繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

楊慶忠，王 英

(國(guó)家電網(wǎng)大慶供電公司，黑龍江大慶163458)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力資源在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯。為了給經(jīng)濟(jì)社會(huì)提供持久穩(wěn)定的電力能源，我國(guó)的電網(wǎng)規(guī)模也日益擴(kuò)大。因此，電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率也越來(lái)越大，如果不能及時(shí)準(zhǔn)確地處理電力系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，對(duì)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各項(xiàng)事業(yè)發(fā)展都是非常不利的。為了解決這一問(wèn)題，繼電保護(hù)裝置應(yīng)運(yùn)而生。繼電保護(hù)作為維護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行的第一道防線，其可靠性至關(guān)重要，因此，必須要加大對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全隱患，避免因繼電保護(hù)裝置的可靠性出現(xiàn)問(wèn)題而造成電力系統(tǒng)更大的故障。

1 繼電保護(hù)系統(tǒng)工作原理分析

繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作原理是指根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)子系統(tǒng)可測(cè)量的變化，來(lái)分析判斷電力系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，如果可測(cè)量和系統(tǒng)要求的量有差距，就說(shuō)明電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)系統(tǒng)必須迅速作出反應(yīng)，來(lái)保護(hù)電力裝置免受損害。通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)工作原理的分析，不難看出繼電保護(hù)系統(tǒng)在維護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)方面所起的作用。同時(shí)，也要看到繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要，如果不能及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地處理電力系統(tǒng)運(yùn)行中的錯(cuò)誤，或者是錯(cuò)誤地發(fā)出保護(hù)指令，勢(shì)必會(huì)造成更大的損害，影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康有序的發(fā)展。

2 繼電保護(hù)系統(tǒng)特點(diǎn)分析

了解繼電保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以有效地降低繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的難度。結(jié)合繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作原理，分析出繼電保護(hù)系統(tǒng)有以下幾個(gè)特點(diǎn):

2.1 繼電保護(hù)系統(tǒng)具有選擇性特點(diǎn)

繼電保護(hù)系統(tǒng)具有選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)該有針對(duì)性對(duì)故障部位作出判斷處理，而不是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行處理。同時(shí)，如果出現(xiàn)故障的部位的繼電保護(hù)裝置沒(méi)有及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理的現(xiàn)象，相鄰的繼電保護(hù)裝置也能夠發(fā)揮保護(hù)作用，這就是繼電保護(hù)系統(tǒng)選擇性特點(diǎn)的體現(xiàn)。如果繼電保護(hù)裝置選擇性失靈，整個(gè)電力系統(tǒng)就會(huì)面臨癱瘓的危險(xiǎn)。

2.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)具有靈敏性、速動(dòng)性特點(diǎn)。

繼電保護(hù)系統(tǒng)的靈敏性、速動(dòng)性特點(diǎn)是指當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置必須能夠迅速地反應(yīng)，及時(shí)地進(jìn)行處理，這就是所謂的靈敏性和速動(dòng)性。

2.3 繼電保護(hù)系統(tǒng)具有可靠性特點(diǎn)。

繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性特點(diǎn)是對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的根本性要求。繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性包含兩個(gè)方面，即安全性、信賴性。繼電保護(hù)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，要做到不誤動(dòng)、不拒動(dòng)。

3 繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性檢修周期研究

為了維持繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，以往檢修人員大都采用“定期檢查”的方式來(lái)開(kāi)展繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢修工作。這種有計(jì)劃有目的的“定期檢修”模式，對(duì)于維護(hù)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性有一定的作用，但是也存在很大的弊端。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一，不能及時(shí)把握繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。檢修人員對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)的定期檢修工作過(guò)于程式化，按時(shí)按點(diǎn)的去檢修維護(hù)繼電保護(hù)系統(tǒng)，這樣容易造成不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性大大降低。第二，增加了檢修人員的工作難度和強(qiáng)度。“定期檢修”模式對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢修范圍非常大，有些沒(méi)有任何問(wèn)題的部分也要定期進(jìn)行檢修，這無(wú)形中加大了檢修工作人員的工作量，同時(shí)也造成了極大的浪費(fèi)。

4 繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

4.1 繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)

繼電保護(hù)裝置的可靠性是指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)它應(yīng)正確動(dòng)作，當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)拒動(dòng)。可靠性指標(biāo)是用數(shù)值的大小來(lái)表示可靠性程度，該指標(biāo)既可以從正確的角度出發(fā)，也可以從錯(cuò)誤的角度進(jìn)行定義。常用的指標(biāo)有:可靠度、故障率、可用度、計(jì)劃?rùn)z修率、修復(fù)率、切換時(shí)間、平均無(wú)故障工作時(shí)間和平均修復(fù)時(shí)間。

4.2 基于故障樹(shù)分析法的繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析

馬爾可夫模型法、概率法和故障樹(shù)分析法是目前對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行可靠性分析時(shí)常用的方法，其中故障樹(shù)分析法使用最為廣泛。繼電保護(hù)系統(tǒng)中的硬件系統(tǒng)主要由繼電保護(hù)裝置、電壓電流互感器二次回路、保護(hù)裝置的通信和斷路器及其操作機(jī)構(gòu)等組成。根據(jù)故障樹(shù)分析法把繼電保護(hù)系統(tǒng)的硬件失效分為繼電保護(hù)失效和斷路器失效兩部分。如果用A表示繼電保護(hù)正確，用B表示斷路器正確，繼電保護(hù)系統(tǒng)失效就可以表示為:AB+AB+AB=AB+B。

電力系統(tǒng)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，其運(yùn)作的可靠性和安全性極其重要。隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)和電力技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)也呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制和數(shù)據(jù)通信一體化，是今后繼電保護(hù)發(fā)展的趨勢(shì)。同時(shí)，隨著繼電保護(hù)技術(shù)的日益發(fā)展，我們對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析還有待深入。