電力系統中的繼電保護設備及其自動化可靠性研究

王春昊　張秦

【摘??要】隨著科學技術的快速發展，自動化技術在我國不同領域中得到廣泛應用，使得日常操作更加智能化，對于電力領域而言，亦是如此。作為當前電力系統中不可或缺的重要組成結構，繼電保護設備與自動化裝置的可靠安全運行，能夠最大限度保護電力系統日常運行免受外界干擾因素的影響，從而降低電力故障問題出現的概率，在提高電能供應質量的基礎上，維護電力系統日常運行的穩定性與安全性。

【關鍵詞】電力系統;繼電保護設備;自動化;可靠性

1繼電保護與自動化裝置的可靠性指標

繼電保護與自動化裝置的可靠性主要體現在設備功能的可靠性、設備本身的可靠性以及設備出現誤動和拒動的概率。通常情況下，可靠性評估指標主要由成功率（R）、平均壽命和有效度（A）三部分組成。成功率指的是設備能夠在特定環境下順利完成規定功能的能力。平均壽命指的是設備在沒有出現故障時的工作時間。有效度是指設備在出現不可修復故障前的有效工作時間。在電力系統傳輸運行中，為了能夠提升整體電力傳輸效果，應該對電力運行體系中的繼電保護與自動化裝置進行有效管理。在配置過程中，必須保證電力企業在電力配送過程中的安全性，保證電力架設配置的平穩運行。在電力設施的操作控制中，應該按照電力企業的規定和要求，對電力傳輸繼電保護系統進行嚴格控制，對電力輸送結構進行調整，建立有效的電力輸送運行體系，真正提高整體的控制架設效果。在開展裝置工作過程中要注意以下問題：第一，慎重選擇相關設備，對電力傳輸系統的架構和基礎設施進行重新組合，保障各種裝置配備的合理運行，提高電力傳輸效果。第二，在電力輸送過程中，要依照電力傳輸構建要求進行整改，調整相關設備的使用情況，真正滿足繼電保護與自動化裝置的配置要求。

2提高繼電保護與自動化裝置可靠性的措施

2.1提升電力系統繼電保護的可靠性

首先，對繼電保護的硬件冗余進行優化。在繼電保護裝置運行的過程中，其硬件冗余的主要作用是提升容錯性，保障繼電保護作用的充分發揮。因此想要提升繼電保護的可靠性，應該積極采取措施提升硬件冗余發揮的效果。具體是采用并聯、備用等方法對硬件冗余進行優化，盡可能的避免拒動現象的發生。這里涉及到一個關鍵性概念，拒動率，即繼電保護無法按照規定發動的幾率，因此拒動率越高意味著可靠性越低。因此只要不斷降低拒動率，就可以促進繼電保護可靠性的提升。

其次，重點防控誤動作。誤動作和拒動作一樣，都會對繼電保護效果的正常發揮產生不利影響。具體來講，誤動作是指繼電保護裝置將不存在故障的線路切除，對此，應該將繼電保護裝置安裝在電力系統二次保護回路中，促進系統運行穩定性的提升。

2.2性能評價體系構建

電力系統的繼電保護設備自動化可靠性主要指繼電保護設備能夠在預先規定的時間內，完成預先制定的任務。在對其可靠性進行分析的期間，往往會覆蓋到評估系統整體性能以及統計繼電保護設備元件相關數據等內容。詳細來看，電力系統的繼電保護裝置的可靠性主要體現在電力系統遇到故障問題時，可以嚴格遵循預先設定的方位作出合理評估，從而減小故障范圍的進一步擴大。研究電力系統繼電保護設備自動化可靠性的過程中，首要的問題就是構建性能評價體系，具體包括以下六個反面：（1）繼電保護設備修復時間;主要指繼電保護設備修復所花費的平均時間。（2）繼電保護設備的修復率;主要指設備在出現故障的前提下，從某個時間段開始進行修復的概率。（3）繼電保護設備無故障運行時間;主要指繼電保護設備的修復時間段與下次故障問題出現之間的時間間隔。（4）繼電保護設備的可靠度;主要指在確定設備的初始正常時刻后，某特定時間段中故障問題不出現的概率。不難看出，繼電保護設備的可靠度集中體現在設備從正常運行到下一次故障問題出現的時間間隔。（5）繼電保護設備可用率;主要指設備從某個正常工作時間段開始到下一時間段無故障問題的概率。可用率與可靠度的主要區別表現在可用率的判斷標準是繼電保護設備在特定的時間段內必須進行不間斷運行。（6）繼電保護設備的正確動作率;主要是指在規定的統計時間段中，繼電保護設備正確動作與全部動作之間的比例;這一指標是當前繼電保護設備自動化可靠性評價指標中的重點內容。

