繼電保護可靠性及其風險評估研究

陳振輝

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，人們對供電可靠性要求越來越高，但在當前的電力系統中，電力網的故障也時而會發生，這容易給人們的生產生活帶來影響，甚至會造成重大經濟損失。繼電保護系統作為人們生產生活中電力保護的第一道防線，其正常運行對電力系統來說十分重要，因此繼電保護的可靠性和其風險評估等內容成為繼電保護系統研究的重要內容，為此本文針對繼電保護和繼電保護可靠性的內容進行闡釋，并總結繼電保護可靠性的評價指標和影響因素，并說明進行繼電保護的風險評估步驟和方法。

關鍵詞：繼電保護；可靠性；風險評估；分析

國民經濟的發展使得現代電力系統的運行效率不斷提高，運行的復雜性和不確定性使得電力系統的二次自動裝置配置要求不斷提高，繼電保護系統作為電網安全運行的第一道保護屏障，一旦出現故障或缺陷，就會對電網造成極大的影響，繼電保護設備的不正確動作，將導致電網輸送的功率錯誤，引起大范圍的停電現象，為此針對繼電保護的可靠性研究必不可少。本文主要對繼電保護以及繼電保護的可靠性含義進行了闡釋，并總結分析了繼電保護可靠性評價指標，最后說明繼電保護可靠性風險評估的方法。

一、繼電保護以及繼電保護可靠性的含義

（一）繼電保護的概念

繼電保護是對電力系統的運行狀況進行檢測的設備裝置，繼電保護根據電流量的異常增加、電壓異常降低以及測量抗組異常等電氣量變化來判斷電氣單元的運行是否處于正常的狀態，一旦發生故障，繼電保護會根據相應的判斷切斷電氣單元的故障點操作，并及時發出安全的警報，以此保證電力系統的正常運行。如果繼電保護的運行出現錯誤，對電網系統中的故障點判斷錯誤，就會引發嚴重的電力事故。

（二）繼電保護可靠性的概念

根據我國《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的定義，繼電保護可靠性指的是“保護該動作時應動作，不該動作時不動作”，也就是指繼電保護系統不拒動并不誤動。繼電保護可靠性包括兩種內容，一是繼電保護系統的可依賴性，二是繼電保護系統的安全性。繼電保護系統的可依賴性指的是，繼電保護能夠保證電力系統的正常運作，在電力系統產生問題時，繼電保護能夠馬上傳遞信號或者自動跳閘，對故障點進行阻斷；繼電保護系統的安全性指的是，在電力系統和電氣設備沒有出現錯誤操作的狀態下，繼電保護系統不會實施不正確的動作。[1]

對于繼電保護可靠性進行研究，使其能夠在關鍵的時候不出差錯，保證不拒動、不誤動，還應對繼電保護系統存在的缺陷信息進行收集和統計，對繼電保護系統的缺陷率、拒動率、誤動率等數值較高的內容應該進行深入的分析，繼電保護的可靠性長期表現和短期運行的角度進行預測，并從各種方面進行評估分析，不斷改進繼電保護裝置，提高繼電保護的可靠性。

二、繼電保護可靠性評價指標

分析繼電保護系統的工作原理，將拒動和誤動作為主線，在設備可靠性、系統完整度以及功能可靠性等方面選取繼電保護可靠性的指標，通常來說，進行繼電保護可靠性分析的評價指標分為以下三種：第一種是概率表示，將電力元器件、繼電保護設備或者系統的運行在額定時間或者規定的時間范圍內能夠實現規定功能的幾率；第二種是時間表示，其中較為重要的項目是MTTF和MTBF，其中MTTF指的是從應用電力設施到電力設施出現故障的平均時間，MTBF指的是故障的平均時間等；[2]第三是頻率表示，指的是在鐵定的實踐內電力設備發生錯誤操作和總操作次數之間的次數比。在制定繼電保護的可靠性指標時，除了能夠體現繼電保護設備本身的性能，還需要考慮繼電保護系統運行的各方面環境條件。

