電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置的可靠性分析

何欽　韋怡　張路

摘要：在我國(guó)社會(huì)快速發(fā)展的影響下，人們的生活水平不斷提高，對(duì)電力的需求量不斷增加，目前，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置發(fā)揮著十分重要的作用，其可靠性直接影響著電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。這兩種裝置能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行感應(yīng)，并有針對(duì)性的作出預(yù)防和阻止。本文將就電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置的可靠性進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);自動(dòng)化裝置;可靠性

引言

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)能夠?yàn)殡姎庠O(shè)備提供良好的保護(hù)作用，保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。若是系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)會(huì)根據(jù)故障情況采取一定的防控措施，避免故障危害的擴(kuò)大。因此提升繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置的可靠性具有十分重要的意義。

1繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置概述

1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置的運(yùn)行特點(diǎn)分析

隨著電網(wǎng)建設(shè)的持續(xù)深入，電力系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷提升，因此其在運(yùn)行的過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些故障，這是就需要系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置發(fā)揮作用，防止故障影響的擴(kuò)大。繼電保護(hù)裝置的具體作用是將一定的信息發(fā)出去，使其他電氣設(shè)備在操作的過程中對(duì)故障進(jìn)行有效的隔離。目前，電力系統(tǒng)運(yùn)行中遇到的故障大致可以分為兩種類型，分別是拒動(dòng)故障和誤動(dòng)故障。前者是指電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置沒有及時(shí)動(dòng)作將故障點(diǎn)進(jìn)行隔離，導(dǎo)致故障范圍不斷擴(kuò)大，最終危害到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。后者則是指電力系統(tǒng)運(yùn)行因外部因素的影響發(fā)出不該有的動(dòng)作，這種故障的原因就是繼電保護(hù)裝置自身的特性。因此自動(dòng)化裝置的主要作用就是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，一旦無法掌握精確的參數(shù)情況，即代表著自動(dòng)化裝置出現(xiàn)故障。

1.2電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求分析

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中主要發(fā)揮著保護(hù)作用，因此必須滿足以下幾個(gè)方面的要求：其一，繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)出現(xiàn)不明原因的故障時(shí)，必須能夠在所有可能的故障點(diǎn)中選擇性的進(jìn)行隔離，保障系統(tǒng)其他部分仍舊可以保持正常運(yùn)行的狀態(tài)。其二，繼電保護(hù)裝置必須具備較強(qiáng)的靈敏性，可以在任意裝置出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)都能夠及時(shí)動(dòng)作，同時(shí)針對(duì)其保護(hù)范圍之外的問題不能產(chǎn)生誤動(dòng)作。其三，繼電保護(hù)裝置必須具備較快的動(dòng)作速度，即在故障發(fā)生的短時(shí)間內(nèi)，將故障進(jìn)行切除，最大程度的降低故障帶來的損失和影響。最后，繼電保護(hù)裝置應(yīng)具備良好的可靠性，這是其作用發(fā)揮的基礎(chǔ)。對(duì)此，應(yīng)該從設(shè)計(jì)、安裝等多方面入手保障元件質(zhì)量。

2影響電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置可靠性的常見因素闡釋

2.1環(huán)境因素

在繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置處于運(yùn)行狀態(tài)下，會(huì)因溫度不斷升高的影響，導(dǎo)致環(huán)境中的殘留物與雜質(zhì)漂浮起來，直接加快了繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置老化速度，對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生了不利的影響。另外，系統(tǒng)插板以及電源插頭很容易受有害物質(zhì)影響而產(chǎn)生接觸不良的問題，不利于系統(tǒng)既有保護(hù)功能的充分發(fā)揮。

2.2操作因素

為確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，規(guī)范的電源操作十分關(guān)鍵。在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下，受電容儲(chǔ)量和電解容量減少的影響，導(dǎo)致故障發(fā)生的時(shí)候無法對(duì)電源進(jìn)行切斷處理。另外，一旦酸性電池亦或蓄電池的電液不穩(wěn)定而引發(fā)問題但解決不及時(shí)，也會(huì)對(duì)系統(tǒng)可靠運(yùn)行效果造成危害。

2.3質(zhì)量因素

目前，供電企業(yè)選用的繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置在質(zhì)量方面仍存在一定的不足，集中表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置出廠投入使用前沒有接受檢測(cè)以及運(yùn)作測(cè)試;第二，繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置生產(chǎn)期間，廠家為減少生產(chǎn)成本的投入，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生了不利影響;第三，繼電保護(hù)裝置內(nèi)元件差異明顯，難以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置的協(xié)調(diào)運(yùn)行。正是因?yàn)槔^電保護(hù)和自動(dòng)化裝置質(zhì)量不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，所以在投入實(shí)際運(yùn)行期間會(huì)發(fā)生諸多故障。

