基于電力系統繼電保護可靠性研究

常英龍

摘要：隨著現在化步伐的加快，自動化程度也越來越高，電力系統的內部結構也在復雜化，系統內所包含的各種電子元件數量也越來越多，而且電力系統在不斷向大容量、遠距離、超高壓的方向發展，但系統元件的隨機故障可能引起整個系統的故障，給社會生產和生活帶來巨大的安全隱患和經濟損失。因此，為了保證電力系統的安全和正常運行，應將繼電保護作為一個重要的課題來研究，統籌考慮繼電保護的配置、整定配合和運行，擺脫過去只關注硬件的可靠性，而忽略整個系統的可靠性。本文就是基于上述現實的迫切需求，旨在研究及提高電力繼電保護系統的可靠性。

關鍵詞：電力系統;繼電保護;運行;可靠性

可靠性通常表述為系統、元件或者是設備在規定的各項時間條件下合理完成規定功能的有效能力。什么是繼電保護？通常繼電保護是安全防范的最為關鍵的環節，它的快速有效的動作可以將不良系統遏制住，讓其電網能夠安全的運行;反之，就會造成不必要的麻煩，導致很多的地方長期的停電。近幾年，很多的南方企業公司往往都是因為繼電的保護拒動、誤動使其系統部分電網造成多方停電不斷發生，給我們國家財產和人身都帶來了極大的傷害。因此，只有合理的使用繼電保護動作，將其合理的進行操作運行，才能保證系統的正常使用起到至關重要的意義。

1 繼電保護的特點

繼電保護的裝置實質上屬于機電設備，繼電保護裝置都是由測量、邏輯、執行、定值調整等部分組成的。繼電保護較之于一般性質的機電、電子設備以至于電力系統的一次設備來說，它具有自身的特點，究其自身特點的可靠性需要注意以下三點：

一是在繼電保護中的靜態保護裝置中有很多復雜的原件，并且工藝相對較復雜，這樣就會直接地影響產品的壽命和質量，這些故障發生多為隨機性的，在算法上多用概率測算方式和可靠性理論進行分析。

二是繼電保護是安全防范最為關鍵的環節，處在至關重要的位置，不當的設置和操作會給電力系統的安全運行帶來極大的安全隱患。往往，繼電保護所處的工作狀態并非是長久持續工作的設備，而是時刻處于準備工作的狀態，如果一旦出現系統故障，就需要在很短的時間內進行繼電保護動作。

三是在電力系統出現問題的時候繼電保護必須能夠起到作用，但是可靠與否不能夠完全取決于裝置本身，還與電力系統故障的性質、運行的方式以及統計規律有直接的聯系。

2 繼電保護可靠性的影響因素

繼電保護測量設備的起始點是電壓、電流互感器等，其對于二次系統的正常運行是十分重要的，但是在二次回路運行中電壓、電流互感器容易出現故障。對于互感器二次回路來說，其應用設備并不多，線路連接也十分容易，但是在運行使用中仍十分容易出現故障，如出現二次中性點接地異常或是未接地以及多點觸地就容易導致保護裝置誤動或拒動。

繼電保護裝置的生產需要較強的專業技術，其生產質量也直接影響到保護裝置運行的可靠性。一些生產廠家為了自身利益，在生產過程中偷工減料，就會造成裝置整體性差，器件之間的性能差異巨大，也容易導致保護裝置的拒動和誤動。所以對于繼電保護裝置的生產檢驗要加強管理，以此提高繼電保護運行的可靠性。

人為操作方面也容易引起裝置出現故障。電源操作與保護裝置的正常運行有著直接聯系。保護裝置的電容儲存裝置出現老化后，其內部電容減少，在發現故障進行更換時，選取的電容裝置型號小或是不合理的時候都會對保護裝置的正常運行造成影響。同時維修人員的安全意識、專業知識、維護水平和工作責任心等方面的因素也會影響裝置的正常運行，此外當外界環境出現劇變，如極高溫、灰塵、霧霾等天氣時會對裝置造成老化威脅，對電路板、元器件等也容易造成腐蝕，從而造成保護裝置出現故障。

