繼電保護系統可靠性影響因素分析

蘭延東

摘 要：繼電保護系統可靠性對電力系統的安全運行具有重要意義，該系統可靠性受多方面因素的影響，自身軟硬件配置、一次設備、二次回路等都是較為顯著的影響因素，將其納入可靠性分析中具有實際意義。本文根據多年來對供電系統繼電保護可靠性的實踐經驗，深入分析了影響繼電保護可靠性的諸多因素，并提出相對應的有效提高繼電保護可靠性的對策措施，以期更好地提高供電系統繼電保護可靠性。

關鍵詞：繼電保護；一次設備；可靠性

中圖分類號： TM77 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）13-187-2

0 引言

繼電保護系統是電力系統的第一道防線，若發生拒動或誤動，將直接降低電力系統運行的可靠性。據統計，電力系統故障與繼電保護系統有關的可達75%，因此，在對電網可靠性評估時，若將繼電保護系統的影響納入評估體系中，將會增加可靠性分析的科學性和準確性。

1 繼電保護系統可靠性影響因素分析

1.1 繼電保護系統

繼電保護是指當電力系統出現故障或異常時，繼電保護裝置能以最快的速度對故障進行判斷和分析，并在最小的區域內將故障因素隔離，同時利用通訊系統向維護人員發出警報，提醒維護人員進行故障清理。繼電保護系統的應用可有效避免在電流突變的情況下造成大規模電氣損壞，對電力系統的安全運行具有重要意義。

1.2 繼電保護系統可靠性影響因素分析

1.2.1 系統自身軟硬件裝置影響

繼電保護系統的原理在本質上是一樣的，都是由電子設備和軟件系統結合而成，電力系統中軟件系統和硬件系統運行原理不同，任何一方出現問題，都會降低電力系統的穩定性；電子設備的老化程度以及損壞程度會影響保護裝置的運行，因此電子設備老化過程中同樣會影響到繼電保護系統的可靠性。目前，我國電力系統中多采用數字化繼電保護裝置，裝置硬件本身十分簡單，但其內部增設了很多其他功能的元器件，對系統本身的運行產生了很大影響。對于保護系統來說，硬件所起的作用僅是提供了一個平臺，真正發揮保護功能的則是軟件系統；軟件系統的運行可靠性較高，一般不會受外部環境的干擾，因此更能滿足系統測試要求。

1.2.2 一次設備影響

一次設備是電力系統中用于直接生產電能或使用電能的裝置，如發電機組和各類用電設備。大型電網中一次設備元件較多，若將所有一次設備進行考慮，則會由于元件數量過多而增加可靠性分析的難度，因此本文選取部分繼電保護系統和對應的設備進行分析，將計算量和計算難度控制在一定范圍內，同時提升可靠性評價的精確度。目前，在對繼電保護系統進行可靠性分析時，應將對一次設備的影響進行分析；系統硬件、軟硬件結合所提供的模型存在很大缺陷，繼電保護系統與一次設備之間的差異性不可忽略，加強對這一領域的研究十分必要。

繼電保護系統對電力系統的可靠性作用主要是通過一次設備實現的，而在實踐中卻經常出現如下問題：對不同的一次設備而言，繼電保護系統的耦合性和相鄰繼電保護系統之間的配合存在很大不同，這種差異性會導致每次的測試數據呈現不同的變化；繼電保護系統是否可正確的、有效的反應一次設備誤動（拒動），并在系統正確運行狀態下實現執行輸出將直接影響電力系統運行的可靠性。

1.2.3 二次回路影響

二次回路是相對于一次設備而言的，主要是由開關控制裝置、測量回路、信號回路、斷路器以及其他測量儀器等組成的，屬于低壓回路。二次回路中的線路絕緣失效、線路裸露、線接地以及元件接觸不良等問題一旦出現，就會影響繼電保護系統動作發生的準確性。為避免二次回路的影響，可對其進行保護升級處理，如引入數字化技術，增強二次回路的自我檢測能力，一定程度上抵消了元件故障的干擾，增強了繼電保護系統的穩定性。

