對繼電保護可靠性及風險評估探究

王潤培

摘要：繼電保護系統對電力系統中的不正常電壓、不穩定電流等有著監測作用，并能夠自動對其識別出的故障點進行切斷處理，使電力系統能夠安全的運行。隨著技術的發展，電力系統中出現越來越多的大容量、高電壓的設備，這些設備的運用使得繼電保護越發的重要。繼電保護直接關系到電力系統中的故障能夠快速、高效的解決，也直接影響著電力能源能否高效的利用。本文對繼電保護可靠性及其風險評估進行探究。

關鍵詞：繼電保護；可靠性；風險；評估

繼電保護是電力系統運行時的一項監測保護功能，該功能可以在電力系統運行時對其內部的電壓、電流、抗阻等數據進行監測，發現不正常的電壓、電流、抗阻時可以判定其保護的電氣單元是否在正常的運行狀態，如果發現故障則可以自動判定并切斷故障發生點。繼電保護是電力系統正常運行的重要保障，在其對故障點進行自動判斷和切斷后會將警報信息反饋給值班人員，及時的將故障排除。如果繼電保護出現風險對電力系統運行安全作出錯誤的判斷，實施了錯誤的保護措施，就會引發電力事故，因此針對繼電保護可靠性進行研究并對其進行風險評估是極有意義的。

1、繼電保護的可靠性及評估指標

1.1繼電保護的可靠性

繼電保護的可靠性是指在電力系統需要其發揮作用時能夠及時的發揮保護作用，而電力系統正常運行時不會發生誤判。簡而言之，電力系統需要繼電保護來保證其正常運行，一旦其保護的區域發生電氣設備故障，其能夠將故障點及時的切斷，并向值班人員發出警報，即不發生拒絕動作；但是其保護的區域在正常運行，繼電保護就不會發生誤判，不會因為自身問題做出切斷電路影響電力系統正常運行的動作，即不發生不正確動作。繼電保護出現拒絕動作和不正確動作時可能并非是繼電保護本身的可靠性出現問題，但是針對繼電保護可靠性的研究是為了使其能夠保證電力系統運行，因此要對整個繼電保護系統中容易發生拒絕動作、不正確動作和相關漏洞進行統計，最后用于對繼電保護裝置可靠性的分析。

現階段，對繼電保護可靠性測算主要是通過狀態空間法、故障樹法、CO法、Markov法等。對繼電保護可靠性研究需要立足于后果和過程兩個層面進行，對繼電保護可靠性進行全方位的預估。

1.2繼電保護可靠性評估指標

繼電保護可靠性主要是通過兩個方面來體現：不正確動作、拒絕動作，因此研究繼電保護可靠性也主要從以下兩個方面進行。電力系統功能可靠性、設備可靠性、系統完整度等是電力系統可靠性的指標。綜合電力系統及繼電保護對可靠性的相關要求，可以制定出以下指標對電力設備可靠性進行評估：概率表示，在規定的時間內，電力元器件、電力系統完成相應功能的幾率；時間表示，利用MTTF表示電力設施到其出現故障的平均時間，利用MTBF表示電力設施故障的平均時間；頻率表示，是指電力設施非錯誤動作和動作總和的次數比。同時，制定繼電保護可靠性指標除需要考慮繼電保護本身功能外，還要考慮其發揮作用的環境條件及使用限制。

2、影響繼電保護可靠性的原因

2.1繼電保護裝置本身質量缺陷

部分繼電保護裝置廠家處于利益的考慮，在生產繼電保護裝置時未嚴格按照相關要求進行制造，最后生產出一些不合格的繼電保護裝置，這些不合格的繼電保護裝置本身就存在質量缺陷，導致繼電保護可靠性較低，無法發揮出應用的作用。同時，企業工作人員缺少責任心，對繼電保護裝置安裝驗收時沒有根據制度進行二次檢查，這也會為繼電保護裝置的可靠性留下了隱患，可能會使有缺陷的繼電保護裝置進入到電力系統中。

2.2電磁波干擾

微機保護裝置是電力系統中運用較多的一種繼電保護裝置，該裝置操作簡單、正確性高。微機保護裝置有較高的市場占有率，但是其存在一種缺陷，使用微機保護裝置對電力系統進行安全保證時會產生電磁場，電磁波會對繼電保護可靠性形成干擾。

2.3繼電保護裝置硬件

繼電保護裝置本質上就是一個包含軟件和電子設備的整體。如果這個整體中的電子元件因為老化等問題被損壞，就會影響到繼電保護裝置這個整體的可靠性，導致繼電保護裝置無法發揮出應有的作用。目前常用的繼電保護裝置有全數字化的保護裝置和微機保護裝置，全數字化的繼電保護裝置的硬件結構比微機保護裝置的更為簡單，但是全數字繼電保護裝置的可靠性方面有一些問題，一旦其光口因為發熱等因素發生故障，就會影響到跳閘輸出和采樣值輸出，導致拒絕動作發生，影響到裝置的可靠性。

繼電保護裝置硬件系統可靠性還會受到其運行環境和設備維護水平的影響。如果運行環境中的溫度不斷發生變化、濕度過大等都會導致繼電保護裝置的電氣元件涂層發生龜裂和脫落，使得這些電氣元件的電氣性能被嚴重影響，最后導致繼電保護裝置整體可靠性降低。不同種類的繼電保護裝置對于環境的適應能力也有所不同，可以根據繼電保護裝置工作的環境選擇適合的保護裝置。

2.4繼電保護裝置軟件

軟件是繼電保護裝置的核心，硬件設施是為軟件搭建實現功能的平臺，軟件是使硬件設施發揮功能的關鍵。繼電保護裝置軟件的可靠性直接影響到繼電保護裝置能否正常發揮作用，其應用系統、原理性能、輸入系統等都會對繼電保護可靠性產生影響。

3、繼電保護系統風險評估

對風險發生的概率和風險后會帶來的損失和影響進行預測，就是風險評估。對繼電保護進行風險評估需要對繼電保護風險事故發生的概率，以及繼電保護發生風險事故后帶來的消極影響加以綜合考慮。這樣既能夠對繼電保護進行風險評估，也可以對整個電力系統的運行風險進行評估。當前對繼電保護進行風險評估主要是采用模擬法和解析法，因為相比其它風險評估方法這兩種風險評估方法的可靠性更好。模擬法原理簡單適合用于大型系統可靠性評估，解析法相對模擬法精確度更高，但是利用解析法進行風險評估時需要監理數學模型，因此不利于進行大型系統可靠性的評估。因為模擬法和解析法可以優勢互補，因此常將兩種方法結合運用，得到更加準確的評估效果。

4、結語

繼電保護對于電力系統的正常運行，保障電力的穩定供應有著重要的意義，可以讓人們用上更加穩定的電力資源。因此對繼電保護進行可靠性及風險評估有著重要的價值。