電力系統繼電保護設備及其自動化可靠性研究

郭永剛 馬國紅

摘要：隨著中國經濟的飛速發展，工業用電、商業用電和居民用電需求逐步加大，不同種類的電氣設備集成電器線路連接至 電網系統，無形中對供電網絡運行效率和運行安全的提出了更高要求。然而影響電氣設備運行的問題因素日趨復雜，導致設 備故障概率逐年上升。

關鍵詞：電力系統；繼電保護設備；自動化；可靠性

中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）06-0166-01

自動化裝置和繼電保護設備是電路系統中的主要構成部分，可 以避免電力系統受到外界的干擾出現故障，保證了電網運行的穩定 性和安全性。在電網出現故障時，自動化裝置和繼電保護裝置可以 降低電力系統的故障，確保整個電網的安全性，保證了電力供應的 正常性，因此保證繼電保護設備和自動化可靠性具有重要意義。

1 自動化設備和繼電保護設備運行的基本特征

在電力系統出現諸如過載運行、短路等電力系統故障時，為了

可以及時將對應的信號發送出去，操作電氣設備及時切除電氣設備 故障點，要確保繼電保護設備動作的可靠性。而在電力系統運行的 過程中，出現故障的概率會比較小，繼電保護裝置的動作也不會很 頻繁。通常情況下，繼電保護裝置主要有誤動故障和拒動故障兩種， 其中誤動故障指的是繼電保護設備因為自身的動作性能不好，或者 受到了其他干擾因素的影響，在系統沒有出現故障的時候，出現了 誤動的情況，會造成一定的經濟損失，拒動故障指的是在電力系統 出現故障時，繼電保護裝置不能及時、可靠地動作，如果繼電保護 裝置出現了比較嚴重的故障，會引起電力系統崩潰的情況出現。自 動化裝置主要是用來控制和監測電力系統中的運行參數。對于自動 化裝置來說，常見的故障形式主要是無法保證運行參數的調節、測 量、控制和傳輸的準確性。

2 對電力系統中繼電保護設備可靠性研究的意義

通過繼電保護和自動化設備可以及時找出電力系統中出現的問

題，選擇符合電網需求的斷路器，將電網中有問題的部分切斷，此 外，當自動化裝置和繼電保護系統有意外出現時，會將信號發射出 來，當工作人員看到故障信號后，根據信號提示及時進行故障的處 理，保證電力系統運行的安全性，而且通過使用相關設備和繼電保 護設備進行配合，可以自動清除短期故障。在我國社會的不斷發展 下，電力系統的容量越來越大，供電波及范圍也需要不斷提高，繼 電保護設備作為保證供電可靠性的基礎，在保證電網安全運行方面 具有重要意義，如果繼電保護自動化裝置出現故障，會導致電力系 統運行延遲，出現大面積停電的情況，對社會用電造成了很大的影 響。

3 研究電力系統繼電保護設備的可靠性

3.1整定值錯誤

整定值錯誤是導致繼電保護和自動化裝置出現誤動或拒動的主

要因素，只有控制好自動化裝置和繼電保護裝置的質量關，做好整 個施工環節的控制和監督，才可以有效地對自動化裝置和繼電保護 設備的可靠性，同時也有效保證了安裝和設計的準確性，才可以對 繼電保護設備和自動化系統的可靠性進行提升。此外，整定值出現 錯誤，會使繼電保護設備和自動化設備在投入使用后，出現各種不 可預知的問題，影響繼電系統運行的穩定性。

3.2使用設備質量不達標

在繼電保護設備和自動化設備生產的過程中，一些生產廠家為

了節約生產成本，使用一些質量比較差的材料進行自動化裝置的電 磁器、繼電器零部件的生產，不能達到規定的精度要求，影響了繼 電保護設備和自動化設備的可靠性，另外，個別繼電保護設備沒有 經過運行測試檢測就投入使用，晶體管波保護裝置中的元件存在比 較大的差異性或者元件的質量比較差都導致自動化裝置和繼電保護 裝置出現運行不協調的情況，導致拒動和誤動的情況頻繁出現。這 就要求在實際的生產過程中，生產商要具有良好的技術支持，樹立 良好的社會責任心，在生產的過程中對質量進行嚴格控制。

