè)別繼電保護(hù)設(shè)備沒有經(jīng)過運(yùn)行測(cè)試檢測(cè)就投入使用，晶體管波保護(hù)裝置中的元件存在比較大的差異性或者元件的質(zhì)量比較差都導(dǎo)致自動(dòng)化裝置和繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)運(yùn)行不協(xié)調(diào)的情況，導(dǎo)致拒動(dòng)和誤動(dòng)的情況頻繁出現(xiàn)。這就要求在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)商要具有良好的技術(shù)支持，樹立良好的社會(huì)責(zé)任心，在生產(chǎn)的過程中對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.3 操作不正確

電源操作對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的安全性有直接的影響，尤其對(duì)于一些逐漸老化的電解電容和儲(chǔ)能裝置來說，在繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障后，如果無法將電源立即切斷，在蓄電池出現(xiàn)電流不穩(wěn)等問題時(shí)，會(huì)極大降低自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)裝置的可靠性。此外，由于互感器自身質(zhì)量不好，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，磨損程度會(huì)逐漸增加，影響自動(dòng)化設(shè)備和繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.4 環(huán)境對(duì)可靠性的影響

當(dāng)繼電保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備工作環(huán)境溫度不斷升高時(shí)，各種發(fā)電物質(zhì)和雜質(zhì)會(huì)在四周的空氣中漂浮，加快了自動(dòng)化裝置和繼電保護(hù)裝置的老化，降低了設(shè)備的有效性，同時(shí)電源插頭和插線板插反也會(huì)使有害物質(zhì)侵蝕，導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)接觸不良和老化的情況，使得繼電器保護(hù)設(shè)備原有的功能喪失。

4、提高自動(dòng)化裝置和繼電保護(hù)裝置可靠性的方法

4.1 優(yōu)化冗余設(shè)計(jì)的方法

為了使繼電保護(hù)系統(tǒng)的容錯(cuò)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，可以使用硬件冗余的方法對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。冗余技術(shù)指的是即使繼電器器中某個(gè)保護(hù)裝置出現(xiàn)了錯(cuò)誤的動(dòng)作，也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成比較大的影響，通過使用硬件冗余的方法，可以有效地對(duì)拒動(dòng)率和可用度等指標(biāo)進(jìn)行改善，主要包含了備用切換、并聯(lián)、多數(shù)表決等，即使誤動(dòng)率出現(xiàn)了惡化，也可以利用硬件冗余將其顯示出來，在實(shí)際使用的過程中，冗余方式的選擇要和繼電器保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況結(jié)合起來，達(dá)到系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)的要求，利用硬件冗余的優(yōu)化達(dá)到使用最小數(shù)量的裝置、最小金額投資達(dá)到管理目標(biāo)的目的。

4.2 做好繼電保護(hù)裝置的維護(hù)工作

在進(jìn)行日常管理的時(shí)候，要將繼電保護(hù)裝置的維護(hù)工作做好，對(duì)系統(tǒng)工作的可靠性進(jìn)行提升，需要做到以下幾方面的管理：（1）定期查評(píng)和檢修繼電保護(hù)裝置，主要需要對(duì)二次設(shè)備元件標(biāo)志、名稱的齊全性、查看各種開關(guān)動(dòng)作和按鈕的動(dòng)作，確保其靈活性，將接點(diǎn)壓力不足或者被燒傷的情況解決，對(duì)指示中的紅綠指示燈泡和光字牌進(jìn)行檢查，確保其完好性，對(duì)各種繼電器、盤柜上表計(jì)、接線端子螺釘松動(dòng)故障進(jìn)行排查，然后對(duì)電流互感器和電壓互感器的二次引線端子故障進(jìn)行排查，對(duì)配線進(jìn)行檢查，查看是否有固定卡子脫落的情況。（2）對(duì)各個(gè)斷路器操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)的問題進(jìn)行排查，將繼電器保護(hù)裝置的查評(píng)工作完成后，根據(jù)設(shè)備具體的運(yùn)行情況進(jìn)行分類，要保證一類設(shè)備無缺陷運(yùn)行、對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和安全性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行保護(hù)，二類設(shè)備允許部分零件存在部分缺陷，整體設(shè)備完好，不能危及到設(shè)備和人身的安全，三類設(shè)備如果有比較嚴(yán)重的問題出現(xiàn)時(shí)，會(huì)直接對(duì)系統(tǒng)的可靠性和安全性造成影響，在檢查和維護(hù)時(shí)，對(duì)于此類問題，如果出現(xiàn)要及時(shí)進(jìn)行處理將隱患排除，并做好故障維修記錄，為以后的檢修工作提供一定的參考資料。

4.3 提高繼電保護(hù)裝置的可靠性

在進(jìn)行繼電器可靠性運(yùn)行管理的過程中，要保證繼電裝置各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算的合理性和準(zhǔn)確性，在對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的正確率進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要將區(qū)外故障正確的動(dòng)作包含進(jìn)來，在進(jìn)行繼電保護(hù)和自動(dòng)回路中，主要使用繼電保護(hù)輔助配套設(shè)施進(jìn)行保護(hù)，此輔助設(shè)備會(huì)對(duì)整個(gè)繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行造成直接的影響，因此不可以輕視輔助設(shè)備管理的可靠性，要使用多種措施對(duì)可靠性進(jìn)行保證。

5、結(jié)語

總而言之，電力系統(tǒng)對(duì)人們的工作和生活都有重要的影響，作為電網(wǎng)系統(tǒng)中需要重點(diǎn)保護(hù)的位置，繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性是保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此，對(duì)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備的可靠性進(jìn)行探討具有重要意義，不僅可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，還能提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

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