试析电力系统继电保护与自动化装置的可靠性

试析电力系统继电保护与自动化装置的可靠性

许刚

天津天源国电电力技术有限公司天津300392

摘要：随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，社会各界对我国电力系统的安全性，特别是继电保护及其风险评估相关内容越来越关注。目前，国内电力系统的发展速度较快，对继电保护系统的功能性提出了更高的要求。如何在新的发展时期，增强继电保护系统的稳定性与可靠性，对其未来发展过程中可能存在的问题进行合理评估，成为了相关领域工作人员的工作重点之一。

关键词：电力系统；继电保护；自动化装置；可靠性

一、自动化装置和继电保护的概述

在电力系统中有很多的保护手段，其中使用较为普遍的就是一种就是继电保护，这种措施的实施主要是为了给一些重要的设备提供有力的保障，可以在第一时间内发现有哪些故障存在于电路之中，并进行及时的处理，避免故障变得愈加严重，而且评价整个电力系统的结果也是很可靠客观的，为了电力设备安全的运行，所发挥的作用得到了大家高度的重视。大多数的时候都是几组单独连接的设备构成的继电保护，在检查的过程中，也是针对这些结构，可以为电力系统的安全运行提供保障。所以，在研究继电保护装置具有哪些可靠性的时候，主要的入手点有三个方面，分别是耐久性、应急力和成功率。一套设备能够使用多久就是指其的耐久性，而且一套设备最多只有两次的修复次数，如果是完全坏掉的设备则是对其之前的工作时间进行统计；面对出现异常情况的电力运行所具有的应急处理能力就是指应急力；而成功率则是指在检测继电保护装置中存有哪些故障的时候其成功几率是要有一定保障的，在可靠性评价中这些成功几率是具有一定的代表性的。

二、电力系统中继电保护的基本任务和要求

2.1继电保护可靠性任务和要求

可靠性是要求保护装置动作可靠，即在规定保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。继电保护装置的误动作和拒绝动作都会给电力系统造成严重的危害。

提高继电保护可靠性的办法，主要是采用经过全面分析论证，有实际运行经验或者经试验确证为技术性能满足要求、元件工艺质量优良的装置；而提高继电保护的可靠性，除了选用高可靠性的装置外，重要的还可以采取装置双重化，实现“二中取一”跳闸方式。

2.2继电保护选择性任务和要求

选择性是指在对系统影响可能最小的处所，实现断路器的控制操作，以终止故障或系统事故的发展。如果电力系统在运行过程中出现故障，继电保护装置必须能够针对故障点有选择性切除故障，即确保将故障点距离最近的断路器切断，以确保电力系统能够继续安全稳定运行。

2.3继电保护灵敏性任务和要求

电力系统运行出现故障时，继电保护必须能够针对故障及时进行处理。如果故障属于继电保护的工作范围，则继电保护不能够出现拒动故障。如果故障不属于继电保护工作范围，则继电保护不能够出现误动故障，即继电保护必须具有高灵敏性，一般主要是采用灵敏系统进行继电保护灵敏性评价，确保电力系统故障处理的合理性。

2.4继电保护速动性任务和要求

电力系统某一位置和设备出现故障时，为了能够避免故障的扩大，造成严重的事故，必须将出现故障的设备以最短的时间进行处理，即继电保护速动性要求。继电保护装置需要做到以最快的时间处理故障，同时确保将短路电流对设备的损坏控制在最低，确保电力系统电压最快恢复，有利于故障后的电力系统同步运行的稳定性。

三、提高继电保护可靠性的措施

3.1冗余设计和优化

在继电保护装置中，采用硬件冗余可以满足系统的容错需求。系统在运行期间，即使一个继电保护装置出现错误动作或行为，整个电力系统也不会受到影响。通过硬件冗余设计，能够改善可用度、拒动率等指标，常用方法如主备用切换法、并联接入法等。实际工作中，冗余方案的采用要考虑到继电保护的运行特点，在保证系统可靠性的前提下，尽量减少设计成本。

3.2加强维护管理

电力系统运行中，针对继电保护装置加强维修操作，能够确保设备的运行安全性。具体来说：第一，定期检查继电保护装置，看设备的各个部件是否齐全，有无缺损现象；看开关和按钮是否灵活；看指示灯是否正常；看内部线路板有无烧灼痕迹等。第二，检查装置配线，及时处理线路打结、脱落等情况，保证接点连接牢固。另外注意断路器，发生异常后及时排查故障原因，并针对性处理。第三，及时分析总结各类故障，建立台账记录，不仅能为后续的检修工作提供依据，也有利于增加维修经验。

3.3提高设备性能

继电保护如果在既定范围内发生故障，此时保护装置不会拒动；其他保护装置进行拒动保护时，继电保护也不会出现误动，这样才能够保证运行的可靠性。为了提高设备的性能，要准确计算设备的可靠性，主要是各项运行参数。值得注意的是：计算运行正确率时，首先排除不正确的行为；进行继电保护配套时，常采用自动控制回路。

四、提高自动化装置可靠性的措施

4.1统计运行情况

自动化装置的结构设计复杂，因此在运行时容易发生波动，为了准确掌握设备的运行状态，首先必须了解设备的初始状态，也就是各项初始数值，例如技术资料、设计图纸等。通过收集运行数据，进行分析后总结运行规律，作为维修工作、技术更新的参考依据。而且，自动化设备在运行期间会受到诸多因素的影响，从而出现一些问题，且随着应用时间的延长，问题出现次数增多，定期检查和维修成为有效的解决措施。要注重日常保养工作，发现问题后及时排查，并进行多次检测，确保运行安全性。

4.2实施技术改造

新理念、新技术、新工艺的应用，能够对自动化装置进行技术改造，实现可持续发展的要求。在具体操作上，要对技术改造进行严格控制，例如对自动化装置进行保护时，最好选择不同生产厂家的产品，由于装置原理不同，在双重保护的基础上，可以减少故障的发生。当然，在同一个变电站中，要求保护装置型号统一，可以采用互感器和保护系统；同时对设备进行定期检测，有利于提高设备的可靠性。

4.3提高检修人员素质

检修人员的业务水平和综合素质，影响到继电保护和自动化装置的运行效果，因此要提高工作人员的素质水平。对于电力企业而言，应该在技术培训上加大力度，提升工作人员的技术水平和事故应对能力，从而熟练掌握维修技术和工作流程，并进行相应的考核。另外，制定合理的奖惩措施，针对工作质量高的员工进行表扬和物资奖励，以此增强员工的责任意识，激发主观能动性，最终促进电力系统的稳定运行。

结语

综上所述，在电力系统中，继电保护装置的要求是具备灵敏性、选择性、速动性、可靠性，自动化装置的可靠性指标体现在成功率、有效度、连续工作时间三个方面。通过以上分析可知，电力系统运行期间的影响因素多，因此故障发生率高。提高继电保护的可靠性，可以进行冗余设计和优化，加强维护管理，提高设备性能。提高自动化装置的可靠性，应该统计运行情况，实施技术改造，提高检修人员素质。

参考文献

[1]吴引航.关于电力系统中继电保护的自动化策略研究[J].通讯世界,2016.

[2]黄为婷.电力系统中自动化与继电保护设备的可靠性[J].电子制作,2013.