電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性分析

任洋++滕巍++張笑時

摘 要：在社會生產和人們的生活中，需要消耗大量的電力，因此必須保證電力系統安全穩定地工作。在電力系統中，繼電保護和自動化裝置是保證供電安全，識別供電故障和處理故障的主要系統裝置，因此繼電保護與自動化裝置必須具有高度可靠性，才能夠進一步保證電力系統的安全穩定性。本文主要對電力系統繼電保護與自動化裝置進行概述，說明了電力系統中繼電保護的基本任務和要求，并分析了提高繼電保護與自動化裝置可靠性的措施。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；自動化裝置

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

隨著科技的進步與發展，如今我國逐漸進入智能化生活狀態，應用在人們生產中的智能科技設備越來越多，而各種智能科技設備均需要電力的支持，因此人們對電力的需求量和安全性要求越來越高。將繼電保護與自動化裝置應用在電力系統中，是保證供電安全的基本措施，但為了能夠確保繼電保護與自動化裝置的可靠性，需要對其建立合理的可靠性指標評價體系，促使電力系統運行安全穩定，繼而保證人們生產生活提高效率。

一、電力系統繼電保護與自動化裝置的概述及工作特征

電力系統繼電保護屬于一種保護電氣設備安全運用的技術手段，其能夠為電力系統的運行安全提供評價，判斷和發展電力系統中存在的故障，并及時采取合理的措施進行處理，避免故障形成嚴重的事故，以保證電力系統安全穩定運行。為了保證繼電保護提高作用，其需要幾套互相獨立的設備組成，確保能夠檢查到電力系統中所有的電氣設備，繼而提高電力系統的安全性和可靠性。

如果電力系統在運行過程中出現故障，如短路故障、過載運行故障等，均需要確保繼電保護裝置的可靠性，能夠及時針對故障發出信號，切除發生故障點。隨著電力系統的逐漸完善，如今電力系統在運行中發生故障的概率偏小，繼電保護裝置也不會頻繁進行工作，但繼電保護裝置也會在運行中出現故障，包括拒動故障和誤動故障。拒動故障主要是指電力系統出現故障時，繼電保護裝置沒有能夠及時進行故障的切除和發出信號，導致電力系統崩潰。而誤動故障主要是指繼電保護裝置受到內部和外界各種因素的影響，在電力系統安全運行的過程中仍發出誤動作，繼而導致一定的經濟損失發生。自動化裝置主要是針對電力系統運行參數進行監測和控制，其故障一般為難以實時進行運行參數的檢測、傳輸和控制，繼而無法保證電力系統的安全性和穩定性。

二、電力系統中繼電保護的基本任務和要求

（一）繼電保護選擇性任務和要求

如果電力系統在運行過程中出現故障，繼電保護裝置必須能夠針對故障點選擇性切除故障點，即確保將故障點距離最近的斷路器切斷，以確保電力系統能夠繼續安全穩定運行。

（二）繼電保護靈敏性任務和要求

電力系統運行出現故障時，繼電保護必須能夠針對故障及時進行處理。如果故障屬于繼電保護的工作范圍，則繼電保護不能夠出現拒動故障。如果故障不屬于繼電保護工作范圍，則繼電保護不能夠出現誤動故障，即繼電保護必須具有高靈敏性，一般主要是采用靈敏系統進行繼電保護靈敏性評價，確保電力系統故障處理的合理性。

（三）繼電保護速動性任務和要求

電力系統某一位置和設備出現故障時，為了能夠避免故障的擴大，造成嚴重的事故，必須將出現故障的設備以最短的時間進行處理，即繼電保護速動要求較高。繼電保護裝置需要做到以最快的時間處理故障，同時確保將短路電流對設備的損壞控制在最低，確保電力系統電壓最快恢復，以起到改善發電機并列運行穩定性的作用。

（四）繼電保護可靠性任務和要求

保證繼電保護可靠性是最基本的任務和要求，也是保證電力安全穩定的基礎，同時避免事故發生和擴大。而要保證繼電保護裝置的可靠性，首先要保證保護裝置設計方面的可靠性、整定計算及安裝調試過程中的準確性，且需要確保裝置組成元件質量的可靠性，繼而提高電力系統繼電保護的有效性和可靠性。