三、影響繼電保護可靠性的因素

（一）繼電保護裝置自身因素

繼電保護設備可分為主保護、后備保護、輔助保護、異常運行保護等不同的類別，不同的繼電保護在運行時按照不同的邏輯保護原理，因此具有不同的保護功能和范圍，這導致繼電保護裝置的可靠性運行有所不同。

（二）電磁干擾

電子通訊的快速發展，使得微機保護裝置在電力系統中應用越來越廣泛，危機保護能夠保證電網系統的安全運行，但由于微機保護裝置的硬件和軟件受到電磁干擾，對繼電保護裝置的可靠性產生一定的影響。

（三）外部環境

溫度和濕度的變化會影響機械設備的材料性能，如溫度變化對元器件涂層和填充料的泄露情況產生較大的影響，而濕度會使得裝置的機械性能、化學性能造成一定的影響，最終影響繼電保護裝置的可靠性。

（四）濾波

濾波技術能夠濾除電源的干擾，將接線端子串入，使得外接端子對地接一個適量的電容器，進行干擾源的抑制，同時也能滿足電容器的耐壓要求。[3]

四、繼電保護可靠性的風險評估

（一）風險評估的定義和方法

風險評估是對風險事件發生后造成的影響和損失進行的評估，評估的主要方面包括事件帶來的不利影響、對風向的識別操作、進行風險的消減、同時針對不同風險建立控制的優先等級、對所產生的風險與發生的概率進行評價，并采取相應消減風險的措施。

在電力系統中進行風險評估的常用方法包括模擬法和解析法。模擬法是按照相應的流程步驟對電力系統可能出現的各種狀況進行模擬，并利用算計模擬相對真實的過程，再利用實驗獲得的數據進行系統的可靠性計算。解析法是根據電力系統的元器件參數構建繼電保護裝置的可靠性數學模型，并進行相應的可靠性計算。模擬法和解析法各有優缺點，模擬法能夠適應大型的電力系統計算要求，同時具備較高的精度，有利于解決復雜系統的可靠性問題，而解析法具有明確的邏輯關系，但數學模型的構建存在著一定的困難，導致解析法無法應用于大型復雜系統的計算中。

（二）風險評估的步驟

進行風險評估應對安全事故的危害有全面的認知和了解，然后進行風險的控制。進行危險識別是風險評估的重要內容，對繼電保護可靠性的風險評估中危險識別包括以下幾個方面：繼電保護中的危險材料識別、掌握危險工序、對用電操作進行安全的檢查、進行工作場地的整理、對工作環境中存在的安全隱患進行識別、測試安全事故的警報裝置等。

其中主要的危險材料是一些易燃易爆的材料，要對這些材料的數量和存放位置進行規劃和控制；識別危險工序則是針對繼電保護中容易產生安全事故的操作，確定高溫高空等作業的工序，并采取相應的措施，防患于未然；檢查用電安全則是對電氣設備的安裝質量進行檢驗，電線是否老化、插座是否超負荷等；同時還要對工作場地進行相應的整理和檢查，盡量排除安全隱患，并制定安全事故應急計劃，將事故發生造成的損失降到最低。

結論

繼電保護作為電力系統正常運行的第一道防線，繼電保護的可靠性對和其風險評估等對電力系統的良好工作由重要的影響，通過對繼電保護裝置本身不斷改進、為其提供良好的工作環境、減少電磁干擾等措施，提高繼電保護的可靠性，進行繼電保護可靠性的風險評估，識別其中的危險材料、危險工序、進行安全檢查等，以降低工作環境中的干擾因素，提高繼電保護的可靠性。

參考文獻：

[1]劉飛快.繼電保護可靠性及其風險評估研究[J].價值工程，2014，（15）：58-59.

[2]初曉晨.繼電保護可靠性及其風險評估[J].中國高新技術企業（中旬刊），2016，（11）：136-137.

[3]潘萬鵬，房艷.繼電保護可靠性及其風險評估研究[J].黑龍江科學，2013，（12）：99.endprint