3 提高繼電保護運行可靠性的措施

3.1 提高從業人員技術水平

提高繼電保護裝置運行可靠性就應該將供電的可靠性作為工作中的重點，加強供電可靠性的制度建設，完善相關的網絡管理，同時要建立健全并完善相關的管理體系。加強對繼電保護裝置運行維護人員的專業培訓，有效地提高工作人員的故障處理能力和處理效率。繼電保護工作人員整體素質不高、技術水平過低，是造成繼電保護運行不順暢的主要原因之一。

對于這些狀況要加強員工的技能培訓和素質教育，促使員工養成工作記錄和工作檢查的習慣，不僅可以有效降低故障的出現，同時這些工作記錄就相當于一份運行檔案，在設備出現故障時可以根據記錄以此加快故障處理時間。同時工作人員還必須有嚴謹的工作態度，在進行數據計算時，應該不斷進行計算以保證其準確性和精確性，嚴格按照運行程序進行設備操作。

3.2 提高繼電運行的微機化和信息化水平

隨著電子信息技術的快速進步和創新，極大地提升了微機保護的科技水平和能力。從當前最新技術來看，工控機在速度、功能和存儲容量等諸多領域都超過了傳統的小型機。此外，如今所運用的工控機體積并不大，只相當于微機保護裝置的體積，因此，成套工控機可以確保繼電保護的高技術與良好技術操作性。在此基礎上，將會極大地降低在繼電運行保護中的危機和不可靠性。從網絡技術在電力系統中的作用來看，它在很大程度上改變了繼電保護運行的傳統方式以及狀態。考慮到繼電保護裝置的作用比較單一，它重點切除出現故障的元件，然而它在確保電力系統運行方面還有許多不足。為了確保各個保護單元均能夠共享運行過程中的故障信息以及數據，大幅度提升繼電保護的準確性以及及時性，這樣就必須依靠計算機和網絡技術來構建機電一體化的電力系統，從而進一步提升微機保護裝置的網絡化以及信息共享化水平。

3.3 加強繼電保護運行的智能化程度

智能化可以更好地提升繼電保護運行的可靠性，與此同時，它也是非常關鍵的技術創新。如今，人工智能化的運用范圍日益擴大，在越來越多的行業中得到了應用，大量發達的理念和技術出現在電力系統中且不斷成熟。例如，模糊邏輯、神經網絡、遺傳算法以及進化規劃等先進技術都在電力系統中得到了非常好的運用，而且相關單位還在繼續深化繼電保護領域的應用研究。

另外，人工智能技術在電力系統的優勢非常明顯，它們可以極大地提升繼電保護裝置在運行過程中的穩定性。還可以有效控制繼電保護裝置的不可靠因素，如工作隱蔽性和連續性等方面。它們可以較快地處理這些不可靠因素，而且它們的邏輯思維能力也非常強大。從在線評估實踐來看，人工智能發揮了非常重要的作用，而且有著明顯的優勢，逐步占據著主導地位。

3.4 廣泛的使用性能，極其優良的數字控制器件

數字控制器件有著良好的性能，在繼電保護系統中使用數字控制器件將會在很大程度上提升繼電保護水平。在繼電保護運行中，廣泛使用了CPLD和FPGA等器件。CPLD的結構非常復雜，這種邏輯器件可以編輯相關程序，FPGA是現場可編程序門陣列。在繼電保護系統的運行過程中，這兩種器件的優勢非常明顯。它們屬于非常先進的可編程序專用集成電路，而且它的功能是高度集成的，可以將諸多微機系統的許多功能都聚集在相同的芯片上。這些數字控制器件的性能十分強大，它們將極大地改變電力系統的結構設計，顯示了良好的適應性。

從繼電保護系統來看，必須要借助此類控制器件來實現系統的高度集成、強大的可靠性和快速響應能力。與此同時，運用此類控制器件可以在很大程度上縮短保護裝置的研發周期，極大地提升了繼電保護運行過程中的可靠性能。

4 結語

總之，電力系統龐大而復雜，每一個元件發生故障都會影響系統的正常運行。繼電保護作為電力系統重要保護，其作用舉足輕重。大力研究繼電保護運行的可靠性，預防繼電保護不正確動作或者誤動作，意義重大。

參考文獻

[1]張珺.對提高繼電保護系統可靠性的措施探討[J].科技創新導報，2010.

[2]趙群，鄧斐.電力系統繼電保護技術的現狀與發展[J].商業文化（學術版），2010.

[3]孫潔，翟紅俠.繼電保護系統運行的可靠性分析[J].科技創新導報，2010.