電力系統繼電保護與自動化可靠性研究

齊士杰

大唐環境產業集團股份有限公司三門峽項目部

電力系統繼電保護與自動化可靠性研究

齊士杰

大唐環境產業集團股份有限公司三門峽項目部

隨著我國社會的發展以及市場經濟的進步，人們生活與生產工作中對于用電的需求在不斷增長，國家電網的建設規模也在隨之擴大中。電氣機械的運行環境往往很復雜，對設備有著比較高的要求，然電氣設備的運行更加復雜。設備的故障率也因此增多，這就需要通過強化電力系統的繼電保護設備與自動化設備的可靠性，使電網供電系統更加穩定?；诖耍疚木屠^電保護與自動化的可靠性進行了相應的研究，分別探討了繼電保護裝置的可靠性指標、影響其可靠性的關鍵因素以及如何解決可靠性下降的有效措施。

電力系統；繼電保護裝置；自動化；可靠性；指標

1、繼電保護裝置可靠性指標

在電力系統運行中，為了能夠從根本上保證供電的可靠性和系統的正常運行，就必須進行相應的繼電保護。當電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除，或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。

繼電保護裝置是電路系統中的主要構件，自動化裝置與繼電保護設備的功能比較多，比如遙測、遙信以及遙調等，通過這些功能可以使店里系統更加穩定可靠，降低外界帶來的干擾，保證電網的運行安全以及電力的正常供應，當電網系統運行不穩時，還能避免事故影響范圍的擴大。繼電保護裝置的可靠性通常從以下這幾方面做出評定：

選擇性。繼電保護裝置能準確定位出供電系統發生的故障點，并對其進行有效切除，同時，及時切斷離故障物理點路程最近的斷路器，以免影響到其余系統的正常運行，縮小事態造成的影響。

靈敏性。電力系統的任一部位出現短路，或是任何性質的短路故障時，若是其處在保護區域外，保護裝置便不可出現誤動作，而只要其處在保護區域內，保護裝置便不可進行拒動動作。

速動性。保護裝置的反應速度直接決定了故障切除的時限，當保護裝置反應越快時，則切除的時限越短，那么因短路電流而產生的各項損失就越小，通過提升繼電裝置的反應速度，能夠加快發生故障的系統電壓恢復時間，從而極大改善了發電機并列運行的穩定性。

安全性。繼電保護裝置的相應功能應具備適時有效性，并需從裝置設計、整定計算與安裝調試中保證其不會發生失誤[2]，為了保證質量，裝置的各級組件必須是原裝正品，安裝步驟應正確無誤，并定期進行維護。

可修復性。設備出現故障時，修復機電設備所用的時間比較短。

2、影響繼電保護設備的可靠性原因

（1）整定值出錯

整定值若是出錯，無法保證繼電保護與自動化設備在投入使用后的穩定性，極可能產生各種難以預測到的問題，存在一定的安全隱患。

（2）設備質量不達標

某些生產廠家會在生產繼電保護與自動化設備的過程中，為降低成本，便刻意使用質量與性能較差的原材料，最終生產出來的電磁器與各零部件等無法符合規定的精度要求，從而降低繼電保護設備與自動化設備的可靠性。且某些繼電保護設備在投入使用時，并未進行運行專業的測試檢驗，晶體管波保護裝置里面的元件品質差異很大，進而影響到自動化裝置與繼電保護裝置的運行，拒動和誤動等不良現象頻出。

（3）操作不當

電源操作若是不當，會直接降低繼電保護與自動化設備運行的安全性，特別是當設備逐漸老化時，當繼電保護裝置發生故障后，若是沒有即刻切斷電源，會影響到蓄電池電流運行功率的穩定性，繼電保護裝置與自動裝置的可靠性會受到很大的影響。另一方面，設備經過長時間的運行后，其磨損程度會隨之上升，會使繼電保護設備與自動化設備的運行不穩。

（4）環境惡化

繼電保護設備與自動化設備的工作環境也不容忽視，當環境溫度越來越高時，周邊空氣中便會漂浮著各種發電物質與雜質，長時間的累積下，會使元件接觸不良，自動化裝置與繼電保護裝置會因此而迅速老化，設備有效性受到很大程度的影響。同時，電源插頭與插線板位置插反也會使設備受到有害物質的侵蝕，從而導致繼電器接觸不良，并迅速老化，并直接影響繼電器保護設備的功能。

