繼電保護風險評估及可靠性探究

周惠瓊

摘 要：社會快速發展對電力的需求不斷增加，導致很多線路長時間滿負荷運行，加速了線路的老化，再加上后期維護管理工作不到位，最終會增加電網運行的安全威脅。為提高線路運行安全性與穩定性，必須要結合線路運行特征，做好繼電保護措施研究，文章分析了繼電保護風險評估以及繼電保護的可靠性。

關鍵詞：繼電保護；風險評估；可靠性

為滿足社會經濟發展需求，電網建設逐漸實現了大容量、新技術、遠距離以及高電壓傳輸等，在提高運行效率的同時，各類新型技術的應用，也為電網運行帶來更多不確定性。為保證電網運行的穩定性與安全性，必須要做好繼電保護研究，從繼電保護工作原理入手，對存在的風險與可靠性進行分析，選擇切實可行的措施進行管理，爭取不斷提高電網運行穩定性。

1 繼電保護工作原理分析

對于電網運行的繼電保護措施，想要進行風險評估與可靠性分析，必須要了解其工作原理。繼電保護動作前，需要確定被保護裝置的運行狀態，判斷其運行中是否存在異常情況，然后以設備的判斷情況來對整個電力系統進行檢測，確定電網運行是否存在故障，例如電流量異常增大，或者電壓降低等，可以判斷線路運行故障，并對故障類型以及位置進行確定，最后采取相應的保護動作[1]。故障檢測是繼電保護動作的前提，但是從工作原理中可以確定，故障檢測中存在一定的風險，對故障的檢測很有可能出現失誤，導致保護動作誤動，對電網運行造成影響。因此，在對電網采取繼電保護措施時，必須要對其運行風險進行評估，判斷保護動作的可靠性，減少保護誤動作的發生，提高線路運行的穩定性與安全性。

2 繼電保護風險分析

為保證繼電保護的有效性，在正式運行前應做好風險評估與預測工作，提前對可能出現的風險進行預測，并制定完善防護方案，采取有效的措施來提高保護動作的可靠性。不同繼電保護在應用時出現的風險不同，在對其進行評估預測時，選擇的方式與手段也就不同，另外因為風險出現的方式具有多樣化，經常會有多種運行風險組合出現，評估手段的選擇應以實際情況來確定。一般情況下可以選擇用公式R=P·I來對風險進行分析，其中R表示運行風險，P表示風險發生的概率，而I表示風險存在產生的后果[2]。

電網運行所用繼電保護措施，具有靈活性、選擇性、可靠性以及及時性等特點，在應用過程中一旦線路運行出現故障，可以在第一時間對故障部位進行切除，保證其余部分能夠正常運行。其中，靈活性即保護裝置可以在電網故障出現時，第一時間接收到故障信號，并及時作出反應，減少故障對電網運行造成的影響。選擇性即在電網發生故障后，繼電保護能夠及時對各項故障信息進行區分，并對各項故障線路進行篩選，保證保護動作能夠互不影響。可靠性即繼電保護安全性，即在電網運行故障時能夠及時實現保護動作，盡最大可能保護電網運行安全，并且在電網正常運行時不會出現保護誤動作。及時性即在運行故障發生時及時進行切除并解決，對事故影響范圍進行有效控制。想要實現繼電保護的功能，必須要保證其能夠滿足以上各項特點，減少繼電保護的風險。

3 繼電保護風險評估分析

3.1 硬件系統風險評估

第一，如果電網系統運行時出現故障，繼電保護裝置是否存在部分構件不能正常動作而產生拒動，甚至對被保護設備或者電路造成影響。第二，在電網出現運行故障時，繼電保護裝置硬件存在問題并導致其他硬件出現誤動作，增加電網運行存在的安全威脅。第三，在電網正常運行過程中，受電流或者電壓等因素影響呈現的運行狀態不同，有時也會造成繼電保護出現硬件問題而出現誤動。繼電保護過程中很容易受到外界以及自身影響，而導致保護裝置構件出現問題，最終會對裝置保護動作產生影響，很容易造成相鄰設備的誤動作，嚴重的甚至會造成連續誤動作，是繼電保護風險評估的主要內容。

