繼電保護(hù)可靠性及風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估研究

唐華力

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.043

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，用電量也有顯著提高。因此，保障日常生活中用電的安全性是國民最為關(guān)注的話題，也是相關(guān)電力公司需要解決的首要問題。但就目前形勢來看，電力公司的繼電保護(hù)時(shí)常出現(xiàn)問題，給電系統(tǒng)的穩(wěn)定性也十分堪憂。本文從繼電保護(hù)的原理出發(fā)，淺析了繼電保護(hù)可靠性的影響因素和存在的主要問題，以及繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。希望本文能夠?yàn)槲覈^電保護(hù)工作有所啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) 可靠性 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）09（a）-0043-02

在我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展形式下，現(xiàn)代電力系統(tǒng)也正以越來越迅猛的速度發(fā)展著。在新技術(shù)的支撐下，現(xiàn)代電力系統(tǒng)更加的智能化，并且容量也有了顯著增大。但由于其運(yùn)行系統(tǒng)非常的復(fù)雜，隨之而來產(chǎn)生了一系列的不確定因素，并且這些因素對(duì)電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性運(yùn)轉(zhuǎn)都造成了嚴(yán)重的影響。電網(wǎng)保障的第一道防線就是繼電保護(hù)系統(tǒng)，所以，繼電保護(hù)系統(tǒng)是否安全可靠，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。因此，研究繼電保護(hù)的可靠性及風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估就顯得非常的重要。

1 繼電保護(hù)的工作原理

對(duì)繼電保護(hù)的可靠性及風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估研究，首先應(yīng)從繼電保護(hù)的工作原理入手，只有對(duì)其工作原理進(jìn)行深入理解，才能對(duì)可靠性及風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估進(jìn)行深入研究。繼電保護(hù)的工作原理是：首先，應(yīng)該對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行縝密的監(jiān)測來判斷各種被保護(hù)單元是否處于正常狀態(tài)。其監(jiān)測方法主要是對(duì)比電氣量的變化，可以通過判斷電流量是否過大，或者電壓值是否過低，或者測量抗阻異常等。通過監(jiān)測的結(jié)果，來確定到底是哪里出現(xiàn)了故障及造成故障發(fā)生的確切原因，然后把故障發(fā)生的部位切斷，以確保系統(tǒng)的安全可靠。從繼電保護(hù)的工作原理可以看出，繼電保護(hù)過程中的很多風(fēng)險(xiǎn)問題都是由于對(duì)工作原理認(rèn)識(shí)的不夠透徹。在依據(jù)測定值對(duì)故障進(jìn)行判斷時(shí)，有可能出現(xiàn)判斷失誤的問題，進(jìn)而導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作不能正常做出，這就極有可能引發(fā)更為嚴(yán)重的事故。因此，對(duì)繼電保護(hù)做出必要的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是必不可少且非常重要的。

2 繼電保護(hù)可靠性研究

2.1 可靠性計(jì)算的方法

目前，在對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行可靠性計(jì)算時(shí)，主要采用Markov模型法、故障樹法、GO法等。例如：故障樹法，在用該方法對(duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析，主要是通過建立可靠性模型，了解確定系統(tǒng)可靠性的實(shí)際情況，從而找出整個(gè)系統(tǒng)最為薄弱的環(huán)節(jié)，并預(yù)測系統(tǒng)的可靠性。歸納法和演繹法是對(duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析時(shí)最常采用的兩種基本方法。FTA是一種系統(tǒng)化的演繹方法，其編制程序比較適用與由計(jì)算機(jī)協(xié)助完成，可以按部就班的操作下去，但在使用過程中比較麻煩。該方法是以系統(tǒng)所不期望發(fā)生的一個(gè)頂事件作為分析目標(biāo)，然后對(duì)接下來所有原因的可能性進(jìn)行理性的判斷，在判斷時(shí)要格外的關(guān)注其直接原因。這種方法主要分為三步：第一步是建立故障樹；第二步是對(duì)故障樹進(jìn)行定性分析，第三步是對(duì)故障樹進(jìn)行定量分析。

此外，對(duì)于“GO法”，這種方法是一種以成功為導(dǎo)向的對(duì)系統(tǒng)的概率進(jìn)行詳細(xì)分析技術(shù)。在利用GO模型時(shí)，只要已經(jīng)輸入事件就可對(duì)最終概率有所推斷計(jì)算，這種方法的效率非常的高。對(duì)于GO運(yùn)算，主要包括操作符和信號(hào)流，操作符不但可以代替其中的某一個(gè)具體部分，還可以替代某種邏輯關(guān)系。用信號(hào)流可以連接操作符所代表的具體物流或邏輯上的進(jìn)程。

在整個(gè)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置也是其中的一個(gè)重要組成部分。它不僅可以反映出電力系統(tǒng)中任何電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)是否處于正常狀態(tài)或是否發(fā)生故障，還能夠?qū)崿F(xiàn)遙信、遙控、遙測和遙調(diào)，能有效地防止電力系統(tǒng)供故障的擴(kuò)大。因而，對(duì)繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置的可靠性進(jìn)行深入的研究，對(duì)整個(gè)電力工業(yè)的安全生產(chǎn)具有非常重要的意義。