3、加強自動化裝置與繼電保護裝置的可靠性分析

（1）優化冗余設計

即便繼電電器內的某一保護裝置發生錯誤，使用冗余技術后并不會對其產生較大影響，通過對該技術的使用，可以極大改善到包括切換與并聯等拒動率與可用度的指標，并且當誤動率惡化時，也可通過硬件冗余能予以顯示。為是系統的各項指標符合規定的要求，應在實際使用冗余技術得過程中，根據繼電器保護系統的實際運行狀況來選用相應的冗余方式，通過優化硬件冗余，使最小數量的裝置以及最小金額的投資管理目標能達到相應的目的[1]。

（2）重視對繼電保護裝置的日常維護

首先，應定期對繼電保護裝置進行檢查檢修與評價，尤其是要檢查二次設備元件標志與名稱的是否齊全，各開關和按鈕的動作是否依然靈活，并及時解決接點壓力不足或是被燒傷等問題詳細檢驗指示中的紅綠指示燈泡與光字牌，確保其完好無誤，排查各繼電器與接線端子螺釘松動、電流及電壓互感器的二次引線端子等故障，認真檢查配線的固定卡子有無脫落。

其次，詳細排查各斷路器操作機構出現的各種問題，在檢查完繼電器保護裝置后，應結合設備的實際狀況作出三方面的分類。一類設備的運行不能出現任何缺陷，有效保護好系統的經濟與安全性標準；二類設備的部分零件可以有部分缺陷，但是整體情況應該良好，不可因缺陷過大而導致人與設備的安全受到影響；三類設備的缺陷若是比較嚴重，會極大危及到系統安全可靠的運行，在對其進行檢查與維護的過程中，若是出現了比較大的問題，應及時對其進行處理，并排除隱患，記錄下故障維修的過程，以用作日后的檢修資料。

在電力系統運行中，為了能夠從根本上保證供電的可靠性和系統的正常運行，就必須進行相應的繼電保護。當電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除，或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。

（3）提升繼電保護裝置的可靠性

計算出的繼電裝置各項指標應科學可靠，準確率高，在計算其正確率的過程中，應納入區外故障正確的動作，在繼電保護與自動回路的過程中，主要使用繼電保護輔助配套設施來進行保護，整個繼電保護設備的運行狀況都會受到繼電保護輔助設備的影響，因此，應通過多種多樣的有效措施強化繼電保護輔助設備管理的可靠性。

結束語

總而言之，對于人們的生活與生產工作來說，電力起著至關重要的作用，是整個電網系統都應著重保護的一項關卡，電力系統能否穩定、可靠的運行及其整體性能直接受到繼電保護與自動化裝置的影響。因此，探析繼電保護設備與自動化設備的可靠性有著很強的現實意義，能同時提升系統運行穩定性與運行效率。本文淺要探析了繼電保護與自動化的可靠性，列出了繼電保護裝置的可靠性指標，提出了目前繼電保護裝置中存在的關鍵問題，并從優化冗余設計、重視對繼電保護裝置的日常維護、提升繼電保護裝置的可靠性等三方面提出了增強繼電保護設備與自動化設備的可靠性。

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[3]胥岱遐,韓天行,梁志成.電力系統繼電保護及自動化裝置可靠性試驗與評估[J].中國電力.2008(03)

[4]薛禹勝,肖世杰.綜合防御高風險的小概率事件：對日本相繼天災引發大停電及核泄漏事件的思考[J].電力系統自動化.2011 (08)

[5]張秋麗,黃純,賀建輝,安明.一種消除衰減直流分量影響的改進DFT遞推算法[J].電力系統保護與控制.2010(24)

[6]周玉蘭,王俊永,王玉玲,王德林.2001年全國電網繼電保護與安全自動裝置運行情況與分析[J].電網技術.2002(09)

齊士杰(1989-),男,漢,河南省周口人，大專，單位：大唐環境產業集團股份有限公司三門峽項目部，研究方向：電力系統繼電保護與自動化。