三、電力系統繼電保護與自動化裝置可靠性指標體系

隨著社會的發展和進步，如今電力系統結構越來越復雜，而相對應繼電保護裝置和自動化裝置也呈現出復雜性。同時繼電保護裝置構成和輸入特征量本身也呈現復雜性，且其又屬于可維修產品，因此其發生故障的可能性高。為了能夠確保繼電保護裝置可靠性，對其可靠性評價需要采用多個可靠性指標，但指標體系不可過于復雜。根據我國電力系統結構特征和用電實際情況，在進行繼電保護裝置可靠性評價時，需要以下特征量作為可靠性指標體系：①成功率，成功率屬于評價繼電保護裝置可靠性重要指標，其主要是指在相應條件下，繼電保護裝置監測電力系統設備成功的概率。②平均無故障工作時間，由于繼電保護屬于可維修產品，將該指標作為評價繼電保護裝置可靠性指標非常重要，其主要是指兩次故障之間工作時間的平均值。③有效度，有效度主要是指平均無故障工作時間除以平均修復時間與平均無故障時間之和。有效度指標主要是能夠反映出繼電保護與自動化裝置在運行過程中的可靠性，且能夠體現出電力系統運行的可靠性。

電力系統自動化裝置也屬于可維修產品，判斷其可靠性的特征量和指標體系主要為平均無故障工作時間、平均修復時間和有效度等。

四、提高電力系統繼電保護可靠性的措施

（一）做好冗余設計和優化措施

技術人員在進行冗余設計時，可以利用硬件冗余，以起到滿足繼電保護系統容錯的設計標準。如果電力系統繼電保護中，某個保護裝置存在動作不正確，但卻不會對系統的整體性能產生明顯的影響，該屬于容錯，即采用硬件冗余，能夠有效起到改善舉動率和可用度指標，保證繼電保護系統的安全性和穩定性。常見硬件冗余措施主要為并聯措施、備用卻換措施、多數表決措施等，且其還能夠將誤動率出現的變化顯示出來，具有重要的作用。技術人員在電力系統繼電保護裝置實際運行過程中，需要根據繼電保護系統的實際情況選擇科室的冗余方式，同時確保滿足系統可靠性指標要求，如硬件冗余則能夠實現投入小、保護裝置數量少的要求。

（二）確保提高繼電保護裝置可靠性

技術人員必須做好繼電保護裝置管理工作，以確保繼電保護系統的可靠運行，即技術人員必須結合各項評價繼電保護系統指標進行準確計算，以實現提高計算保護裝置運行準確性，有效區分故障的正確不動作。針對電力系統二次繼電保護與自動控制回路，對其保護主要是繼電保護輔助配套裝置，該裝置也會對繼電保護系統安全性產生較大的影響，因此技術人員需要加強繼電保護輔助裝置管理工作，進一步提升繼電保護系統的可靠性。

（三）加強繼電保護裝置維護工作

維護工作是保證繼電保護系統安全穩定運行的重要措施，技術人員需要加強繼電保護日常運行管理和維修，以實現提高保護系統可靠性的目的。技術人員首先要針對繼電保護裝置制訂定期檢修計劃，并實際開展定期檢修工作，針對二次設備元件標志、名稱等是否齊全，檢查轉換開關、按鈕、動作的靈活性，是否存在燒傷情況等，同時排除繼電器、接線端子螺釘松動故障。技術人員還需要加強排除電壓互感器與電流互感器二次引線端子的故障，排除斷路器各個操作機構的故障問題。

技術人員應依據繼電保護裝置的運行狀態進行分類維護和管理，其中一類裝置必須確保無運行缺陷，同時設備完好。二類裝置允許存在一定缺陷，但不會危及安全。三類裝置存在重大性能問題。

五、提高電力系統自動化裝置可靠性的措施

技術人員必須做好電力系統自動化裝置可靠性保護工作，首先要針對自動化裝置的設定值、初始狀態等進行全面地了解。技術人員將自動化裝置設定值和初始狀態作為首要評價標準，能夠進一步保證自動化裝置的可靠性。此外技術人員還需要做好對自動化裝置運行情況的全面統計和分析，找出自動化裝置運行規律，以確保自動化裝置長時間運行過程出現的故障問題能夠及時排除，提高裝置的安全性和可靠性。同時技術人員還需要做好自耦動畫裝置的技術更新，確保在電力系統更新較快的環境下，自動化裝置依然能夠滿足電力系統的要求和標準，即技術人員可以通過選擇不同廠家制造、且生產原理和工作原理不相同的繼電保護裝置和自動化裝置進行電力系統保護，繼而提高降低故障發生率的作用。

結語

綜上所述，電力系統安全性和穩定性是保證人們正常用電的必要條件，而繼電保護裝置和自動化裝置則是保證電力系統安全穩定性的重要系統設備，因此技術人員需要注重以提高繼電保護系統和自動化裝置的可靠性。技術人員需要針對實際運行情況進行改善，確保提高繼電保護與自動化裝置的可靠性。

參考文獻

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