繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析及電網(wǎng)中的應(yīng)用

摘 要：隨著我國(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展，在電力企業(yè)中自動(dòng)化水平也在不斷提高，電網(wǎng)工程項(xiàng)目的建設(shè)結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，所用的器件數(shù)量在不斷增加。為了確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，在電網(wǎng)中廣泛采用繼電保護(hù)系統(tǒng)，本文就對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析，并對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用策略進(jìn)行探討，為電力行業(yè)的發(fā)展提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)系統(tǒng)；可靠性分析；電力系統(tǒng)；應(yīng)用策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.141

當(dāng)電力系統(tǒng)設(shè)備在受到人為損壞，或是因操作不當(dāng)，設(shè)備元件發(fā)生故障等多種情況導(dǎo)致電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常狀況時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)使被保護(hù)元件迅速切斷，確保其他線(xiàn)路運(yùn)行正常，縮小電力故障發(fā)生的范圍和產(chǎn)生的影響程度，為我國(guó)的電力事業(yè)發(fā)展提供了可靠的依據(jù)，在電電網(wǎng)中繼電保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

1 繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析

（1）繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)裝置主要是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)執(zhí)行故障隔離操作，對(duì)被保護(hù)的元件進(jìn)行隔離，確保其他線(xiàn)路可以得到正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免故障區(qū)域?qū)φ＿\(yùn)行的線(xiàn)路產(chǎn)生影響。為此，在繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析時(shí)，首先需要對(duì)繼電保護(hù)裝置的可靠性進(jìn)行分析，并用具體的數(shù)值來(lái)反映出裝置的可靠程度。在電力系統(tǒng)中對(duì)機(jī)電保護(hù)裝置可靠性分析的主要指標(biāo)包括修復(fù)率、平均修復(fù)時(shí)間、可靠度和切換時(shí)間等。為確保裝置可靠性能良好，因?qū)⒀b置各個(gè)方面性能進(jìn)行綜合考慮，最終找出對(duì)裝置可靠性產(chǎn)生影響的因素和原因等，根據(jù)具體的原因和影響因素提出針對(duì)性的措施和設(shè)計(jì)相關(guān)保護(hù)措施，對(duì)于裝置中可能會(huì)對(duì)整體可靠性能產(chǎn)生影響的部位要定期進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)[2]。目前電力企業(yè)在電網(wǎng)系統(tǒng)中通常采用的是微機(jī)繼電保護(hù)裝置，對(duì)現(xiàn)代電力線(xiàn)路傳輸提供保護(hù)，而這種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可以根據(jù)電路實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)保護(hù)方式進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而滿(mǎn)足現(xiàn)代化電力系統(tǒng)復(fù)雜性的需求。在微機(jī)繼電保護(hù)裝置工作中主要是應(yīng)用了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此對(duì)繼電保護(hù)裝置可靠性的分析還要確保計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的可靠性，在微機(jī)繼電保護(hù)程序編寫(xiě)時(shí)要防止外界因素的干擾，不能出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)差錯(cuò)，為微機(jī)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)的正常和可靠提供保障。

（2）故障樹(shù)分析法。目前在國(guó)際中對(duì)繼電保護(hù)裝置可靠性的分析主要是采用故障樹(shù)分析法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)數(shù)學(xué)邏輯思維來(lái)構(gòu)建分析過(guò)程，將繼電保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)直觀(guān)、清晰的展現(xiàn)出來(lái)[3]。在繼電保護(hù)系統(tǒng)中主要硬件設(shè)施包括二次回路、電壓電力互感裝置、繼電保護(hù)通信裝置、繼電保護(hù)裝置等，通過(guò)故障樹(shù)分析法對(duì)裝置進(jìn)行分組，具體分為斷路器失效和繼電保護(hù)失效兩個(gè)方面，其中A表示正確保護(hù)，B表示斷路器正確，具體如下圖1所示。

