電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動化裝置可靠性研究

甘健波

摘要：目前，我國社會經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)水平顯著提升，在這樣的背景下，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)逐漸從傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)向智能化、自動化、信息化等新模式發(fā)展，為保證供電的安全性和穩(wěn)定性，應(yīng)將自動化設(shè)備應(yīng)用到繼電保護(hù)裝置中，完成繼電保護(hù)裝置的全面技術(shù)升級，充分發(fā)揮繼電保護(hù)自動化裝置的作用。基于繼電保護(hù)自動化裝置的作用和可靠性指標(biāo)，指出其風(fēng)險(xiǎn)防控內(nèi)容，并提出提高繼電保護(hù)自動化裝置的可靠性進(jìn)的方法。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù)自動化裝置;可靠性

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，各行各業(yè)都迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，電力行業(yè)也不例外。在人們的正常生產(chǎn)和生活中，電力資源的運(yùn)用更加廣泛，對于提高我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮著越來越重要的作用。電力系統(tǒng)對于輸電效率有著十分重要的作用，能夠直接影響人們的正常用電，從而在電力行業(yè)中受到了越來越大的關(guān)注。通過安裝繼電保護(hù)裝置，能夠很好的提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)，繼電保護(hù)自動化技術(shù)的發(fā)展大大提升了對電力系統(tǒng)的保護(hù)效率，科學(xué)的降低電力系統(tǒng)的故障率，推動行業(yè)的進(jìn)步。現(xiàn)階段，繼電保護(hù)裝置取得了很大的發(fā)展，對于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的應(yīng)用逐漸成熟，促進(jìn)了繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，為我國電力行業(yè)的健康發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。

1繼電保護(hù)自動化

當(dāng)前，我國電力行業(yè)取得了較快的發(fā)展，相關(guān)的電力系統(tǒng)建設(shè)也在抓緊開展，對于各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也在加強(qiáng)，使得電力運(yùn)輸效率大幅提高，能夠有效促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長。我國電力系統(tǒng)在建設(shè)中會遇到很多問題，尤其是在繼電保護(hù)裝置的安裝過程中，還存在著一些不足。繼電保護(hù)裝置作為重要的部件，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)起到很好的保護(hù)作用，通過繼電保護(hù)裝置的保護(hù)，電力系統(tǒng)在遇到故障時(shí)也能夠及時(shí)的作出反應(yīng)，確保電力系統(tǒng)能夠正常進(jìn)行供電工作，促進(jìn)電力系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展。繼電保護(hù)裝置經(jīng)過長時(shí)間的發(fā)展，已經(jīng)高效的應(yīng)用了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、微電子控制等，這些高新技術(shù)的應(yīng)用極大提高繼電保護(hù)的自動化效果，促使繼電保護(hù)裝置朝著自動化的方向發(fā)展。繼電保護(hù)裝置主要是通過應(yīng)用現(xiàn)代化高新技術(shù)，對電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的故障，就能采取相應(yīng)的保護(hù)措施，增加電力系統(tǒng)的安全性能。繼電保護(hù)裝置可以對電力系統(tǒng)進(jìn)行精確的控制，面對電力系統(tǒng)故障能夠發(fā)出警報(bào)，并且還可以發(fā)出跳閘命令，及時(shí)防止故障對電力系統(tǒng)造成更大的損害，靈活解決電力系統(tǒng)中存在的各種故障問題。

2繼電保護(hù)自動化裝置風(fēng)險(xiǎn)防控

在進(jìn)行可靠性評估時(shí)，還應(yīng)對繼電保護(hù)裝置可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行深入分析。在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)防控一般是采樣安全通道、額定值延時(shí)等。比如配電站采用的雙AD安全在通道的應(yīng)用過程中，需要對交流電流、工作電壓等主要數(shù)據(jù)進(jìn)行安全通道采樣，保證幅值差在數(shù)據(jù)中不超過0.025。一旦丟失精度超過幅值規(guī)范，就會發(fā)生故障，影響電網(wǎng)運(yùn)行。額定值延遲的風(fēng)險(xiǎn)體現(xiàn)在自動化裝置的固有延時(shí)上。一般單機(jī)設(shè)備的延遲需要在1ms以內(nèi)，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的延遲不應(yīng)超過2ms。當(dāng)延遲過高時(shí)，自動化系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)閉鎖功能。

3提高繼電保護(hù)與自動化裝置可靠性的方法

3.1改善研發(fā)生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量

通過不斷完善研發(fā)生產(chǎn)工藝來提升產(chǎn)品質(zhì)量，以增強(qiáng)繼電保護(hù)自動化裝置的可靠性，來保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。簡單來講，單一繼電保護(hù)自動化裝置出現(xiàn)問題不會對電力系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生重大影響，但是對于以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)來講，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是以繼電保護(hù)自動化裝置為基礎(chǔ)的，單一繼電保護(hù)自動化裝置故障也應(yīng)當(dāng)是極力避免的。單一裝置越復(fù)雜，裝置出現(xiàn)故障的可能性就越大，因此需要繼電保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家提升研發(fā)水平，改善生產(chǎn)工藝，做到繼電保護(hù)自動化裝置簡單化，一方面可以節(jié)約成本，達(dá)到提質(zhì)增效的效果，另一方面可減輕自身負(fù)荷，減少芯片壓力，提升保護(hù)功能效率。生產(chǎn)工藝也會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不可忽

