電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性分析

崔沙沙

【摘 要】電力系統繼電保護裝置能夠快速發現故障并切除故障，對保證電網的安全運行具有重要意義。繼電保護和自動化裝置能夠有效的簡化工作流程提高工作人員的工作效率，繼電保護和自動化裝置的可靠性將直接影響到電力系統的安全性，所以對繼電保護裝置建立完善的可靠性評價指標并提出相應的提高其可靠性的措施顯得尤為重要。本文首先研究了繼電保護和自動化裝置的可靠性評價指標，然后提出了提高其可靠性的措施。

【關鍵詞】電力系統 繼電保護 可靠性

近年來隨著我國經濟的快速發展和居民生活用電量的不斷增加，我國電力系統的容量將變的越來越大并且供電的范圍也更廣。另外隨著風能、太陽能等新型能源的不斷接入，整個電網的系統架構變的異常復雜，此時繼電保護和自動化裝置的應用能夠有效保證電網的安全運行。對繼電保護裝置內部結構智能化等方面的進行積極是改善能夠有效提高其可靠性。

1 繼電保護與自動化裝置可靠性指標體系

繼電保護與自動化裝置的可靠性主要包括設備功能的可靠性和設備本身的可靠性兩部分組成，宏觀表現為設備的誤動和拒動的幾率。一般而言繼電保護裝置的可靠性無法通過單一的指標進行衡量而是要采用多種指標進行評估繼電保護和自動化裝置的可靠性。可靠性的評估指標主要包括成功率（R）、有效度（A）和平均無故障間隔時間（MTBF）或平均壽命三部分。成功率代表設備在規定的環境下能夠順利完成規定功能的能力。有效度表示發生不可修復故障前的設備有效的工作時間。平均無故障間隔時間是指設備在出現故障前的工作時間。所以繼電保護與自動化裝置可靠性指標關系圖如下圖1所示。

圖1 繼電保護與自動化裝置可靠性指標關系圖

2 繼電保護與自動化裝置可靠性提高的措施

對變電站繼電保護相關裝置進行可靠性的分析，提高繼電保護可靠性的措施可以從以下方面來進行。

（1）對相關裝置進行全面性的認識和了解，既要掌握保護的基本原理，又要掌握設備實際運行狀況。繼電保護的調試與檢驗，是設備送電前的一道最重要的工序。在具體工作中必須加強繼電保護的管理。完善定值閉環管理，認真搞好保護的新安裝調試以及大、小修定檢試驗及詳實完善的檢修記錄，是減少事故，使設備以良好的狀態投入系統的關鍵環節，不僅可以避免誤動或拒動事故的發生，在有故障出現時，因為有正確的信息，使問題的查找分析變得簡單明了。因此，在繼電保護的運行維護中，對裝置進行全面的認識十分重要。一般來說，可以從設備裝置的技術資料、設計圖紙或者數據資料等多方面對設備進行了解和認識。另外，裝置的初始數據能夠幫助相關人員對設備進行可靠性方面的判斷，因此必須對初始數據和異動數據進行相應的記錄。

（2）對電力系統中相關繼電保護裝置運行狀態應該進行實時監測，從而能夠得到相關設備的運行數據。將獲得的數據進行科學的存儲建立一套完備的數據庫，同時記錄每個設備事件對應的時間。從數據庫中讀取相關數據采用大數據挖掘等科學方式對繼電保護裝置的數據進行處理分析，尤其是分析研究設備故障時相關的數據特點。通過對設備運行數據認真分析和研究能夠得到設備的運行情況從而及時發現設備存在的問題提前制定相應的檢修計劃和檢修措施，從而有效的提高繼電保護裝置運行的可靠性，保證電力系統的安全運行。

（3）通過上文的分析可知電網中繼電保護和自動化設備對保證電網的安全運行具有重要的意義。為了保證相關設備的安全運行提高設備工作的可靠性，對繼電保護設備應當進行定期的預防性試驗。對繼電保護及自動化裝置進行定期的預防性實驗能夠保證裝置始終處于安全運行的狀態，從而保證其工作的可靠性。另外要區分新上項目設備和定檢項目，針對新上項目只進行少量的重要實驗即可，而針對定檢項目要嚴格根據檢測流程進行，從而最大程度的保證繼電保護設備工作的可靠性，保證電網的安全運行。在對繼電保護裝置進行定期檢修時應該在一次設備進行檢修時同時進行，這樣能夠有效的縮短電網的停電時間。不同電壓等級的繼電保護設備的檢修周期不一樣，對于110kV以上電壓等級的微機繼電保護裝置每2-3年對關鍵設備進行一次檢修，每六年對全部設備進行一次全面檢修。

另外要積極改進現有檢測方法引入更為先進的狀態檢測法。因為定期檢測法雖然能夠有效的保證設備工作的可靠性，但是由于要對設備進行拆裝必然會降低設備的使用壽命。而狀態檢測是根據設備運行的狀態制定科學合理的檢修方案，能夠及時的發現設備問題從而大大提高了設備運行的可靠性，另一方面也提高了設備的使用壽命降低了設備成本。

某供電局2013年對本局所轄的繼電保護和自動化設備采用狀態檢修，對比2011-2013年檢修和運行數據，如表1和表2所示。

表1 2011-2013 年的檢修及運行數據1

表2 2011-2013 年的運行及檢修數據2

由表1分析可知，該局對繼電保護設備采用狀態檢修后設備發生事故的次數為0，與前兩年相比故障率明顯降低。由表2分析可知，單臺繼電保護裝置的平均壽命由5年提高到6年，并且設備每年全壽命周期成本也降低到1.0025萬元成本降低了16.7%。

（4）提高繼電保護裝置運行的可靠性還要不斷提高相關人員的專業素養，提高設備維護人員的安全意識和責任心，盡心做好相關的檢修和維護工作。電網中繼電保護裝置運行的可靠想很大程度上依賴于設備運維人員的素養，包括專業技能、責任心、工作經驗以及事故突發應變能力等方面。為了提高設備安全運行的可靠性，應當不斷加強對相關運維人員的技術培訓，使其能夠熟練掌握相關技能牢記相關技術準則和操作流程以及突發事故的應變能力，另外在學習繼電保護本身的專業技能外能夠了解相關專業的發展狀況，掌握繼電保護技術的最新發展動向。除了提高工作人員的專業素養以外，還要注重提高其責任意識，建立完善的周期考評制度和獎懲規定，從而提高相關工作人員的責任心，保證設備檢修和保養工作能夠高質量完成。

3 結語

伴隨著我國電力系統容量和規模的不斷變大，繼電保護和自動化裝置的重要性將變的越來越大，繼電保護裝置的可靠性將直接影響到電網的安全運行。在可以預知的一段時間內，為了提高繼電保護裝置的可靠性應當不斷加大該方面的資金投入研究新方法和新技術，另一方面應當在現有保護裝置的基礎上做好人員的管理和培訓工作加強對設備的檢修和維護從而最大限度的提高設備的可靠性和工作的穩定性。

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