繼電保護系統對一次設備可靠性的影響研究

彭爽（內蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責任公司，內蒙古 赤峰 025350）

在大型電網中對可靠性進行評估，繼電保護的定量計算是十分必要的，但由于大型電網的配套裝置、元器件數量較多，網絡結構也呈現出復雜的局面，不可能盡心更精確的計算和整理，因此，現實中針對大電網的可靠性分析，通常會省略掉繼電保護的影響，這顯然是不科學的做法。繼電保護是電網（電力系統）的第一道防護裝置，數據顯示，75%左右的電力系統故障與繼電器保護存在關聯，其中繼電保護系統中的誤動和拒動直接影響了電力的可靠運行。

因此，在電網系統中不考慮繼電保護是不科學的，會導致電網的可靠性預期與實際測得的數據誤差較大，由此獲得的分析數據也是不可靠的。

1 繼電保護系統可靠性影響因素分析

所謂“繼電保護”，指的是當前電力系統發生故障或者異常的情況下，繼電保護裝置可以在最短的時間內判斷并在最小的區域內將故障因素從電力系統中排除出去，同時通過通訊系統向電力檢查人員提醒，促使其進行人工維護，避免在電流突發異常的情況下造成其他地區和領域的用電損害；相對應地，一次設備指的是在電力系統中，直接用于生產（發電機組）或使用（電氣設備）電能的設備，如果把整個電力系統中的一次設備考慮在內，那么所要篩選的元件數量會超出想象，試圖進行管理、分析和計算根本就無從下手。

但是，完全放棄繼電保護對一次設備的影響考慮，也是不科學的，可以采取相對這種的方法，即將影響較大的繼電保護系統以及一次設備進行配比，進而采取可靠性評估；一方面，可以確保評價精度方面的基本需求得到滿足，將需要分析的元器件數量固定在一個可控的范圍內，減少分析和評估時間。另一方面，所獲得的數據具有較好的安全、穩定參考價值，為電力系統的可靠性運行提供了參考。

2 影響繼電保護系統可靠性的因素分析

具體分析，影響繼電保護系統可靠性的因素主要有三個方面：

2.1 軟硬件裝置影響

無論是何種繼電保護系統，在應用中采取哪種安裝方式，其原理都是電子設備和軟件系統的有機結合。軟件和硬件的運行原理不同，但任何一方出現問題，都會導致電力系統的穩定性大大折扣，如保護裝置的運行會受到電子設備老化和損壞的影響，而當電子設備老化的過程中，基點保護系統也同樣受到牽連。

我國目前應用較為先進的繼電保護裝置為數字化設備，這一裝置從硬件方面來說十分簡單，但在裝置內部增加了許多其他功能的元器件，間接地導致了系統運行可靠性的破壞，單純地以來硬件裝置的做法存在很大缺陷。因此，硬件在保護系統中可以看作是起到了平臺作用，而軟件則是發揮了核心功能。軟件的運行相對來說不會受外部環境的干擾，更多地要滿足系統測試的穩定性以及軟件測試可靠性，并綜合考慮系統魯棒性特征。

2.2 一次設備影響

結合現實分析，國內目前針對繼電保護可靠性研究主要集中在繼電保護系統自身的可靠性方面，而缺少對一次設備可靠性研究的影響。硬件組成和軟硬件結合所能提供的模型也有一些欠缺，由此可見，繼電保護系統和一次設備之間存在較大的差異性；繼電保護系統對電力系統的可靠性作用，是通過一次設備實現的，于是出現一個問題，針對不同的一次設備，繼電保護系統的耦合性和相鄰繼電保護系統之間的配合也是不同的，這種變化會導致每次的測試數據呈現出不同的變化；繼電保護系統可以正確、有效地反應一次設備誤動、拒動的功能，并在系統正確運行狀態下實現執行輸出。

2.3 二次回路影響

“二次回路”是相對一次設備而言的，包括測量回路、開關控制、信號回路以及斷路器等，基本上屬于低壓回路。當二次回路發生問題，如線路裸露、絕緣老化、線路接地或者元器件松動等，就會造成繼電保護系統的不正確動作發生。為了避免這種情況發生，二次回路也逐漸采取了繼電器保護系統升級，如采取數字化技術的引入，這樣一來二次回路就具有了更強大的自我檢測能力，在一定程度上緩解了對電力系統的干擾，減弱了對穩定性的影響。

3 提高繼電保護系統對一次設備可靠性的策略

近年來，隨著我國經濟發展速度不斷加快，電力系統也逐漸完善，尤其是在近年來的城鄉配電網升級改造過程中，不斷提高繼電保護系統對一次設備可靠性的保護措施。

3.1 加強對繼電保護裝置的檢查

繼電保護裝置是分布在電力系統中的重要組成部分，在進行設備檢查的過程中，必須嚴格遵守電力系統規定的流程展開。例如，在進行繼電保護裝置例行檢查的最后一步中，所有的檢測工作完成之后，就不允許在對設備進行插拔，因為這樣做會導致前面統計的數據失去價值，同時也不允許進行定制區以及二次回路接線在做出任何的改變。

3.2 提高接地布置的安全可靠性

處于安全角度考慮，線路接地安全是十分重要的，同時對繼電保護系統的可靠性也是如此。要實現接地安全和可靠性，就需要檢查可保護屏裝置以及相應地的屏障接地位置，在布置的過程中做到無遺漏、無缺陷，在接地網中應該選擇大截面的銅線，事先做好測定接地的安全區域選擇，降低對一次設備可靠性的影響。

3.3 加大高新技術的應用程度

隨著高新科學技術的不斷發展，尤其在硬件設施方面取得的巨大成就，為繼電保護系統的升級提供了可能。我國在繼電保護裝置方面提出了很多改進方案，并結合發達國家經驗，將網絡技術、計算機技術、信息化技術進行了引進，如實現了監控體系的融合，以及遠程終端檢測裝置結合，等等。新技術的應用不僅體現在硬件方面，在軟件方面的也收到了很好的效果，如在繼電器的控制中實現了多程連接，簡化了原有的邏輯關系，促使操作變得更加簡便。

同時，在繼電保護中，高新技術的引進也有效地提升了保護系統的相應速度和改善效果，進而實現了整個用電系統可靠性的提升。

3.4 改善電力系統工作方式

電力系統是我國重要的基礎功能構成部分，從人事上來說呈現出明顯的垂直狀態，在管理方面也表現出嚴格的趨勢。但在業務處理方面，依然存在較為被動的態勢。很多情況下，只有發生電力故障之后，電力工作人員才會去“搶修”，而在平時卻疏忽管理，如針對發生緊急問題制定必要的預防措施，或主動地進行電力設備檢查以及填寫工作等，工作中所出現的問題缺乏深入、細致思考，更缺乏主動的檔案歸類。

因此，在改善電力系統工作方式方面，必須從一般性入手，明確檢查人員的日常工作重要性，在電力企業中展開相應地定期檢查和不定期檢查，把可能出現的繼電保護故障處理在危害最小階段。

4 結語

綜上所述，在現實的電力系統管理中，加強繼電保護系統對一次設備可靠性的管理，不僅有助于電力系統保護，可有利于電網運行可靠性的提升。尤其在大電網的可靠性評估中，從實際需求出發，可借鑒馬爾科夫狀態模型建立相應地一次設備可靠性分析模型，其中關于選擇那些設備作為參考因素較為重要，要重點參考其靈敏度的分析，并將其作為權重加入到整個電網的穩定性評估當中。

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