視的影響。生產(chǎn)工藝主要體現(xiàn)在生產(chǎn)流程、原材料、人員操作等。繼電保護(hù)自動化裝置在生產(chǎn)流程方面有嚴(yán)格的規(guī)范，按照電子器件的相關(guān)特性，需要編制焊接、組裝、測試、老化生產(chǎn)管理規(guī)范，提升焊接水平，強(qiáng)化產(chǎn)品組裝能力等，通過檢測確保產(chǎn)品沒有虛焊、漏焊、靜電擊穿等生產(chǎn)不當(dāng)造成的產(chǎn)品質(zhì)量問題。原材料的質(zhì)量直接決定最終產(chǎn)品的質(zhì)量，影響產(chǎn)品的生命周期，以晶閘管為例，在小信號輸入、大電流大電壓輸出的實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)品質(zhì)量低劣的晶閘管無法長期起到放大作用，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。此外應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)生產(chǎn)人員培訓(xùn)，確保生產(chǎn)人員能夠嚴(yán)格按照生產(chǎn)管理規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn)，做好防靜電措施，以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度對待生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)。

3.2制定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

首先，工作人員需要明確的是在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試的過程中，必須按照嚴(yán)格國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所提出的技術(shù)要進(jìn)行操作，以確保在工作人員操作步驟的規(guī)范化，確保每個(gè)工作步驟和操作都是準(zhǔn)確的，而不能因不當(dāng)操作導(dǎo)致線路故障，留下安全隱患，也避免人為引起的電力事故的發(fā)生。工作人員要進(jìn)行科學(xué)的調(diào)試，并在調(diào)試完成之后，要對所出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，分析其問題，形成紙質(zhì)的書面報(bào)告，確保在工作環(huán)節(jié)過程中對各調(diào)試細(xì)節(jié)有更加科學(xué)和合理的規(guī)劃和管理，在這樣的流程運(yùn)轉(zhuǎn)中一旦出現(xiàn)了電力事故，可以及時(shí)查找原因，為其提供數(shù)據(jù)支撐，也為進(jìn)一步的維修提供運(yùn)營保障。

3.3實(shí)時(shí)監(jiān)測管理

電力自動化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，可監(jiān)測到每個(gè)繼電保護(hù)的節(jié)點(diǎn)，并可通過通信網(wǎng)絡(luò)對每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的監(jiān)測、解析、傳達(dá)三位一體的控制。在自動化繼電保護(hù)系統(tǒng)中，可通過設(shè)置軟閾值、硬閾值對繼電保護(hù)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，保持大部分繼電器運(yùn)行，使少量的繼電器處于休眠狀態(tài)，維持電網(wǎng)安全運(yùn)行的同時(shí)保證了繼電器高質(zhì)量的運(yùn)行，以防止繼電器長期運(yùn)行影響到其使用壽命;調(diào)節(jié)電路信號，保證繼電保護(hù)系統(tǒng)硬件與軟件間的兼容性，在確保電容量安全的同時(shí)提高線路的抗干擾能力;轉(zhuǎn)化外部信號，當(dāng)接收到外部信號后需將其以模擬信號的形式進(jìn)行傳輸，增強(qiáng)系統(tǒng)的散熱能力，以提高繼電器的靈敏性。如，利用電力數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系，在傳感器中運(yùn)用算法使其在空間和時(shí)間上互補(bǔ)，然后使用卡爾曼濾波法實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)在電路中的安全傳輸。

結(jié)語

通常情況下，電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況取決于繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性和自動化技術(shù)設(shè)備的可靠性。為了更好地確保繼電器保護(hù)設(shè)備和自動化技術(shù)設(shè)備在運(yùn)行中的安全性與可靠性，有必要對其進(jìn)行研究，探索提高其可靠性的方法，對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展有一定的推動作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]妮鹿菲爾·毛吾田.探析電氣繼電保護(hù)的常見故障及維修技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（10）：213.

[2]任志剛.淺談電氣繼電保護(hù)的常見故障及維修技術(shù)[J].魅力中國，2019（17）：364.

[3]葉磊.110kV變電站繼電保護(hù)常見故障與對策分析[J].通訊世界，2018（2）：244-245.

[4]魏超峰，張清麗.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置調(diào)試及安全管理策略探討[J].百科論壇電子雜志，2020，（11）：1776.

[5]路慶鵬.電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備及其自動化可靠性研究[J].商情，2020，（33）：181.