3電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備自動(dòng)化可靠性研究

3.1性能評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備自動(dòng)化可靠性主要指繼電保護(hù)設(shè)備能夠在預(yù)先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成預(yù)先制定的任務(wù)。在對(duì)其可靠性進(jìn)行分析的期間，往往會(huì)覆蓋到評(píng)估系統(tǒng)整體性能以及統(tǒng)計(jì)繼電保護(hù)設(shè)備元件相關(guān)數(shù)據(jù)等內(nèi)容。詳細(xì)來看，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置的可靠性主要體現(xiàn)在電力系統(tǒng)遇到故障問題時(shí)，可以嚴(yán)格遵循預(yù)先設(shè)定的方位作出合理評(píng)估，從而減小故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。研究電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備自動(dòng)化可靠性的過程中，首要的問題就是構(gòu)建性能評(píng)價(jià)體系，具體包括以下六個(gè)反面：繼電保護(hù)設(shè)備修復(fù)時(shí)間;主要指繼電保護(hù)設(shè)備修復(fù)所花費(fèi)的平均時(shí)間。繼電保護(hù)設(shè)備的修復(fù)率;主要指設(shè)備在出現(xiàn)故障的前提下，從某個(gè)時(shí)間段開始進(jìn)行修復(fù)的概率。繼電保護(hù)設(shè)備無故障運(yùn)行時(shí)間;主要指繼電保護(hù)設(shè)備的修復(fù)時(shí)間段與下次故障問題出現(xiàn)之間的時(shí)間間隔。繼電保護(hù)設(shè)備的可靠度;主要指在確定設(shè)備的初始正常時(shí)刻后，某特定時(shí)間段中故障問題不出現(xiàn)的概率。不難看出，繼電保護(hù)設(shè)備的可靠度集中體現(xiàn)在設(shè)備從正常運(yùn)行到下一次故障問題出現(xiàn)的時(shí)間間隔。繼電保護(hù)設(shè)備可用率;主要指設(shè)備從某個(gè)正常工作時(shí)間段開始到下一時(shí)間段無故障問題的概率。可用率與可靠度的主要區(qū)別表現(xiàn)在可用率的判斷標(biāo)準(zhǔn)是繼電保護(hù)設(shè)備在特定的時(shí)間段內(nèi)必須進(jìn)行不間斷運(yùn)行。繼電保護(hù)設(shè)備的正確動(dòng)作率;主要是指在規(guī)定的統(tǒng)計(jì)時(shí)間段中，繼電保護(hù)設(shè)備正確動(dòng)作與全部動(dòng)作之間的比例;這一指標(biāo)是當(dāng)前繼電保護(hù)設(shè)備自動(dòng)化可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)中的重點(diǎn)內(nèi)容。

3.2自動(dòng)化可靠性研究

電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備的主要作用在于最大限度確保有關(guān)電氣設(shè)備的安全性，并通過對(duì)當(dāng)前電力系統(tǒng)進(jìn)行改善以提高系統(tǒng)整體運(yùn)行的可靠性。如果電力系統(tǒng)與繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)故障問題，繼電保護(hù)設(shè)備可以及時(shí)檢出故障問題同時(shí)做出精確判斷，并及時(shí)向系統(tǒng)發(fā)出警報(bào);結(jié)合實(shí)際故障情況，及時(shí)切斷故障線路電流，保護(hù)其余電力設(shè)備能夠正常進(jìn)行供電，減少故障影響的范圍。就當(dāng)前實(shí)際狀況而言，繼電保護(hù)設(shè)備一般由單套或者多套獨(dú)立運(yùn)行的設(shè)備、元件組成，從而進(jìn)一步提高保護(hù)電力設(shè)備的作用。而電力系統(tǒng)中的自動(dòng)化設(shè)備在保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、安全運(yùn)行方面也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其關(guān)鍵作用在于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的關(guān)鍵性能參數(shù)，并落實(shí)相關(guān)自動(dòng)化操作。繼電保護(hù)設(shè)備的自動(dòng)化是當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的主要方向，其具備的自動(dòng)化程度能夠直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。當(dāng)前電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備自動(dòng)化評(píng)價(jià)指標(biāo)概況來說，主要有設(shè)備有效度、設(shè)備修復(fù)時(shí)間以及無故障工作時(shí)間等三大類。而對(duì)其自動(dòng)化可靠性研究的時(shí)候，分析繼電保護(hù)設(shè)備的初始設(shè)定狀態(tài)以及自動(dòng)化裝置;對(duì)于當(dāng)前電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備而言，自動(dòng)化裝置結(jié)構(gòu)普遍較為復(fù)雜。同時(shí)，設(shè)備的初始狀態(tài)設(shè)置情況也會(huì)影響到設(shè)備的正常運(yùn)行。基于此，在研究繼電保護(hù)設(shè)備自動(dòng)化可靠性的過程中，需要提前掌握自動(dòng)化裝置相關(guān)結(jié)構(gòu)與全面的參數(shù)設(shè)置情況。

結(jié)語

繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置的可靠性與安全性是維護(hù)與提高電力系統(tǒng)高效、科學(xué)運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)保證，也是提高電力電流輸送效率以及質(zhì)量的關(guān)鍵措施。因此，要從電器元件質(zhì)量、安裝維護(hù)以及環(huán)境影響三個(gè)方面入手，進(jìn)而保障繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置的安全可靠性，進(jìn)而使電力系統(tǒng)能夠健康、快速發(fā)展。

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