數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠性研究

王雪　劉飛

【摘要】隨著我國(guó)電網(wǎng)改造技術(shù)和速度的加快，電網(wǎng)的穩(wěn)定性有了較好的提高，然而，繼電保護(hù)設(shè)備作為電網(wǎng)中的重要組成部分，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著重要的作用，其中繼電保護(hù)裝置的可靠性是運(yùn)行維護(hù)人員需要急切解決的問(wèn)題，對(duì)繼電保護(hù)可靠性的研究對(duì)于開(kāi)發(fā)新的保護(hù)原理與配置方案、為保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行提供參考依據(jù)具有重要意義。為此，本文將從繼電保護(hù)的可靠性入手，針對(duì)如何加強(qiáng)繼電保護(hù)的可靠性應(yīng)采取的相應(yīng)措施進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)裝置、可靠性分析、措施

【中圖分類(lèi)號(hào)】F407.61 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）04-0061-01

數(shù)字繼電保護(hù)裝置因其靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)正逐步取代傳統(tǒng)的保護(hù)裝置而被廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，擔(dān)負(fù)著保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要任務(wù)，因此，有必要對(duì)其可靠性進(jìn)行定量的評(píng)估和系統(tǒng)的研究分析。但由于數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠性涉及的因素較多，評(píng)估難度較大，所以到現(xiàn)在為止還沒(méi)有成熟通用的方法來(lái)定量分析數(shù)字繼電保護(hù)裝置的可靠性。

1、繼電保護(hù)裝置的可靠性分析

1.1繼電保護(hù)裝置可靠性的含義分析

繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)因其及時(shí)有效的保護(hù)行業(yè)使電力企業(yè)及用戶免受損失；所以繼電保護(hù)的可靠性是指保護(hù)裝置在預(yù)定時(shí)間內(nèi)、在規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的能力。一般要求繼電保護(hù)裝置滿足選擇性、可靠性、速動(dòng)性和靈敏性要求，能在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)陜速、可靠地動(dòng)作，有效遏制系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)一步惡化，起到保障電網(wǎng)安全的作用。關(guān)于傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置可靠性的研究已經(jīng)有很多，隨著微機(jī)保護(hù)的發(fā)展，微機(jī)繼電保護(hù)裝置逐漸取代了傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置，針對(duì)微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)運(yùn)用馬爾科夫理論建立其狀態(tài)空間模型，準(zhǔn)確全面評(píng)估微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性指標(biāo)。

1.2影響繼電保護(hù)裝置可靠性的因素分析

繼電器通過(guò)斷路器選擇性的切除故障，它能夠在線監(jiān)控所保護(hù)的區(qū)域中電力系統(tǒng)的運(yùn)行，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障，針對(duì)故障類(lèi)型發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息，指導(dǎo)相關(guān)的工作人員第一時(shí)間切除故障，恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在實(shí)際操作過(guò)程中，有很多因素會(huì)影響到繼電保護(hù)裝置的正常工作，主要有如下幾種：

（一）繼電保護(hù)裝置中硬件因素繼電保護(hù)裝置、二次回路、繼電保護(hù)輔助裝置、裝置的通信、通道及接口、斷路器。這些重要元件作為繼電保護(hù)可靠性的保障，元件的質(zhì)量還會(huì)影響到主接線的可靠性，所以要想達(dá)到系統(tǒng)保護(hù)的可靠性，則需要確保繼電保護(hù)硬件的可靠性和質(zhì)量達(dá)到相關(guān)的要求。同時(shí)繼電保護(hù)裝置的合理裝配是基礎(chǔ)，只有保證了起關(guān)鍵作用的模塊具有穩(wěn)定的性能，才能保證繼保的高可靠性。例如：在繼保裝置中，如果發(fā)現(xiàn)交流電壓的切換箱或者是三相操作繼電器箱存在故障，就很可能會(huì)引起整個(gè)繼電裝置的誤動(dòng)作。尤其要注意的是，保護(hù)裝置的通信接口很容易出現(xiàn)通信阻斷的情況，一旦通信不暢，就會(huì)直接造成機(jī)電保護(hù)裝置的異常運(yùn)行。

