電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性探討

曾旭

【摘 要】繼電保護與自動化裝置在電力系統正常運行中起著至關重要的作用，因為這兩者的共同作用，使得電力系統在出現故障的第一時刻就能被識別出來，并得到保護，進而使電力系統供電可靠，不至于使共電網癱瘓，影響供電效率。在發電站中，相關的操作人員務必要對繼電保護以及自動化裝置重視起來，保證其一直處于正常的工作狀態。

【關鍵詞】電力系統；繼電保護；自動化裝置；可靠措施

1 電力系統的繼電保護

1.1 繼電保護及其基本任務

繼電保護因借助有觸電的繼電器發揮保護作用而得名，主要的作用對象就是其作用范圍內的電力系統以及變壓器、輸電線路等元件[1]。電力系統在運行中，其本身以及相關的元件都會受到繼電器的實時動態監控，所以當其中任何一部分不能發揮正常的功能時，繼電器就會接收到相關的信號，繼而對故障部分采取應急措施，將故障部分與正常部分隔離開，如此，電力系統運行不會受到任何負面影響，這就是繼電保護的主要表現。發電站中的電力系統承擔著滿足大范圍區域內用電需求的責任，所以要保證其正常運行，需要好幾套保護功能發揮程度比較高、對故障能快速反應的繼電保護裝置。

1.2 繼電保護的可靠性指標

繼電保護的可靠性是指在保護對象發生故障的關鍵時刻，能在第一時間發揮保護作用，將影響控制在最低，而不是在發生故障后，不能及時感應，使電力系統工作效率降低。這是電力系用運用繼電保護的主要目的，這也是繼電保護的基本功能。繼電保護可靠性和保護裝置自身質量以及繼電保護系統功能發揮程度有關。繼電保護可靠性可以簡單概括為不拒動，不誤動[2]。繼電保護可靠性并不能直觀的變現出來，所以要研究其是否可靠，還要分析相關參數，也可以說對可靠性特征量進行分析研究。主要的方法有故障樹分析法、馬爾科夫模型法等。繼電保護裝置有好幾種類型，有的是一次性產品，指發生故障就等于使用周期到限的設備，有的是多次性產品，指發生故障，維修后可繼續使用，維修后的設備功能會減弱，所以其使用次數是有限的，只能使用兩次。繼電保護可靠性的指標有三種，其一是平均壽命和平均無故障工作時間，前者主要針對對象是一次性產品，指的是在使用周期到限之前，設備的平均工作時間。后者針對多次性產品，指的是設備在報廢之前，在無故障時間內平均的工作時間。其二是成功率，指的是實驗模擬電力系統運行中需要的元件，將繼電保護裝置作用于其上，手動使元件發生故障，看繼電保護的反應時間以及解決時間是否在電力系統運行允許范圍內，是否真正起到保護作用。經多次試驗，得到繼電保護裝置在規定條件下，發揮保護作用的概率。其三是有效度，在電力系統中，自動化裝置輔助繼電保護裝置，共同為電力系統正常運行起保護作用，所以還要看自動化裝置的可靠性，可以根據兩則的綜合指標來判斷其功能發揮程度。

1.3 提高電力系統繼電保護可靠性的措施

主要有兩種，其一是完善硬件冗余設計，冗余往往指多余的相關硬件設計，在電力系統繼電保護系統中設計硬件冗余，是在對相關的繼電保護裝置作備份，如此，某個繼電保護裝置如果在規定的時間內完成不了保護功能，作為備份的冗余裝置就有了用武之地，冗余和故障裝置擁有同樣的性能和功能，所以可以代替故障裝置完成保護任務。有了冗余設計，繼電保護裝置出錯也無傷大雅，這就是容錯技術。

