試論繼電保護(hù)的可靠性及其風(fēng)險評估

王華龍

摘 要：在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)將發(fā)揮重要的作用?；谶@種認(rèn)識，文章對繼電保護(hù)的可靠性及其影響因素展開了分析，然后對繼電保護(hù)的風(fēng)險評估方法和內(nèi)容進(jìn)行了探討，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；可靠性；風(fēng)險評估

引言

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，如果子系統(tǒng)測量結(jié)果與要求有一定的差距，則意味著系統(tǒng)存在故障，需要通過檢測避免裝置產(chǎn)生損害危險。該過程為繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作過程，所以繼電保護(hù)需要保持一定的可靠性，才能及時完成電力系統(tǒng)故障的分析和處理，從而使電力系統(tǒng)風(fēng)險降到最低。因此，相關(guān)人員還應(yīng)加強(qiáng)繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險評估研究，從而更好的推動電力事業(yè)的發(fā)展。

1 繼電保護(hù)的可靠性分析

1.1 可靠性及其指標(biāo)

對于繼電保護(hù)系統(tǒng)來講，可靠性則是系統(tǒng)能在需要進(jìn)行某些動作時進(jìn)行這些動作的實施，并且在不需要動作時不實施這些動作，從而避免誤動或拒動情況的發(fā)生。比如在電力系統(tǒng)中有設(shè)備發(fā)生故障的情況下，繼電保護(hù)應(yīng)立即進(jìn)行保護(hù)信號的傳遞或發(fā)送警報，同時實現(xiàn)自動跳閘，從而通過切斷故障點為系統(tǒng)運(yùn)行提供保障。如果電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，繼電保護(hù)則不應(yīng)該進(jìn)行動作的實施。就目前來看，由于系統(tǒng)漏洞的存在，繼電保護(hù)系統(tǒng)會出現(xiàn)誤動或拒動情況。針對這種情況，還應(yīng)通過整合漏洞信息完成系統(tǒng)可靠性評估，進(jìn)而通過改進(jìn)系統(tǒng)提高系統(tǒng)可靠性。

現(xiàn)階段，對繼電保護(hù)可靠性進(jìn)行評估，可以圍繞誤動和拒動進(jìn)行指標(biāo)的確定。首先，可以利用概率表示進(jìn)行可靠性評估，即根據(jù)電力設(shè)施、系統(tǒng)及元件在指定時間段內(nèi)完成額定功能的記錄進(jìn)行系統(tǒng)可靠性評估。其次，可以利用時間表示評估系統(tǒng)可靠性，即根據(jù)電力設(shè)置故障產(chǎn)生的平均時間完成系統(tǒng)評估。最后，還可以利用頻率表示進(jìn)行可靠性評估[1]。利用該指標(biāo)，就是根據(jù)電力設(shè)備、設(shè)置誤動和動作總和次數(shù)比進(jìn)行系統(tǒng)可靠性評估。而在實際進(jìn)行可靠性指標(biāo)確定時，除了對電力裝置本身功能進(jìn)行考慮，還要對裝置環(huán)境和使用條件進(jìn)行綜合考慮。

1.2 可靠性影響因素

在對繼電保護(hù)的可靠性展開評估時，還要確定影響系統(tǒng)可靠性的因素。目前，影響繼電保護(hù)可靠性的因素大致可以被劃分為三類。首先，繼電保護(hù)容易受到設(shè)備本身的影響。在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，同時存在主保護(hù)裝置、后備保護(hù)裝置、異常保護(hù)裝置和輔助保護(hù)裝置，各自擁有各自的保護(hù)范圍和工作原理，難以確保各設(shè)備能夠在面對不同故障時準(zhǔn)確實現(xiàn)保護(hù)功能。其次，繼電保護(hù)容易受到電磁干擾。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，繼電保護(hù)裝置需要同時于其他各種設(shè)備在同一電磁環(huán)境中工作，所以裝置軟硬件會受到周圍電磁干擾，進(jìn)而導(dǎo)致裝置可靠性受到影響。最后，繼電保護(hù)系統(tǒng)也會受到接地因素的影響[2]。目前，接地為防止系統(tǒng)、設(shè)備受到干擾的一種有效方法，尤其能夠防止系統(tǒng)電路受到雷擊干擾。未能較好的接地，則將導(dǎo)致干擾電壓無法被消除，進(jìn)而導(dǎo)致裝置運(yùn)行受到干擾。

