繼電保護可靠性及風險評估研究

馮曉偉

摘要：繼電保護是在對電力系統運作進行監測的過程中，根據電壓非正常減小、電流量非正常加大或測量抗阻不正常等電氣量的改變來對所保護的單元是否處在正常運作狀態加以判定，倘若察覺出現故障，要依據對故障種類及故障出現點的判定來自動實施切斷對應故障點的操作，以確保電力系統得以安全地運作，同時及時地將警報信號傳遞給值班工作人員。由于有某些安全風險存在，倘若判斷錯誤，實施了錯誤的保護操作，那么極有可能造成嚴重的電力事故。

關鍵詞：繼電保護；可靠性；風險評估

電能在人類社會和經濟的發展進步中起到重要的保障作用與推動作用，尤其在當今這個時代，更是人們日常生活、生產中不可或缺的能源供應。此種情況下，保證電力供應穩定、安全就成了電力部門首要關注的問題。文章對繼電保護的可靠性以及存在風險的評估問題展開了分析。

1 繼電保護可靠性指標

采用繼電保護可靠性指標可以較為方便快捷地對繼電系統的可靠性進行評估和分析，具有一定的現實意義。繼電保護可靠性指標主要包括概率、持續時間、頻率和期望值指標等。概率很難通過實驗準確得到，在電力系統繼電保護可靠性評估和分析過程中往往采用多次實驗的平均頻率指作為事件的概率值。繼電保護概率可靠性指標主要包括可靠度、不可靠度、可用度、不可用度、失效率、修復率等；繼電保護持續時間可靠性指標主要包括電力系統平均無故障時間、電力系統平均修復時間等；繼電系統期望值可靠性指標主要是指繼電保護系統在相應時間段內發生故障的期望次數值。

2 影響繼電保護可靠性的原因

2.1 繼電保護裝置本身的質量缺陷

有些繼電保護裝置的生產廠家出于對經濟利益的考慮，時常會制造一些不符合質量標準要求的產品，從而導致繼電保護裝置出廠時在調試及配置方面就有許多缺陷存在，另一方面，企業的工作人員在許多時候貪圖方便，時常在安裝及驗收繼電保護裝置的過程中會省去二次檢查這一工作環節，進而給繼電保護裝置的可靠性埋下了安全隱患。

2.2 軟件方面

如果說硬件為保護功能的實現提供了平臺，那么軟件算法就是保護功能實現的核心，也就是說繼電保護系統是否能夠正常開展工作在很大程度上會受到軟件可靠性的直接影響，而軟件的可靠性則主要受原理性能、軟件設計、系統使用以及系統輸入等因素影響。

2.3 電磁波干擾

近年來，電力系統中應用比較廣泛的一種繼電保護方法就是微機保護裝置，其不僅擁有較高的正確性，而且也極易操作，根據目前的發展態勢而言，日后它極有可能會取代其他保護裝置。然而它也存在著一定的缺陷，那就是在運作微機保護裝置的過程中會產生電磁場，而電磁波的干擾會極大地影響繼電保護的可靠性。

2.4 濾波

能夠濾除掉信號中特定波段頻率的就是濾波，對于外界干擾有極強的防止作用和抑制作用。源自通信理論的濾波還指以觀察得到的某個隨機過程結果為依據，估計另一個與其有關的隨機過程概率的理論、方法，可以從包含干擾信號在內的信號中將有用信號提取出來。一般情況下，外部干擾進入的途徑都是接線端子，所以為了抑制干擾源，可以于各個外接端子處對接一個適宜的電容器。

3 電力系統繼電保護可靠性評估

3.1 硬件可靠性評估

以典型微機繼電保護裝置硬件為例，包括電源模塊，其主要是為裝置提供電源；中央處理單元主要是支持繼電保護各項功能充分發揮作用；模擬量采集模塊，則是將電壓和電流等模擬量轉化為數字量，以便人們更好的運用數字信息；開關量輸入模塊，主要是采集節點或觸點的開關量信息，以便繼電保護裝置根據信息，適時與外部電氣隔離等。利用失效率函數來計算裝置硬件結構的功能模塊，得到浴盆曲線，由此可以確定，裝置設計制造、偶然因素、長期消耗均會造成裝置硬件各模塊的可靠性降低，失效率提高。計算裝置硬件拒動失效率、誤動失效率、總失效率、可靠度，由此可以確定微機繼電保護裝置硬件會受元件壽命影響，使其可靠度降低。所以，適時的檢修、更新裝置，可以提高裝置硬件應用性。

3.2 軟件可靠性評估

假如說繼電保護裝置的硬件為實現保護功能搭建了一個平臺，則軟件算法就是實現保護功能的關鍵，換言之就是繼電保護系統的正常運作能否實現在一定程度上取決于軟件的可靠性，而應用系統、原理性能、設計軟件以及輸入系統等原因都會在很大程度上干擾軟件的可靠性。

4 繼電保護系統風險評估評估

在電力系統中，繼電保護系統具有選擇性、靈活性和及時性原則，選擇性就是一旦電網運行出現問題，也可以進行及時篩選，另一個就是靈活性原則，就是在發生故障的時候可以第一時間做出正確處理方法，同時可以避免事故發生，最后就是可靠性問題，在電力系統運行中，如果發生危險，要對于電網進行很好保護，使得整個電力系統能有效運行避免錯誤發生。3、對于繼電保護系統的定值風險要進行及時保護措施，通過固定數值判斷，對于定值要進行正確確定工作，電網在運行中會變化，可以通過數值防止風險發生問題。一般情況下對于定值進行確定的時候可以進行三種情況分析，首先確定定值和安全標準不相符合，如果無法繼電保護應該對于運行保護裝置進行正常發揮工作，另一個就是確定定值和繼電保護選擇性，比安全標準高很多，對于跳閘現象要能夠針對電網運行情況進行分析，對于電網運行問題進行一定分析和保護工作，如果危害電網運行安全，要對于繼電保護系統進行一定合理保護工作，防止隱患發生問題出現。

綜上所述，在現代化的今天，無論是企業還是日常用戶都免不了對電力系統繼電保護的擴大化需求，也由此推動繼電保護技術向著信息化、通信一體化方向發展。由此，電力系統相關繼電保護工作人士的工作內容也日益冗雜，處于初步階段的國內繼電保護技術有待改善，往后的繼電保護工作仍然任重而道遠。

參考文獻：

[1]音成.繼電保護可靠性及其風險評估研究[J].通訊世界，2016，（13）：205-206.

[2]張懷玉.繼電保護可靠性及其風險評估研究[J].中國新通信，2015，（23）：98-99.

[3]苗建勛，武毅，孫洪玉，宋麗潔.繼電保護可靠性及其風險評估研究[J].電子制作，2014，（06）：230+225.