3.3操作不正確

電源操作對繼電保護和自動化設備運行的安全性有直接的影響，尤其對于一些逐漸老化的電解電容和儲能裝置來說，在繼電保護裝 置出現故障后，如果無法將電源立即切斷，在蓄電池出現電流不穩 等問題時，會極大降低自動裝置和繼電保護裝置的可靠性。此外， 由于互感器自身質量不好，經過長時間的運行后，磨損程度會逐漸 增加，影響自動化設備和繼電保護設備運行的穩定性。

4 提高自動化裝置和繼電保護裝置可靠性的方法

4.1優化冗余設計的方法

為了使繼電保護系統的容錯達到設計的要求，可以使用硬件冗

余的方法對設計進行優化。冗余技術指的是即使繼電器器中某個保 護裝置出現了錯誤的動作，也不會對系統造成比較大的影響，通過 使用硬件冗余的方法，可以有效地對拒動率和可用度等指標進行改 善，主要包含了備用切換、并聯、多數表決等，即使誤動率出現了 惡化，也可以利用硬件冗余將其顯示出來，在實際使用的過程中， 冗余方式的選擇要和繼電器保護系統的實際運行情況結合起來，達 到系統各項指標的要求，利用硬件冗余的優化達到使用最小數量的 裝置、最小金額投資達到管理目標的目的。

4.2做好繼電保護裝置的維護工作

在進行日常管理的時候，要將繼電保護裝置的維護工作做好，

對系統工作的可靠性進行提升，需要做到以下幾方面的管理：（1） 定期查評和檢修繼電保護裝置，主要需要對二次設備元件標志、名 稱的齊全性、查看各種開關動作和按鈕的動作，確保其靈活性，將 接點壓力不足或者被燒傷的情況解決，對指示中的紅綠指示燈泡和 光字牌進行檢查，確保其完好性，對各種繼電器、盤柜上表計、接 線端子螺釘松動故障進行排查，然后對電流互感器和電壓互感器的 二次引線端子故障進行排查，對配線進行檢查，查看是否有固定卡 子脫落的情況。（2）對各個斷路器操作機構出現的問題進行排查， 將繼電器保護裝置的查評工作完成后，根據設備具體的運行情況進 行分類，要保證一類設備無缺陷運行、對系統的經濟性和安全性標 準進行保護，二類設備允許部分零件存在部分缺陷，整體設備完好， 不能危及到設備和人身的安全，三類設備如果有比較嚴重的問題出 現時，會直接對系統的可靠性和安全性造成影響，在檢查和維護時， 對于此類問題，如果出現要及時進行處理將隱患排除，并做好故障 維修記錄，為以后的檢修工作提供一定的參考資料。

4.3提高繼電保護裝置的可靠性

在進行繼電器可靠性運行管理的過程中，要保證繼電裝置各項

指標計算的合理性和準確性，在對繼電保護裝置運行的正確率進行 計算時，要將區外故障正確的動作包含進來，在進行繼電保護和自 動回路中，主要使用繼電保護輔助配套設施進行保護，此輔助設備 會對整個繼電保護設備的運行造成直接的影響，因此不可以輕視輔 助設備管理的可靠性，要使用多種措施對可靠性進行保證。

5 結束語

電力系統對社會、經濟和人們的生活有至關重要的影響。自動

化和繼電保護裝置是電網系統中的重點保護裝置，其可靠性對于整 個電網的穩定、安全運行影響重大。在提高自動化和繼電保護設備 可靠性的基礎上，才能提高電力系統的運行效率和穩定性。因而， 研究電力系統中自動化和繼電保護設備的可靠性有著積極的意義， 值得重視。

參考文獻

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