根據(jù)故障樹(shù)分析法主要是利用數(shù)學(xué)概率分析法，通過(guò)精密計(jì)算來(lái)體現(xiàn)出繼電保護(hù)系統(tǒng)各個(gè)模塊概率重要性，其中保護(hù)裝置在繼電保護(hù)硬件各個(gè)模塊中概率重要性較大，大約占據(jù)總裝置各模塊比重的45%，其次依次是二次回路、TVTA、通信接口、斷路器和繼電保護(hù)輔助裝置。由此表明，保護(hù)裝置和二次回路在繼電保護(hù)裝置中所發(fā)揮的實(shí)際作用更大，一旦發(fā)生故障也會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置硬件產(chǎn)生較大的影響，當(dāng)繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)，保護(hù)裝置和二次回路也是最容易出現(xiàn)故障的。

2 繼電保護(hù)系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

（1）電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)的工作狀態(tài)只有正常動(dòng)作和不正常動(dòng)作兩種，其中不正常動(dòng)作分為拒動(dòng)和誤動(dòng)兩種。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，但電力系統(tǒng)中的元件出現(xiàn)故障時(shí)，和元件相連接的保護(hù)系統(tǒng)則會(huì)做出跳閘命令，使故障線(xiàn)路和故障元件相隔離，對(duì)其他正常部位進(jìn)行保護(hù)，對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行合理配置，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的正常性和穩(wěn)定性發(fā)揮著重要的意義，有利于提高電網(wǎng)系統(tǒng)的傳輸能力和穩(wěn)定性。線(xiàn)路繼電保護(hù)裝置通常是中性點(diǎn)直接接地，而線(xiàn)路單側(cè)接地則使接地故障保護(hù)所采用的是零序電流保護(hù)模式，雙側(cè)線(xiàn)路接地時(shí)對(duì)零序電流保護(hù)測(cè)試則轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)階段式相間和電流保護(hù)的接地距離保護(hù)。而母線(xiàn)繼電保護(hù)配置則主要采用母線(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)電廠(chǎng)和110KV相連母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)做到及時(shí)切除，在母線(xiàn)上會(huì)安裝繼電保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)專(zhuān)用母線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)，在滿(mǎn)足線(xiàn)路保護(hù)基礎(chǔ)上來(lái)保護(hù)變壓器，從而使母線(xiàn)保護(hù)能力提高。在電網(wǎng)系統(tǒng)中主要組成部分是變壓器，因此就需要對(duì)變壓器采取一定的保護(hù)措施，通過(guò)現(xiàn)有繼電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)性能來(lái)對(duì)過(guò)電流、過(guò)電壓符合、電流速斷和零序電流安裝進(jìn)行保護(hù)。

（2）明確配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)。配電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)主要是對(duì)平均供電可用率、用戶(hù)平均停電頻率、系統(tǒng)平均停電頻率等指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行明確。系統(tǒng)平均停電頻率主要是對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)或企業(yè)在單位時(shí)間內(nèi)的停電次數(shù)建立相關(guān)指標(biāo)，而用戶(hù)平均停電頻率則是對(duì)一年中電力用戶(hù)的平均停電頻率建立指標(biāo)；平均供電可用率則是對(duì)用戶(hù)實(shí)際用電時(shí)間和電網(wǎng)的實(shí)際供電時(shí)間建立指標(biāo)。通過(guò)對(duì)具體指標(biāo)計(jì)算時(shí)得出準(zhǔn)確和具體的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，從而綜合評(píng)價(jià)出電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)而得出繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性。

3 結(jié)語(yǔ)

電力企業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展做出了較大的貢獻(xiàn)，也成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)作業(yè)開(kāi)展的重要依據(jù)，隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等科技行業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備數(shù)量和規(guī)模在不斷增加和擴(kuò)大，對(duì)設(shè)備的檢修工作量大，也存在一定的復(fù)雜性，為了確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，就需要提高繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中的相關(guān)元件和電力線(xiàn)路進(jìn)行保護(hù)，確保故障區(qū)域外的電力線(xiàn)路運(yùn)行正常和穩(wěn)定，從而使我國(guó)電力行業(yè)整體發(fā)展水平得到顯著提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]林捷.關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的一些優(yōu)化策略研究[J].通訊世界，2017（11）：143-144.

[2]吳晨.繼電保護(hù)系統(tǒng)與配電自動(dòng)化協(xié)調(diào)對(duì)于電網(wǎng)故障處理方法與建議[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，14（10）：65-65.

作者簡(jiǎn)介：張瑞（1981-），男，碩士，工程師，從事電網(wǎng)繼電保護(hù)工作。