（二）客觀環(huán)境因素的影響繼電保護(hù)裝置在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行時(shí)，很多部件會(huì)受到客觀環(huán)境因素的破壞，導(dǎo)致其各項(xiàng)功能受到影響。比如：如果在裝置周?chē)沫h(huán)境中存在有含量較重的有害氣體或者空氣的濕度較大，就會(huì)造成電路板的氧化，引起保護(hù)裝置的快速老化和腐蝕，使得裝置接觸不良，繼電保護(hù)裝置也會(huì)失去相應(yīng)的保護(hù)功能，所以在使用過(guò)程中，要關(guān)注繼電保護(hù)裝置周?chē)沫h(huán)境。

（三）繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)的軟件因素的影響軟件編寫(xiě)不正確經(jīng)常會(huì)引起繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，造成電力系統(tǒng)事故，目前影響微機(jī)保護(hù)軟件可靠性的因素有：需求分析定義不夠準(zhǔn)確、編碼過(guò)程編碼有誤、測(cè)試時(shí)沒(méi)有按照規(guī)范進(jìn)行、定值輸入錯(cuò)誤及軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失誤等。

（四）主觀人為因素的影。影響繼電保護(hù)可靠性的人為因素不僅涉及到運(yùn)行部分的繼電保護(hù)人員和運(yùn)行值班人員，還應(yīng)包括安裝人員及運(yùn)行人員。繼電保護(hù)裝置的可靠性依賴(lài)于工作維護(hù)人員的責(zé)任心和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。如果安裝人員對(duì)相關(guān)知識(shí)不熟悉，經(jīng)驗(yàn)不足，沒(méi)有按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行正確接線，或者是接線工作人員在操作中接錯(cuò)極性以及檢修工作人員的不正當(dāng)操作等，都會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不可靠性事故的發(fā)生，所以不能忽略。

2、提高繼電保護(hù)裝置的有效措施和方法

投入運(yùn)行后的繼電保護(hù)裝置，會(huì)受到復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境的影響，其性能和各種運(yùn)行狀態(tài)不可能完全能夠被預(yù)測(cè)繼電保護(hù)的，因此，這時(shí)就需要制定相應(yīng)的預(yù)防措施，減少隱患的發(fā)生，提高繼電保護(hù)的可靠性。

2.1加強(qiáng)質(zhì)量的管理

繼電保護(hù)裝置中的各元器件的質(zhì)量對(duì)繼電保護(hù)的可靠性有著重要的影響，各元器件的故障率及壽命直接影響著繼電保護(hù)的可靠性，所以在對(duì)各元器件選擇時(shí)要把好質(zhì)量關(guān)。具體有：首先在保護(hù)裝置投入運(yùn)行前應(yīng)嚴(yán)格把守驗(yàn)收關(guān)，對(duì)保護(hù)裝置性能和回路進(jìn)行詳細(xì)檢查，往往可以查找出許多安全隱患。若發(fā)現(xiàn)有設(shè)計(jì)缺陷，可通過(guò)驗(yàn)收檢查部門(mén)及時(shí)提出，并向設(shè)計(jì)人員提出修改意見(jiàn)。其次在系統(tǒng)設(shè)備改造中，對(duì)繼電保護(hù)調(diào)試工作結(jié)束時(shí)，變電站工作人員應(yīng)該參與繼電保護(hù)工作人員的二次驗(yàn)收工作，避免出現(xiàn)運(yùn)行人員缺乏對(duì)設(shè)備的深入了解的尷尬局面，保證運(yùn)行人員有能力及時(shí)處理設(shè)備的細(xì)小故障。另外，在選購(gòu)繼電保護(hù)裝置時(shí)，也要嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量管理，選擇制造口碑好，產(chǎn)品過(guò)硬的廠商，不能僅僅考慮經(jīng)濟(jì)因素而選擇價(jià)格低、質(zhì)量得不到保證的產(chǎn)品。買(mǎi)回來(lái)的裝置也要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)，對(duì)于那些故障率高、壽命短的元器件，要嚴(yán)禁入庫(kù)。

