電力系統繼電保護風險評估

摘 "要：隨著電力覆蓋范圍的迅速擴張，提高繼電保護在故障發生后的可靠性，保證電力系統正常運行，成為日益緊迫的問題，本文將從繼電保護風險評估、繼電保護可靠性兩方而，討論繼電保護風險評估的問題。

關鍵詞：電力;系統;繼電保護;風險評估;

中圖分類號：TM77 " " "文獻標識碼：A " " "文章編號：1674-3520（2015）-11-00-01

一、繼電保護可靠性

（一）當電力系統出現故障的時候，如果繼電保護系統不能快速正確動作將故障切除，這將會導致故障擴大。

對電力系統和電力用戶造成難以估量的損失，繼電保護快速可靠動作切除故障反應電力系統不正常運行狀態，將能夠有效的遏制電力系統故障的擴大，能夠保障電力系統的安全運行。 可靠性理論體系中，普遍采用如下可靠性指標來評估系統、設備等的可靠性，包括：概率，例如不可靠度和可靠度。平均持續時間，例如故障的平均持續時間、平均維修時間等。頻率，例如在單位時間里故障發生的平均次數。期望值，例如繼電保護系統在一年內發生故障的期望次數。對于可修復的設備或者系統，由于其在發生故障后能夠修復，修復之后再投入使用，故障后再修復，因此對于可修復元件以可用度作為其可靠性指標。對于不可修復系統或者設備，其可靠性指標是指在規定的時間內系統或設備未發生故障的概率，用可靠度來表示。

（二）影響繼電保護裝置可靠性的因素

1、微機保護裝置軟件。微機保護裝置硬件平臺是實現保護功能的基礎，軟件算法來實現保護的功能，所以，繼電保護軟件的可靠性對保護可靠性有著很大的影響。繼電保護軟件的可靠性難以通過物理的因素去加以計算，軟件可靠性主要與程序算法、軟件結構有關。

2、微機保護裝置硬件。不管是全數字化保護設備或是微機保護設備，其都是由看得見摸得著的硬件電子設備和軟件構成的完整整體，硬件電子設備的老化、電子器件的損壞會影響繼電保護裝置完成其相應的功能。比如，對于全數字化保護設備，其與傳統的微機保護設備相比硬件結構相對簡單了許多，但是增加了光纖輸出輸入接口，光纖接口的增加同樣也帶來了可靠性問題。如果光口損壞那么將會影響到保護跳閘命令的下達，同時采樣值也不能傳入到微機保護系統內。

3、互感器、斷路器等相關一次設備。電壓、電流互感器為繼電保護的采樣值提供數據，斷路器可以執行繼電保護發出的命令。互感器和斷路器等相關一次設備對保護功能的實現起著直接作用。傳統微機保護通常使用電磁式互感器，互感器的接線正確性與否，傳變誤差大小將影響微機保護的正確動作與否。全數字化微機保護通常使用光學互感器或者電子互感器，這類互感器具有傳變誤差小，沒有電磁互感器飽和等缺點，但是其可靠性仍然需要提高，其對保護功能的實現具有重要的影響。

4、二次回路。二次回路線路裸露、絕緣老化、各個元件接觸不良連接松動，這都將為繼電保護的功能實現帶來不利的影響。對于全數字化保護系統由于其采用了高速的通信網絡，能夠進行自我監測。聯系保護裝置和電子互感器的交換機和光纖鏈路如果出現問題，繼電保護裝置將無法接收消息根據其自動監視功能其將會發出告警信號。同樣，斷路器和保護裝置之間的信息傳輸出現問題，對于斷路器的智能終端也將發出告警信號，這種機制可以減小二次回路故障對保護可靠性的不利影響。

二、繼電保護的可靠性評估

（一）要了解繼電保護存在的風險

有必要分析繼電保護的工作原理及裝置要求，繼電保護的工作原理，就是根據電力系統的可測變化，及時作出故障區位判斷，從這一原理可知，繼電保護存在著風險，一旦判斷失誤，發出錯誤的繼電保護信息，有可能導致全電力系統大面積停電的災難性事故，或者出現因繼電保護無法識別電流、電壓等異樣狀況，忽略潛在危險，造成大面積供電中斷、損壞設備，因此，繼電保護需要進行風險評估。理論上，要去繼電保護裝置具有正確區分被保護元件是否處于正常運行狀態，若發生故障，是區內或區外故障。根據整個電力系統的故障前后監測對比情況，檢查電氣量的劇烈變化，經過判斷實現保護功能，對于與反應非工頻量對應的工頻量的繼電保護，判斷依據是電流的不正常增大、電壓的降低、電流與電壓相位角的改變、測量抗阻發生變化等，短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將大大超過此前的負荷電流反映的數值，電力系統內部各個點之間的電壓值也會發生變化，而且與短路點距離的遠近，影響著電壓值得高低。

（二）對繼電保護進行風險評估前，應該按照繼電保護的裝置要求配備相應裝置

提高繼電保護技術上的選擇性、速動性、靈敏性和可靠性，實現風險評估的輔助性措施，綜合降低風險評估的難度。對繼電保護進行風險評估，其選擇性應包含在內，速動性是對繼電保護裝置的另一個要求，它是指繼電保護裝置應具備的盡快地切除故障，以減少設備及用戶在大電流、低電壓狀態運行的時間，減少設備的損壞程度，提高系統并列運行的穩定性的功能特性，繼電保護裝置如果有良好的速動性，將大大減少風險，為風險評估提供良好的開頭，此外，繼電保護在靈敏性方面，亦有嚴格要求，作為繼電保護裝置的另一個重要特性，以靈敏系數衡量的靈敏性，對繼電保護風險評估提供了有效的參數，能夠滿足靈敏性要求的繼電保護，在規定的范圍內發生故障時，不論短路點在哪里，是何種類型，以及是否有過渡電阻在短路點上，都能夠正確執行反應動作，能夠在系統的最小運行方式下，面對兩相或者單相的短路故障條件，也能夠實現正確的反應措施，最后，對繼電保護裝置最根木的要求是可靠，包括安全性和信賴性兩方面的繼電保護可靠性，安全性是指繼電保護不誤動，即不需要動作時不發生動作，信賴性是指繼電保護不拒動，即在規定的保護范圍內發生了應該動作的故障時有可靠動作，理論研究。結果表明，繼電保護的誤動與拒動都會帶來嚴重危害，綜合上述關于繼電保護裝置要求性能的描述，運行合理、安全、高效的繼電保護，要有良好的選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的性能，評估繼電保護風險，也必須首先參考這些因素，檢驗繼電保護裝置能否實現以上要求。

（三）繼電器的選擇

繼電器作為繼電保護裝置的重要組成部分，是繼電保護風險評估的參考項目之一，選擇合適的、高質量的繼電器，對降低繼電保護的潛在風險有決定性的作用，繼電器的選擇，理論上受到使用環境、輸入信號不同、輸入參量的選定，負載情況等因素綜合影響，以使繼電器在正確的、相匹配的電力系統內最大限度、最安全的發揮理想作用。

參考文獻：

[1]黃興隆.電力系統繼電保護校驗與評估系統分析[J].中國科技縱橫，2014，（24）：214-214.

[2]林湘寧，劉沛，胡帆等.面向繼電保護的全過程系統振蕩仿真[J].電力系統自動化，2003，27（22）：56-59.