假設輸電線路中收信機RA發生隱藏故障，無法正常接受遠端與近端信號，始終處于閉合狀態，如圖1所示。在對其進行故障風險評估時，通過分析確定隱藏故障誤切線路AB必須要具備兩個條件：保護裝置發生了隱藏故障、外部故障FB發生在DA的保護范圍以內，如圖1中陰影所示。對于輸電線路中應用的任何一種繼電保護裝置都有相應的風險區域，風險區域位置與范圍由其整定值來確定。如果在保護裝置的風險區域內發生故障，則保護裝置隱藏故障機會使保護誤動而非選擇性地斷開線路元件，擴大故障范圍。

圖1 輸電線路方向比較連鎖保護

3.2 定值風險評估

繼電保護定值存在的風險主要可以分為幾個方面：第一，繼電保護定值設定與實際不符，設定結果低于電網運行安全標準，影響繼電保護裝置的正常運行，其所具有的功能不能順利實現，進而能夠起到的保護作用有限，對于部分超出保護能力之外的運行故障，就會對電網造成威脅[3]。第二，繼電保護設定值不能滿足電網運行最大負荷要求，不能自身進行調整，保護動作不合理，甚至還會出現誤動作，危害了電網運行安全。第三，繼電保護定值不能滿足保護過程中的選擇性，即高于基點保護安全標準，在電網運行過程中容易出現越級跳閘事故，并不利于電網的正常運行。因此，需要對繼電保護定值風險進行評估，結合電網運行實際需求，合理設定定值，爭取提高電網運行可靠性。

4 繼電保護裝置與可靠性分析

4.1 繼電保護裝置

想要提高電網繼電保護效果，除了要做好風險評估外，還應做好對保護裝置的管理，為提高繼電保護可靠性提供輔助作用。保護裝置必須要具備靈敏性、選擇性以及可靠性等基礎本要求，保證能夠在故障發生后及時定位并采取保護動作，即便是在故障設備或者線路發生保護拒動時，通過相鄰設備或線路的保護裝置也能夠將故障切除，降低故障產生的影響，提高電網運行穩定性。在所有保護裝置中以繼電器最為重要，選擇時需要對使用環境、輸入參量以及輸入信號等實際情況來卻行，一般應選擇質量較高并合適的設備，保證其能夠充分發揮所具有的功能，降低繼電保護潛在的風險。

4.2 繼電保護可靠性

可靠性即繼電保護裝置在特定條件下，規定時間內累計完成規定保護功能的概率，是繼電保護的基本要求，是保證電網保護動作的基本保障。通過提高繼電保護可靠性，可以降低保護裝置誤動、拒動發生的概率，保證設備不會因為電流正常性增大而對相應部位進行切除，不會對整個電網運行造成影響[4]。即便是在部分位置出現故障后，也可以及時做出反應，對故障影響范圍進行控制，提高電網運行安全性。在提高電網繼電保護可靠性時，不但要選擇用質量高、合適的裝置，同時還需要對各項裝置做好定期維護與檢修工作，對出現故障以及老舊的設備及時進行更換，保證整個繼電保護系統能夠正常運行。面對電網建設的日益復雜性，在繼電保護可靠性的研究性，可以引進各項新型技術與設備，采取更安全、便捷以及高效的措施來對電網進行保護。

5 結束語

繼電保護是保障電網運行安全與穩定的主要措施之一，但是在運行過程中也存在一定的風險，因此需要結合其工作原理，對存在的風險進行分析與評估，采取有效的措施進行優化，爭取不斷提高繼電保護可靠性，保證電網運行的安全性。

參考文獻

[1]江成，潘曉峰，沈旭曉.繼電保護可靠性評價及風險評估研究[J].機電信息，2013（12）：14-15.

[2]段懿倫.淺論繼電保護風險評估及可靠性[J].科技與企業，2013（7）：65-66.

[3]胡博，謝開貴，趙淵，等.電力系統可靠性評估的動態任務分配并行算法[J].電力系統自動化，2011（10）：15-16.

[4]吳文傳，呂穎，張伯明.繼電保護隱患的運行風險在線評估[J].中國電機工程學報，2010（7）：32-33.