2.2對(duì)冗余設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

通過(guò)冗余設(shè)計(jì)優(yōu)化使保護(hù)裝置滿足可靠性指標(biāo)，達(dá)到減量增效的目的，實(shí)現(xiàn)投資額最小化。通過(guò)重復(fù)、多數(shù)表決、備用切換等硬件冗余設(shè)計(jì)，可以顯著改善可用度、拒動(dòng)率等可靠性指標(biāo)，提高系統(tǒng)可靠性。具體有，在對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝和調(diào)試時(shí)，要盡量減小晶體管受干擾源的影響。在設(shè)計(jì)時(shí)，要切斷干擾的耦合途徑，設(shè)置必要的隔離變壓器和濾波器，加設(shè)接地電容，在輸入輸出回路上采用屏蔽電纜等。由于各種設(shè)計(jì)方法都有一定的優(yōu)點(diǎn)和局限，因此，要根據(jù)繼電保護(hù)實(shí)際情況，進(jìn)行合理分析，做出最優(yōu)選擇。

2.3加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置技術(shù)改造工作

隨著科技不斷發(fā)展，電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信號(hào)處理技術(shù)為繼電保護(hù)提供了良好的技術(shù)支持，應(yīng)充分依靠新技術(shù)，提高繼電保護(hù)技術(shù)，不斷提高保護(hù)系統(tǒng)性能。并及時(shí)更新保護(hù)校驗(yàn)設(shè)備，完善供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。在不影響正常安全生產(chǎn)的情況下，確保各回路均有足夠保護(hù)整定時(shí)間，使保護(hù)裝置校驗(yàn)做到應(yīng)校必校，不漏項(xiàng)，不簡(jiǎn)化。為快速隔離故障.恢復(fù)供電，可以考慮結(jié)合配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，繼電保護(hù)與自動(dòng)化系統(tǒng)相互配合使用，逐步完善電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和技術(shù)設(shè)施。

2.4加強(qiáng)日常監(jiān)管，提高故障處理的能力

為了提高繼電保護(hù)裝置的可靠性，對(duì)保護(hù)裝置需要進(jìn)行及時(shí)的檢查，檢查各連接點(diǎn)的緊固性，把各連接點(diǎn)的緊固性作為預(yù)防事故發(fā)生的重點(diǎn)來(lái)進(jìn)行落實(shí)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的異常或存在缺陷的部位，并做好相關(guān)的記錄，對(duì)于那些容易引起誤動(dòng)的保護(hù)要及時(shí)將其退出口壓板，認(rèn)真分析并且查明原因之后再恢復(fù)其狀態(tài)。另外需要對(duì)各專(zhuān)業(yè)人員的職業(yè)素質(zhì)進(jìn)行培訓(xùn)，由于繼電保護(hù)整定計(jì)算是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作，需要相關(guān)工作人員有較強(qiáng)的責(zé)任心和職業(yè)道德。

結(jié)束語(yǔ)：

繼電保護(hù)的可靠性研究是保護(hù)電網(wǎng)安全的重要課題，繼電保護(hù)裝置有其自身的運(yùn)行特點(diǎn)，所以需要對(duì)其進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響可靠性的因素。因此，我們要慎重地對(duì)待保護(hù)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，從設(shè)計(jì)、購(gòu)置元器件、檢測(cè)、維護(hù)各個(gè)方面做足工作，才能充分發(fā)揮繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)作用。

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