1.2.4 繼電保護定值

從理論上看，繼電保護可靠性影響因素主要包括軟硬件設施、一次設備、二次回路以及保護定值等。但是，從實際操作運行中來看，主要影響因素還是繼電保護定值。

看待常規繼電保護系統時，求其定值時要按照離線的方式，而且要保持其運行狀態不變。然而，隨著電力系統的飛速發展，交直流在運行時已經混合，而且電網結構的復雜程度也增加了。除此之外，復雜的配合關系以及較長時間的后備保護動作在系統運行時很容易受到影響，最終導致離線整定模式越來越不符合要求。另外，很多可靠、返回系數也會對性能造成影響。最后，當在配電網中接分布式電源時，會產生一些新的特性，包括雙向潮流以及電源網絡等，然而定值整定又因為這些新的特性需要更高的要求，而且對保護原理也是一種挑戰。

2 提升繼電保護系統可靠性的措施

近年來，我國電力系統的建設和改造升級工程取得了顯著成就，尤其是在繼電保護系統可靠性方面，更是形成了一系列實用的保護措施。

2.1 繼電保護裝置可靠性檢查

繼電保護系統是電力系統中的重要組成部分，在進行設備安全性檢查時，要嚴格按照相關流程規范操作。如對繼電保護裝置進行最后一步安全檢查時，不允許對已檢測完的設備進行任何插拔操作，以免前面統計的數據失去應有價值；同時不允許對二次回路接線進行任何改變。

2.2 接地布置安全可靠性提升

線路接地是保障電力系統安全運行的關鍵步驟，也是影響繼電保護系統可靠性的關鍵環節。線路接地環節要做好各項環節的質量控制，確保接地的安全性和可靠性，如對保護屏裝置的檢查、屏障位置的檢查等，檢查時要做好無遺漏、無缺陷；接地線路一般選擇橫截面積較大的銅導線，實現選擇、測定接地的安全區域，減少對一次設備可靠性的影響。

2.3 加大高新技術應用程度

高新技術的發展和應用，推動了電力行業的發展，尤其是在硬件設施方面更是不斷升級換代，為繼電保護系統可靠性的提升提供了技術保障。我國在繼電保護裝置方面也做了廣泛的研究，在吸收國外先進技術和理念的基礎上，將信息技術、計算機技術和網絡技術引入其中，擴充了系統多項功能。如監控系統的融合功能、遠程終端檢測裝置的集成等。高新技術不僅推動了硬件的發展，還在軟件方面有了廣泛應用，如繼電器控制不僅實現了多程連接，還將原有復雜的邏輯關系簡化為容易操作的關系，進一步提升了用電系統的可靠性。

2.4 電力系統工作方式的改進

電力系統人事管理呈現出明顯的垂直狀態，業務上則存在很大的被動性，多數情況下是事故后搶修，而沒有做好事故前的預防工作。如缺乏針對緊急問題預防措施、沒有做好主動檢查及各項檢查信息的填寫工作。對此，筆者提出應對電力系統的工作方式進行改進，明確設備運行人員、維護人員的日常工作內容和責任，根據設備的運行情況進行定期和不定期檢查，及早發現并處理繼電保護裝置中的故障隱患，減少損失。

繼電保護系統是電力系統的重要組成部分，加強繼電保護系統可靠性的管理，可有效提升電力系統的安全性和可靠性。繼電保護系統可靠性影響因素較多，其中一次設備對其影響較為明顯，應將其納入繼電保護系統可靠性評價體系中，提升評價結果的精確度；同時，從技術和管理方面加強安全保護，確保繼電保護系統運行的安全性和可靠性。

參 考 文 獻

[1] 付聰，安靈旭，方華亮，孫聞，程宜風，余錦河，許超.繼電保護系統對一次設備可靠性的影響研究[J].電力系統保護與控制，2013，11：38-44.

[2] 焦玉杰.基于繼電保護系統對一次設備可靠性的影響分析[J].電子制作，2014，22：215.

[3] 戴志輝.繼電保護可靠性及其風險評估研究[D].華北電力大學，2012.

[4] 原云周.繼電保護系統的可靠性分析及在電網中的應用[D].天津大學，2008.

[5] 張雪松，王超，程曉東.基于馬爾可夫狀態空間法的超高壓電網繼電保護系統可靠性分析模型[J].電網技術，

2008，13：94-99.

[6] 王方.繼電保護系統可靠性評估的研究[D].華北電力大學（北京），2010.