電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置可靠性研究

（國(guó)網(wǎng)河南省電力公司內(nèi)黃縣供電公司，河南 內(nèi)黃 456300）

引言

電力系統(tǒng)自動(dòng)化，是當(dāng)代能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)自主發(fā)展與優(yōu)化調(diào)節(jié)主要趨向。隨著國(guó)內(nèi)電力行業(yè)逐步創(chuàng)新，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方式也在逐步增加。而對(duì)于設(shè)備應(yīng)用的可靠性探索，就成為技術(shù)優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮出來(lái)的參考理論。繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了保障，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。除了在裝置設(shè)計(jì)上精益求精，還要提升電力工作人員的專業(yè)素養(yǎng)，讓技術(shù)人員在實(shí)際工作中熟練判斷繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置的各項(xiàng)活動(dòng)，以及發(fā)出信號(hào)所代表的含義，以便保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、繼電保護(hù)設(shè)備及其自動(dòng)化裝置評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)

繼電保護(hù)設(shè)備及其自動(dòng)化裝置可靠性評(píng)價(jià)，就是對(duì)繼電保護(hù)裝置在一定范圍內(nèi)，是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定性功能的分析過(guò)程。若評(píng)價(jià)體系結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致，說(shuō)明裝置應(yīng)用效果較好，反之，說(shuō)明設(shè)備應(yīng)用效果不佳。一般來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)設(shè)備及其自動(dòng)化裝置的評(píng)價(jià)分析，主要從以下幾部分進(jìn)行判定：（1）繼電器保護(hù)做功頻率。即，繼電器保護(hù)裝置，是否在設(shè)備運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)了較好的功率調(diào)節(jié)；（2）繼電器保護(hù)裝置的系統(tǒng)運(yùn)行流暢度。即，保護(hù)裝置是否屬于周期性保護(hù)，而非階段性保護(hù)；（3）繼電器保護(hù)裝置是否可以在設(shè)備受損時(shí)，及時(shí)進(jìn)行設(shè)備資源的維護(hù)與調(diào)整。

二、電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置的可靠性

（一）選擇切斷故障點(diǎn)

故障點(diǎn)指的是自動(dòng)化裝置為保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，選擇解決故障問(wèn)題的位置點(diǎn)。繼電裝置因其特殊的輸入特征量而比較復(fù)雜，在實(shí)際工作時(shí)判斷故障點(diǎn)。繼電保護(hù)裝置有多項(xiàng)可靠性指標(biāo)，可維修部分的成功率表示在特定條件下，繼電保護(hù)可以完成特定功能的概率。計(jì)算無(wú)故障工作時(shí)間的平均值，繼電保護(hù)裝置會(huì)針對(duì)電力系統(tǒng)中不同種類的故障調(diào)節(jié)自身工作時(shí)間，自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)不可修復(fù)產(chǎn)品的作用時(shí)間，避免在電力系統(tǒng)中不可修復(fù)部分過(guò)度浪費(fèi)工作時(shí)間。有效度指標(biāo)表示的是自動(dòng)化裝置與電力系統(tǒng)之間的故障關(guān)系。在自動(dòng)化裝置電子式互感器的可靠性不低于常規(guī)電磁型互感器的前提下，隨著電力系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，自動(dòng)化裝置故障的修復(fù)率與常規(guī)互感器作用相等，二次回路采用了通信網(wǎng)絡(luò)代替銅電纜，其間指標(biāo)大小發(fā)生驟變，表示故障的發(fā)生，例如基本指標(biāo)成功率在不可修護(hù)的前提下，以正常成功率數(shù)值為基準(zhǔn)，數(shù)值比正常數(shù)值大時(shí)，在距離電力系統(tǒng)近處的500m 內(nèi)，自動(dòng)化裝置會(huì)任意選擇一點(diǎn)切斷電纜，保護(hù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)數(shù)值小于基本數(shù)值時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)選擇大于500m 某處的電纜為故障點(diǎn)。在可維修部分，繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置也會(huì)自動(dòng)比較指標(biāo)數(shù)值的變化，但此時(shí)自動(dòng)化裝置會(huì)選擇一個(gè)故障點(diǎn)去修護(hù)，而不是采取切斷電纜的操作。這種依據(jù)故障指標(biāo)判斷電力系統(tǒng)故障的方式，得到判斷指標(biāo)與電力系統(tǒng)正常運(yùn)行指標(biāo)的大小關(guān)系，以此推測(cè)故障的發(fā)生點(diǎn)，促使自動(dòng)化裝置選擇故障切斷點(diǎn)，維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，增強(qiáng)了繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的可靠性。