2.3控制自動化總線

控制自動化總線是指在改良好電力系統的自動化裝置后，對相關設備和配置進行系統性優化，緊密連接集控室與饋線通道，最大限度提高電力系統設備的有效運行率。控制自動化總線能夠大幅提高電路的否認反應速度，簡化檢修維護的具體進程。控制自動化總線是人為去連接電力系統的相關設備，并對設備的性能數據進行入庫管理，提高內網儲存庫數據的更新率。連接時使用光纖和雙絞線能夠節約控制成本，提高相關設備的反應速度。在控制自動化總線與校正數據庫的相互作用下，實現了電力系統的自我調節，工作準確性在互聯網通信技術的發展下不斷提高，內部管理控制效果也在不斷完善。4G技術與無線網技術實現了電力系統的自動化發展，突破了傳統單一的管理模式，能夠很好地進行分散控制。

2.4故障問題調控測驗

所謂故障測驗控制，是指繼電器自動化裝置可以在繼電器局部受損的情況下，及時利用自動化程序進行問題診斷。一方面，自動化系統可通過人工神經診斷方式，確定繼電器故障形態;另一方面，通過故障管理體系，將電力系統中的繼電器進行運行狀態判斷、管理。如，繼電器保護裝置進行自動化程序可靠性檢驗時，可通過網絡專家評價程序，第一時間確定繼電器故障，并對應給予技術維護方案，這就是自動化技術故障診斷中的應用形式。

2.5強化繼電保護自動化裝置管理力度

電力系統繼電保護自動化裝置中包含了大量的繼電保護軟件，這些軟件的穩定運行是保障繼電保護自動化裝置效果正常發揮的重要基礎。若是疏于對繼電保護的管理，很容易因軟件的不規范操作導致繼電保護自動化裝置運行出現問題，進而引發故障。對此，必須加快推動繼電保護操作制度的完善，提升對繼電保護操作的約束力。同時，做好軟件升級更新工作，及時排除自動化裝置運行中存在的問題，促進其保護作用的最大化發揮。同時，定期借助計算機系統對裝置軟件進行調試，一方面繼電保護系統和電力系統運行的適應性，另一方面幫助工作人員盡快掌握軟件升級后的操作方法，如此才能為管理工作的有效落實奠定堅實的基礎。

2.6實現繼電保護的自我調節功能

目前，我國電氣領域的相關技術還不夠成熟，在能源開發方面的技術也不夠完善，導致發電廠的電力系統經常發生故障，監測人員需要花費巨大的精力進行檢修。為了能夠提高故障檢查的有效性和安全性，電力系統引入了自動化裝置，以做好繼電保護調節工作。電力系統對比了電路周遭的異常情況和數據庫中的相關信息，在自我調節的方式下排查問題，糾正故障，確保電路的安全暢通。同時，電力系統可以自動記錄本次故障的信息，以便在下次排查時進行重點檢修。

結論

綜上所述，電力系統中的繼電保護設備及其自動化可靠性研究，是數字化技術科學運用的理論歸納。在此基礎上，本文通過設備初始狀態調控、設備運行狀況分析、故障問題調控測驗，明晰繼電保護設備技術運用討點。因此，文章研究結果，將為國內電力資源科學管理提供新思路。

參考文獻：

[1]王凱，李婉卿，周大遷.關于電力系統中的繼電保護設備及其自動化可靠性研究[J].電子測試，2019（Z1）：127-128.

[2]劉洋.電力系統中的繼電保護設備及其自動化可靠性研究[J].中國新技術新產品，2018（22）：27-28.

（作者單位：內蒙古霍煤鴻駿鋁電有限責任公司電力分公司）