2.2 繼電保護(hù)可靠性的影響因素

2.2.1 繼電保護(hù)設(shè)備自身的因素

在對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)時(shí)，要根據(jù)不同類別各自的保護(hù)邏輯原理、保護(hù)功能和范圍的不同提出有針對(duì)性的保護(hù)措施，這才能保證不同保護(hù)，在故障時(shí)運(yùn)作的可能性有了不同。

2.2.2 電磁干擾因素

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展及其應(yīng)用的逐漸推廣，微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來得越廣泛。電子技術(shù)使用得當(dāng)，不但能夠保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，還能有效地對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)今的繼電保護(hù)設(shè)備中的微機(jī)保護(hù)裝置顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備，隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)電設(shè)備也在跟隨著科技發(fā)展的步伐激流勇進(jìn)，并有望成為整個(gè)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的主體，使得其他的保護(hù)裝置被逐漸的替代。但在實(shí)際操作運(yùn)行中，不但保護(hù)裝置中的硬件會(huì)對(duì)保護(hù)裝置造成影響，而且其中的各類軟件系統(tǒng)也會(huì)或多或少的產(chǎn)生影響，此外，運(yùn)行環(huán)境中存在的電磁干擾都可能對(duì)保護(hù)裝置的可靠性造成深遠(yuǎn)的影響。

2.2.3 外部環(huán)境的干擾

繼電保護(hù)的可靠性除了受設(shè)備本身及電磁干擾的影響外，外部環(huán)境的諸多因素也會(huì)對(duì)起造成嚴(yán)重的影響。外部環(huán)境的溫度、濕度、沖擊、振動(dòng)、濾波、接地等因素都會(huì)對(duì)可靠性產(chǎn)生不同的影響。

對(duì)于溫度而言，由于不同的產(chǎn)品由不同的材料所制成，因而不同的產(chǎn)品對(duì)溫度變化所產(chǎn)生的反應(yīng)也不盡相同，最終對(duì)可靠性的影響也有所區(qū)別。

對(duì)于濕度這一外界環(huán)境而言，潮濕的環(huán)境會(huì)使材料的機(jī)械性能發(fā)生改變，并且還會(huì)對(duì)其化學(xué)性能產(chǎn)生影響。由于產(chǎn)品存在不同程度的吸潮現(xiàn)象，這就會(huì)使得密封產(chǎn)品的密封性能降低，甚至?xí)耆珕适Аa(chǎn)品表面涂敷層剝落等，最終對(duì)可靠性也會(huì)產(chǎn)生影響。

3 繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

風(fēng)險(xiǎn)包括導(dǎo)致?lián)p害的可能性和損害的嚴(yán)重程度。風(fēng)險(xiǎn)不是突然形成或一個(gè)單一的個(gè)體，它可以是由最初的幾個(gè)小的問題所堆積起來的。因此，要根據(jù)不同的風(fēng)險(xiǎn)類型進(jìn)行準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，做到有的放矢。另外，也可以對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的整體進(jìn)行評(píng)估，并且在研究風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的全面影響時(shí)，也需要使用相應(yīng)的定量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。一般情況下，風(fēng)險(xiǎn)程度一般用概率與后果的乘積表示。

對(duì)繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，主要包括對(duì)保護(hù)定值進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和對(duì)繼電保護(hù)硬件系統(tǒng)的內(nèi)部缺陷進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。當(dāng)繼電保護(hù)定值的設(shè)定有誤時(shí)，就會(huì)可能造成繼電保護(hù)的保護(hù)動(dòng)作出現(xiàn)錯(cuò)誤。繼電保護(hù)的不合理定值所引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)也是不同的，在對(duì)繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行實(shí)際評(píng)估的過程中，應(yīng)當(dāng)緊密的結(jié)合具體電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際情況，依據(jù)其相間距離的保護(hù)定值設(shè)定情況來進(jìn)行深入的研究。對(duì)于繼電保護(hù)硬件系統(tǒng)的內(nèi)部缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在一定程度上能夠規(guī)避由于某些硬件存在問題而引發(fā)的故障，保證繼電保護(hù)硬件能夠正常動(dòng)作，對(duì)降低相鄰設(shè)備的誤動(dòng)概率有一定的直接聯(lián)系，并有利于防止產(chǎn)生不間斷的錯(cuò)誤的繼電保護(hù)動(dòng)作，從而降低危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全可靠性，就是使整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)有了第一道安全屏障，直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。繼電保護(hù)的可靠性和風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要手段。繼電保護(hù)工作完成的質(zhì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，也深刻影響著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。對(duì)于電力公司要想提高繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確度，增強(qiáng)繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性，就應(yīng)該加大對(duì)繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及可靠性的深入研究。筆者對(duì)繼電保護(hù)的原理首先進(jìn)行的淺析，芻議了繼電保護(hù)可靠性的影響因素和存在的主要問題，以及繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

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