2 繼電保護(hù)的風(fēng)險評估

2.1 評估方法

在對繼電保護(hù)風(fēng)險進(jìn)行評估時，目前主要可以采用Markov模型法、Go法和故障樹法等方法。采用Markov模型法，需將一切事物變化狀態(tài)看成是離散的，并且需要建立相應(yīng)的模型。采用該種方法，能夠?qū)﹄S機(jī)過程和不確定狀態(tài)展開研究。通過進(jìn)行多種狀態(tài)的選取，擇能完成多狀態(tài)模型的建立，即Markov模型。利用該方法對繼電保護(hù)風(fēng)險展開評估，就是對系統(tǒng)在某已知時刻t0處的狀態(tài)條件分布與過程進(jìn)行分析，并且能夠根據(jù)該狀態(tài)對未來狀態(tài)進(jìn)行評估。采用Go法，則是通過將系統(tǒng)圖翻譯成Go圖進(jìn)行系統(tǒng)故障概率的運(yùn)算。如圖1所示，為Go法分析過程。利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，采用Go法能夠?qū)ο到y(tǒng)與部件之間的關(guān)系進(jìn)行仿真模擬，從而完成系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)的直觀反映。此外，也可以采用故障樹法進(jìn)行繼電保護(hù)風(fēng)險的評估。采用該種方法，就是完成系統(tǒng)可靠性模型的構(gòu)建，然后利用模型找到系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。通過采用邏輯分析的思路，則能完成系統(tǒng)危險工作的準(zhǔn)確分析，進(jìn)而采用系統(tǒng)工程法完成安全問題的合理預(yù)測[2]。相較于其它方法，該種方法較為復(fù)雜，需要從系統(tǒng)誤動或拒動事件開始逐層向下查找原因，進(jìn)而找到導(dǎo)致系統(tǒng)失效的原因。

2.2 評估內(nèi)容

科學(xué)運(yùn)用繼電保護(hù)風(fēng)險評估方法，能夠完成系統(tǒng)定值風(fēng)險的合理預(yù)測。在判斷系統(tǒng)能否正常發(fā)揮作用時，常常需要對固定數(shù)值進(jìn)行判斷。但就實際情況而言，由于電網(wǎng)運(yùn)行處在不斷變化的狀態(tài)，所以這些定值也會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性的判斷存在風(fēng)險。比如，在系統(tǒng)定值不符合安全標(biāo)準(zhǔn)時，繼電保護(hù)系統(tǒng)的靈敏度將有所降低，從而導(dǎo)致裝置無法正常發(fā)揮功能。而在定值與繼電保護(hù)不相符時，系統(tǒng)則容易出現(xiàn)跳閘問題，進(jìn)而影響電網(wǎng)運(yùn)行。此外，在定值無法滿足系統(tǒng)最大負(fù)荷要求時，繼電保護(hù)將無法根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整，繼而導(dǎo)致電網(wǎng)承受安全風(fēng)險[4]。采用科學(xué)風(fēng)險評估方法對定值不正確引起的拒動或誤動事件進(jìn)行分析，則能合理的預(yù)測定值，進(jìn)而有效降低系統(tǒng)風(fēng)險。除了預(yù)測系統(tǒng)定值，合理進(jìn)行系統(tǒng)風(fēng)險評估也能對硬件風(fēng)險進(jìn)行科學(xué)評定，繼而使系統(tǒng)得到不斷改進(jìn)。所謂的硬件風(fēng)險，其實就是設(shè)備內(nèi)部功能存在的風(fēng)險，將在設(shè)備動作上得到體現(xiàn)。因為在系統(tǒng)硬件存在缺陷時，系統(tǒng)容易出現(xiàn)誤動或拒動的情況。對這些事件進(jìn)行分析和判斷，則能及時找到系統(tǒng)存在的硬件缺陷，并通過解決系統(tǒng)存在的硬件問題實現(xiàn)風(fēng)險的有效預(yù)防。

3 結(jié)束語

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，通過掌握繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)和影響繼電保護(hù)可靠性的因素，則能采用合理繼電保護(hù)風(fēng)險評估方法完成繼電保護(hù)系統(tǒng)的定值風(fēng)險預(yù)測，并對繼電保護(hù)硬件系統(tǒng)的風(fēng)險作出科學(xué)評定，進(jìn)而通過不斷改進(jìn)系統(tǒng)推動繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。因此，相信本文對繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險評估問題展開的研究，能夠為相關(guān)工作的開展帶來啟示。

參考文獻(xiàn)

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[2]周培強(qiáng)，周孟然，謝穎，等.基于三參數(shù)Weibull分布的繼電保護(hù)風(fēng)險評估可靠性研究[J].工礦自動化，2016（08）：56-61.

[3]江成，潘曉峰，沈旭曉.繼電保護(hù)可靠性評價及風(fēng)險評估研究[J].機(jī)電信息，2013（12）：25+27.

[4]劉丹陽，呂誠.加強(qiáng)繼電保護(hù)可靠性完善自身風(fēng)險評估[J].硅谷，2015（03）：197+191.