發(fā)電廠繼電保護(hù)可靠性影響因素研究

席俊明

（河北國華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司 河北省滄州市 061113）

發(fā)電廠繼電保護(hù)可靠性影響因素研究

席俊明

（河北國華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司 河北省滄州市 061113）

發(fā)電廠繼電保護(hù)直接影響著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文結(jié)合發(fā)電廠繼電保護(hù)分析了其可靠性指標(biāo)與評估方法以提高保護(hù)可靠性的具體措施。

發(fā)電廠；繼電保護(hù)；可靠性；影響因素

1 繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性影響因素及保護(hù)失效分類

1.1 繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性特點(diǎn)

對于任何一個系統(tǒng)來講，保證其可靠性是首要也是最重要的任務(wù)，一個系統(tǒng)若沒有可靠性，其他性能就無從談起，也不是一個成熟可以完工的系統(tǒng)。對于電力系統(tǒng)而言，一次設(shè)備是其剛性結(jié)構(gòu)，二次繼電保護(hù)系統(tǒng)則是使電網(wǎng)順利穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。繼電保護(hù)可靠性的分析也是電力系統(tǒng)方向的一個重要研究課題。由于二次系統(tǒng)會受到具體運(yùn)行環(huán)境以及自身運(yùn)行情況的約束，使得其可靠性與失效性在時間維度上呈現(xiàn)出一定的隨機(jī)性而非確定性，這使得繼電保護(hù)系統(tǒng)的對策制定上復(fù)雜性大大增加。

因?yàn)槔^電保護(hù)可靠性的各因素的耦合程度高，使得其在具體數(shù)學(xué)建模、各指標(biāo)選取以及具體算法的分析上難度加大。分析約束繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的相關(guān)因素，從電力系統(tǒng)整體考慮，保護(hù)裝置、保護(hù)裝置相關(guān)的通訊通道、保護(hù)定值、一次設(shè)備以及檢修或運(yùn)行人員的人為因素都是在建模過程中必須考慮的要點(diǎn)。此外，具體電廠繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)方案、設(shè)備配置方式以及電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況也都在宏觀上影響著保護(hù)裝置的動作情況。從保護(hù)裝置而言，設(shè)計(jì)保護(hù)裝置的的軟、硬件以及裝置內(nèi)部的冗余邏輯等是影響裝置動作的內(nèi)部因素，在軟件具體方案框架設(shè)計(jì)上以及具體電路設(shè)計(jì)方面的都有這不小的難度。

繼電保護(hù)的失效也就是非正常動作可以分為保護(hù)誤動和保護(hù)拒動兩種，這在保護(hù)可靠性分析時必須要考慮，分析其失效情況的原因以及表現(xiàn)特點(diǎn)（是否可以檢測到），把其作為考慮因素作為繼電保護(hù)裝置可靠性分析的一個方面。下面具體分析。

1.2 發(fā)電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性影響因素

1.2.1 裝置硬件

目前新變電站和發(fā)電廠的保護(hù)裝置全部是新型的數(shù)字化智能裝置，保護(hù)屏由各種硬件設(shè)施和軟件邏輯系統(tǒng)組成。數(shù)字電子系統(tǒng)的精確性比之傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)增加了不少，但是電子元件的精密性也帶來了更為復(fù)雜的系統(tǒng)不穩(wěn)定因素。如過熱會影響其使用壽命，導(dǎo)致功能輸出出現(xiàn)差錯，較多的光纖接口若因?yàn)榘l(fā)熱或其他因素導(dǎo)致其受到損壞，這會直接影響其采樣以及跳閘信號。

1.2.2 裝置軟件

繼電保護(hù)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)同樣不可忽視，軟件系統(tǒng)的數(shù)學(xué)算法是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心，算法的優(yōu)劣關(guān)系到保護(hù)動作的靈敏性與選擇性，是保護(hù)裝置的內(nèi)部靈魂。此外具體軟件的架構(gòu)、模塊形式以及用戶操作界面也影響到裝置的用戶體驗(yàn)友好程度。在分析軟件的可靠性時，很難把其進(jìn)行物理量化，只能定性分析，分析因素主要包含軟件設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)框架以及系統(tǒng)的使用方法和具體輸入/輸出模式等。

1.2.3 互感器等相關(guān)一次設(shè)備

電流、電壓互感器可以將電網(wǎng)一次側(cè)的大電流、大電壓變?yōu)槎蝹?cè)的小電流、小電壓。從而對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)、測量、監(jiān)控等。短路器則是具體的執(zhí)行輸出單元。對于微機(jī)保護(hù)，一般使用的是電磁繼電器，它的接線方式、傳變誤差的大小等方面都會影響到繼電器是否可靠正確動作。對于數(shù)字化系統(tǒng)，一般采用電子或光學(xué)繼電器，其本身的生產(chǎn)工藝以及相關(guān)配置導(dǎo)致繼電器的可靠性的不穩(wěn)定影響因素較多，這是其潛在的威脅。