（二）評(píng)價(jià)保護(hù)裝置靈敏度

繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置內(nèi)含有靈敏模塊，內(nèi)置一個(gè)電子式互感器，這種電子式互感器使用了多個(gè)獨(dú)特的光纖輸入/輸出口。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，多個(gè)光口的發(fā)熱量會(huì)影響電子式互感器的采樣值，采樣值會(huì)傳輸至繼電保護(hù)裝置中，自動(dòng)化裝置會(huì)執(zhí)行備用切換操作，將保護(hù)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)到合適的冗余方式。繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置分析采樣值的變化規(guī)律，將其作為參考，找到電力系統(tǒng)中各個(gè)線路以及母線的故障部位，此時(shí)繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置采用優(yōu)化評(píng)價(jià)方式評(píng)價(jià)靈敏度，當(dāng)靈敏度發(fā)生偏差時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置會(huì)改變硬件設(shè)備的冗余方向，自動(dòng)變更硬件的容錯(cuò)技術(shù)，采用多表計(jì)數(shù)，切換電力系統(tǒng)的電纜連接方式?；蚴鞘褂脗溆昧慵嵘`敏模塊的可用度及誤動(dòng)率，當(dāng)靈敏模塊中某個(gè)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)了錯(cuò)誤行為時(shí)，靈敏模塊依舊可以檢測(cè)電力系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置也依舊可以繼續(xù)評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的靈敏性。

（三）短時(shí)間切除故障設(shè)備

電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行過(guò)程中，其中的某項(xiàng)設(shè)備會(huì)突然發(fā)生故障，此時(shí)繼電自動(dòng)化裝置會(huì)在最快速度內(nèi)感知到設(shè)備故障發(fā)生位置，依據(jù)故障位置信息以及故障模式，將兩種信息轉(zhuǎn)化為信號(hào)提示給工作人員。在故障不嚴(yán)重時(shí)，繼電裝置會(huì)自行修復(fù)故障設(shè)備，在短時(shí)間內(nèi)切除電力系統(tǒng)中的故障設(shè)備，然后將更換成功的信號(hào)發(fā)送到管理人員的監(jiān)管口，提示電力系統(tǒng)已正常運(yùn)行。當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，繼電設(shè)備除了向電力系統(tǒng)管理人員傳輸警示信號(hào)外，還會(huì)根據(jù)靈敏模塊接受到的故障模式及所在部位，自行判斷是否要執(zhí)行短時(shí)間切除指令，將電力系統(tǒng)局部失效與最終失效后果轉(zhuǎn)化為信號(hào)，予以提示。

（四）故障問(wèn)題調(diào)控測(cè)驗(yàn)

所謂故障測(cè)驗(yàn)控制，是指繼電器自動(dòng)化裝置可以在繼電器局部受損的情況下，及時(shí)利用自動(dòng)化程序進(jìn)行問(wèn)題診斷。一方面，自動(dòng)化系統(tǒng)可通過(guò)人工神經(jīng)診斷方式，確定繼電器故障形態(tài)；另一方面，通過(guò)故障管理體系，將電力系統(tǒng)中的繼電器進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)判斷、管理。如，繼電器保護(hù)裝置進(jìn)行自動(dòng)化程序可靠性檢驗(yàn)時(shí)，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)專家評(píng)價(jià)程序，第一時(shí)間確定繼電器故障，并對(duì)應(yīng)給予技術(shù)維護(hù)方案，這就是自動(dòng)化技術(shù)故障診斷中的應(yīng)用形式。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備及其自動(dòng)化可靠性研究，是數(shù)字化技術(shù)科學(xué)運(yùn)用的理論歸納。在此基礎(chǔ)上，本文通過(guò)設(shè)備初始狀態(tài)調(diào)控、設(shè)備運(yùn)行狀況分析、故障問(wèn)題調(diào)控測(cè)驗(yàn)，明晰繼電保護(hù)設(shè)備技術(shù)運(yùn)用討點(diǎn)。因此，文章研究結(jié)果，將為國(guó)內(nèi)電力資源科學(xué)管理提供新思路。