其二是提高裝置的可靠性。就是保證其靈敏性，能準確判斷電力系統保護裝置的現狀，并及時給出相應的反應。要使裝置可靠性得到保障，還要對相關的特征指標進行計算，使特征值滿足可靠要求，其中正確率指標要考慮到區外故障。在計算的過程中，相關人員要做好復核，確保其準確性，以便操作人員對其作出相應措施。繼電保護裝置主要對電力系統及其元件發揮保護作用，但為了使電力系統運行更加可靠，還要做雙重保障，即利用輔助保護配套裝置，使自動控制回路以及二次繼電保護作為其作用對象，在所有設備運行過程中，相關人員還要對其做好監控工作，保證其輔助作用能一直得到發揮。

2 電力系統繼電保護的自動化裝置

繼電保護裝置在發現故障的第一時刻，就能準確將故障部分與非故障部分分隔開，這些功能的發揮不是人為操作的，是系統自動進行的，能做到這些的是電力系統繼電保護的自動化裝置。就是借助自動化裝置，電力系統中的所有參數才能得到繼電保護的監控與分析，才能在發現參數值發生變化時，作出應急反應，電力系統及其相關元件才能保持正常的工作狀態。繼電保護裝置與自動化裝置的可靠性指標還是有點差異的。自動化裝置的特征量主要是平均無故障時間與有效度，有效度又和平均修復時間有關，所以自動化裝置是否可靠，平均修復時間是一定要準確計算的。自動化裝置和繼電保護裝置一樣，可靠性也需要進行分析。其分析有四方面。

其一，在自動裝置啟動之前，相關人員要對其相關參數進行設定，在啟動后，要將其反應以及運行狀況記錄下來，作為參考依據。另外，對于裝置本身來講，參數設定如果出現紕漏，會直接影響其性能發揮情況，也會對繼電保護裝置功能發會產生負面影響，所以務必要做好前期設定工作。自動化裝置的使用方法以及功能說明資料、設計圖紙和相關的數據文件是自動化裝置功能發揮程度的判斷依據，相關人員也要加強對其的研究[4]。

其二，裝置在正式使用之前，都是要經過多次試驗，驗證其功能成功發揮概率，相關人員要做好記錄，以便總結運行規律，以及使裝置潛在的故障隱患在試驗期間就能被發掘出來，及時解決，這樣在實際的運用中，才不會產生實質性的影響，成功率也能大一些。

其三，城市化進程加快，各種用電設備層出不窮，用電需求逐漸增加，所以為了滿足用戶的用電需求，不使電網因為用電量增加而癱瘓，電力系統整體功能得到了優化和改善，當然責任也增大。要保證電力系統不罷工，就要對其繼電保護裝置以及自動化裝置進行改善和優化，使其能滿足新時期電力系統的要求。

其四，繼電保護裝置及自動化裝置保持正常，是電力系統對其的基本條件，但是當其發生故障的第一時間，維修人員不能直觀地看出來，只有電力系統運行受到影響，相關元件損壞，維修人員才能發現，這對電力系統以及繼電保護裝置來說是不利的，所以還要對繼電保護裝置設置檢測器，主要對其運行狀態進行分析。常用的檢測方式是紅外熱成像技術、變壓器繞組變形測試等[5]。

3 結語

電力系統繼電保護與自動化裝置的重要性上文已經講述，相關人員務必要對其做好實時監控措施，使這種保護裝置永遠處于工作狀態，能在電力系統運行中發揮保護作用。

【參考文獻】

[1]林捷.淺析電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性[J].低碳世界，2017，（13）：75-76.

[2]任洋，滕巍，張笑時.電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性分析[J].中國新技術新產品，2016，（22）：18-19.

[3]王翰，嚴進偉.電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性分析[J].中國新技術新產品，2013，（03）：161-162.

[4]劉智香，常勇.芻議電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性[J].科技風，2012，（16）：30.

[5]劉云根.電力系統繼電保護與自動化裝置的可靠性分析[J].機電信息，2012，（24）：17+19.

[責任編輯：張濤]