1.2.4 設(shè)備老化

電氣設(shè)備隨著運(yùn)行時間的增加，不可避免的會出現(xiàn)老化，如相關(guān)機(jī)械設(shè)備的磨損，受到事故電流沖擊造成的傷害及發(fā)熱引起的變形。一方面由于設(shè)備老化引起的機(jī)械損傷，在跳閘信號發(fā)出后，可能會引起斷路器拒動。另一方面設(shè)備老化會造成電氣絕緣能力的下降，這會引起保護(hù)裝置誤動。不管哪種情況，電氣設(shè)備老化會導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性差，事故發(fā)生概率大大增加。這也是必須考慮的因素之一。

1.2.5 人為因素

上述分析的因素都是可以檢測控制的，只是實(shí)現(xiàn)控制的復(fù)雜程度不同。而人為因素則是不可控的因素。在變電站或者發(fā)電廠，對于運(yùn)行人員，若其素質(zhì)不高不熟悉設(shè)備保護(hù)原理與電網(wǎng)運(yùn)行方式，可能會導(dǎo)致運(yùn)行人員誤碰、投錯保護(hù)壓板；對于檢修人員，若其技能水平不夠，會導(dǎo)致其不能及時發(fā)現(xiàn)故障并處理，在維護(hù)中可能護(hù)發(fā)生誤整定保護(hù)定值等錯誤。這些不可控的人為因素也是影響保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要方面。

2 繼電保護(hù)可靠性指標(biāo)與提高可靠性的具體措施

2.1 可靠性指標(biāo)

要具體分析繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，必須要有一套科學(xué)的量化指標(biāo)和相應(yīng)的評價(jià)系統(tǒng)。這直接關(guān)系到保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析的正確性，所以要有完善的規(guī)章制度來制定考核指標(biāo)與評價(jià)系統(tǒng)。指標(biāo)的制定首先要結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，必須滿足保護(hù)要求。其次在滿足使用要求及保持一定先進(jìn)性的條件下，盡可能的有效控制資金成本。最后要根據(jù)硬件與軟件使用條件的不同確定與之相匹配的可靠性指標(biāo)。，此外還要注意指標(biāo)的可測定性原則。

2.2 提高可靠性的具體措施

2.2.1 完善規(guī)章制度

電力系統(tǒng)安全規(guī)程是一部電力工人血的教訓(xùn)，在以往的事后故障分析可以看出絕大多數(shù)的故障都是不按照安規(guī)進(jìn)行操作導(dǎo)致的事故。同樣，對于繼電保護(hù)系統(tǒng)，制定一套完善的監(jiān)管機(jī)制可以有效預(yù)防保護(hù)誤動作，提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，各電力企業(yè)應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，制定相關(guān)的設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)管理?xiàng)l例、責(zé)任人管理制度、事故預(yù)警與處理方案、設(shè)備定期校準(zhǔn)與缺陷處理準(zhǔn)則等。

2.2.2 定期檢查維護(hù)電氣設(shè)備

前文已經(jīng)提到，電氣設(shè)備的老化會造成保護(hù)裝置的誤動或者拒動，所以要減少這一因素的影響，必須檢修及運(yùn)行人員定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有老化現(xiàn)象，立即進(jìn)行處理，由其對運(yùn)行時間超過十年的設(shè)備重點(diǎn)進(jìn)行檢查維護(hù)。

2.2.3 加強(qiáng)繼電保護(hù)運(yùn)行操作的可靠性

在以往事故原因中，除了工作人員業(yè)務(wù)技能不夠以外，更重要的是工作人員在工作過程中缺乏責(zé)任感，沒有安全意識。工作技能與社會責(zé)任感缺一不可，只有二者都具備了才能增強(qiáng)運(yùn)行檢修人員對保護(hù)系統(tǒng)的管理，盡可能的減少影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的不可控人為因素。對于二次保護(hù)班成員，要求其掌握繼電保護(hù)工作原理、熟悉二次回路圖紙與接線，能夠準(zhǔn)確及時發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置問題并及時解決。工作中，要與運(yùn)維管理人員配合，在完成保護(hù)裝置檢修維護(hù)的同時，杜絕發(fā)生人身觸電事故。保證工作可靠進(jìn)行，確保電網(wǎng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)束語

發(fā)電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性關(guān)系到電網(wǎng)是否能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，本文從保護(hù)系統(tǒng)可靠性出發(fā)，研究了其可靠性指標(biāo)以及提高可靠性的具體措施。

[1]李生虎，王京景，劉正楷.基于瞬時狀態(tài)概率的保護(hù)系統(tǒng)短期可靠性評估[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2009（25）.

[2]熊小伏，歐陽前方，周家啟，等.繼電保護(hù)系統(tǒng)正確切除故障的概率模型[J].電力系統(tǒng)自動化，2007（07）.

TM771

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2016-2-12