電力系統繼電保護自動化裝置可靠性研究

黃正

摘要：隨著市場經濟的不斷推進，電力企業的發展與進步也需要不斷地進行創新，其規模不斷擴大化、系統不斷復雜化的形勢下，如何構建穩定、可靠的電力系統已經成為全新的挑戰。利用信息技術建立創新新型電力系統已經成為電力企業發展的戰略方向。自動化技術已廣泛應用于繼電保護領域，本文主要通過闡述了繼電保護自動化的工作原理，來分析電力系統繼電保護自動化裝置可靠性。

關鍵詞：繼電保護;自動化;可靠性研究

引言：

繼電保護自動化可以有效實現電力系統的安全穩定運行。但是如果出現繼電保護自動化裝置產品質量不達標，保護功能評估不正確，人員操作維護效果差，其可靠性和保護能力不能達到預期效果，將對整個電力系統的安全運行產生重大影響，這也充分指出了繼電保護裝置可靠性分析的重要性和必要性。

1、電力系統繼電保護自動化裝置的應用現狀

1.1缺乏有序的安全管理

繼電保護自動化安全管理包括計劃、組織、實施、控制、調整、總結等一系列步驟。其中，不同資源的科學配置和優化，管理者的專業技能、專業素質和責任意識的掌握將對繼電保護安全管理產生重要影響。然而，在現實生活中，許多管理者缺乏安全意識和責任意識，或者專業素質不能滿足實際工作需要。并且在實現制度的實施方面存在著很大的缺陷。安全管理實施不到位，不能有效保證繼電保護的安全可靠性。

1.2缺乏規范性的工作計劃

供電設備的運行數據、自檢和維護數據不能及時共享，導致不同電力企業采用的管理制度和方法不同。一些電力企業在繼電保護管理過程中，沒有完善合理的規章制度，或者沒有按照既定規范充分實施，導致了一些不良現象，影響了繼電保護自動化效果的實現。

2、繼電保護自動化裝置及工作原理分析

繼電保護自動化裝置應用場景包括發電、輸變電、配電等電力系統的各個環節。以輸變電為例，繼電保護自動化裝置保護的對象主要是高壓輸電線路及變電站，繼電保護自動化裝置的保護功能主要包括以下三個方面：一是主變壓器保護，保護功能以電流保護、電壓保護、后備保護等為主;二是線路保護，以過流速斷保護、重合閘保護等為主;三是母線保護，保護功能以兩段充電保護、過流保護等為主。

3、提升繼電保護自動化裝置可靠性研究

3.1明確繼電保護與自動化技術的關系

繼電保護作為電力系統的重要組成部分，其運行效率和質量與電力系統密切相關。只有全面提高繼電保護的運行效率，才能使電力系統在發展的背景下獲得更高的經濟效益，全面提高繼電保護功能，為電力系統穩定運行奠定基礎，電力系統自動化的改革與發展，必須注重繼電保護質量的提高，分析各種影響因素，制定有針對性的發展規劃，明確自動化與繼電保護的關系，促進電力系統的長期有效發展。

3.2優化繼電保護技術

隨著智能變電站的出現和快速發展，電網變得日益復雜，在運行過程中容易出現一些問題，打破了傳統繼電保護的“四個基本特性”，“變壓器+合并單元”模式將整個繼電保護單元的工作時間延長，同時單個元件可能導致操作失誤出現誤動作的現象，這違背了繼電保護的快速保護獨立性，連接系統配置文件和次級設備受到了影響，由于沒有可視化“虛擬電路”的輔助，也沒有明確進行維護隔離的斷點，增加了變電站現場保護維護等相關風險。因此需要通過繼電保護的技術革新，不斷解決繼電保護時間與選擇方面的矛盾。例如，多臺繼電保護自動化裝置通過記錄的故障電流、故障的波形等，能夠對故障進行定位，同時能夠避免因不能正確分析出故障點而出現誤報。此外，隨著技術的進步，可以實現毫秒級保護動作，采樣數據也更加精準。

3.3強化繼電保護自動化裝置的保護功能

繼電保護自動化裝置的保護功能是實現電網保護的關鍵。以實際電網故障中的電流突變為例，繼電保護自動化裝置需要通過電流采樣來感知電流突變，通過比較電流突變程度和電流與整定值的關系來判斷電網是否存在故障，從而采取相應的保護報警或動作，達到保護電網的效果。因此，應充分考慮電力系統的實際運行，根據電力系統的特點合理設計設備保護功能的保護邏輯，降低代碼復雜度，不斷提高產品保護功能的有效性。此外，在繼電保護自動化裝置整定過程中，通過對系統故障數據的程序計算，可以準確判斷繼電保護自動化裝置整定值是否合理，保護功能是否能發揮作用。

3.4完善維護檢修制度

定期維護是保證繼電保護自動化裝置有效運行的重要環節。定期檢修前做好準備工作，主要包括通過圖紙了解設備接線和二次回路安裝情況，了解檢修過程中產品的近期運行情況等，考慮安全性，繼電保護自動化裝置應設置在維護狀態，以檢查二次回路、二次回路絕緣、盤柜有效性、保護功能等。所有檢查后，嚴禁插入。維護過程應嚴格按照操作手冊進行，以避免遺漏項目，減少產品錯誤的可能性。

3.5提升設備的可靠性

對于獨立繼電保護自動化裝置的問題不會對電力系統的可靠性產生重大影響，但對于以新能源為主體的新電力系統來說，電力系統的穩定性是以繼電保護自動化裝置為基礎的，同時也應避免單個繼電保護自動化裝置的故障。單個設備越復雜，設備故障的可能性就越大。因此，有必要為繼電保護裝置制造商提高研發水平、改進生產工藝、簡化繼電保護自動化裝置。一方面可以節約成本，達到提高質量和效率的效果。另一方面，它可以降低自身負載，降低芯片壓力，提高保護功能效率。通過不斷完善研發生產工藝來提升產品質量，以增強繼電保護自動化裝置的可靠性，來保障電力系統安全、穩定運行。

3.6優化專業人員操作技術

電力企業應定期對檢修人員進行培訓，不斷強化提升繼電保護檢修技能，強化檢修人員的工作素養。明確繼電保護檢修工作人員在檢修過程中應當嚴格按照檢修流程逐個巡檢，杜絕僥幸心理，確保繼電器沒有磨損，繼電器觸點沒有粘連、燒壞、卡住等現象。檢查繼電保護自動化裝置面板顯示、指示燈、連接線、轉換開關、軟硬壓板位置是否正確等。通過培訓和實際操作訓練，不斷提高繼電保護自動化裝置檢修的效率，強化其運行效果。

總結：自動化與智能化技術模式已成為電力系統發展的主流趨勢，其中繼電保護裝置是保證其自動化運行可靠性的必要設備。對繼電保護自動化的可靠性進行研究是電力系統發展中重要的課題之一。

參考文獻：

[1]閔世香.電力系統中的繼電保護設備及其自動化可靠性研究[J].通訊世界，2019，26（08）：250-251.