《硅谷》杂志：电力系统继电保护的可靠性研究 |
| 2013-01-22 10:42 作者：赵晓林 张利钦 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称，继电保护在在电力系统中有着十分重要的作用，随着我国电力建设规模的逐渐扩大以及日益复杂的电网结构，在电力企业安全生产中，继电保护占有非常重要的地位。当前，国内外对电力系统继电保护的可靠性研究正在进行逐步的深入发展，且获得相应的成果。
关键词：电力系统；继电保护；可靠性
我国的经济建设正在高速的发展中，电网系统的规模逐渐增大，覆盖的区域非常辽阔。不同类型的电气设备紧密的与电气线路相联结，各种人为因素和运行环境的复杂因素的影响，从而不可避免的会出现电气故障，给人们的生活和生产会带来不必要的影响。因此，为了保障使电网供电系统运行的正常，必须对继电保护在工作中可靠的运行，对继电保护装置进行正确的设置，对各项相关定值实施准确的整定，预防继电保护的不正确动作现象出现，对电力企业的健康发展有非常重要的意义。
1继电保护系统可靠性指标
1.1继电保护的内涵
继电保护能够保障电气设备的安全，确保了供电的安全可靠性，是电力系统最有效、最基本的一项核心技术手段。继电保护系统能够满足电力系统的灵敏性、速动性、可靠性和选择性，其基本原理是以电力系统中元件出现短路或异常情况时的电气量的变化实现继电保护动作。从系统设计来看，继电保护系统是有相互独立的继电保护装置通过某种连接方式共同组成系统。在所有的电力设备中，如线路、母线、变压器等，均不可以在无继电保护的状态下运行。
1.2继电保护的基本任务
当电力系统的故障发生在被保护的元件时，应该由故障元件的继电保护装置作出准确、及时处理措施，对距离故障元件最近的断路器准确、迅速地发出跳闸命令，使故障元件可以迅速、及时的和电力系统断开，在满足电力系统的某些特定要求的同时，如保持电力系统的暂时稳定状态，尽量降低电力系统元件本身的损坏，也就减少了故障元件对电力系统供电安全的影响。
继电保护可以及时的对电气设备工作的异常状况做出相关的反应，能够设备的异常的供桌状况及不同运行维护条件发出示警信号，有利于设备装置的自动调节，或者自动切除可能形成事故额电气设备，或者是工作人员做出处理。在此过程中，继电保护系统的装置可以具有相对的延时动作。
1.3继电保护的可靠性指标
继电保护的可靠性指的是质量、技术以及配置合理的系统，元件或设备在规定的条件下，能够在预定的时间完成规定功能的能力，也就是动该动的，不动不该动的，保证所切除的是故障线路或设备，这是继电保护的基本要求。继电保护的可靠性有两个指标：一是设备的可靠性，另一个是功能的可靠性，。功能的可靠性是以一次系统的观点进行的描述，是指继电保护系统在工作状态下正确工作的概率，其可靠度和继电保护的拒动、误动概率有关；设备的可靠性是以二次的观点进行的描述，继电保护系统在投入运行过程中的每一时刻都处于工作状态的概率。通常在分析继电保护的可靠性时，使用的方法有马尔科夫模型法、故障树分析法、概率分析法等。继电保护系统不同于其他系统，是一种可修复的系统，因此在使用概率法不利于分析过程中的求解。
2提高继电保护可靠运行的有关措施
2.1冗余设计和优化
继电保护系统的设计可以采用容错技术，在不影响其正确的状况下，允许继电保护系统的个别装置的不正确工作。实现着中容错技术的一个方法是硬件的冗余。目前，在设计继电保护系统硬件的冗余时，通常采用并联、备用切换、多数表决等，这种冗余设计模式能够明显的改善继电保护的拒动率、可用度等可靠性指标，也能使误动率这一可靠性指标恶化。多数表决方式能够实现可靠性指标达到任一规定值，促进可靠性指标的改善；备用切换方式能够显著的改善可用度指标，但是对误动率、拒动率以及可靠度并没有影响。所以，硬件冗余设计需要以继电保护系统的实际情况进行选择。
继电保护系统的优化冗余设计能够在满足可靠性指标的基础上，使用最少数量的保护装置，实现投资金额的最小化。虽然继电保护系统可靠性能的提高和投资金额的减少两者之间是相互矛盾的，然而两者求极值均可利用优化冗余设计方案之间的对比作出选择、解决。因此，在进行实际的继电保护系统的设计时，在任何状况下都能满足系统可靠性指标是，需将其放置在第一位，
2.2提高继电保护装置的可靠性
电力系统继电保护装置运行的可靠性指标的计算与继电保护装置的发展、使用、评价、完善和改进，电力系统可靠性指标的确评估、计算等的关系密切，对于继电保护装置运行状况内涵的确定时这一过程中的重要环节。继电保护装置的可靠性是指系统装置在范围规定内出现了应该动作的故障时，不可以拒动作，在该保护不应动作时，不可以误动作。
该怎样更进一步正确地、合理地评价、计算继电保护装置运行可靠性指标是非常值得探讨和研究的问题。一方面，可以在继电保护装置运行过程中计算正确工作率指标时纳入区外故障正确动作；另一方面，细分正确工作率，也就是说正确工作率由不正确动作率和正确动作率组成。这两种定义和划分，继电保护装置的运行性能和故障的深入研究和分析是非常有利的。
作为继电保护装置还需要有一个配套的辅助装置，确保继电保护的动作正确、安全运行，促进电力系统的稳定。继电保护的辅助装置通常存在于电力系统的自动控制回路和二次继电保护中，其主要功能是为了最大程度的满足断路器的控制操作，也被用作电力系统二次回路的切换。继电保护的辅助装置包括交流电压切换箱、三相操作继电器和分相操作继电器等。在使用继电保护辅助装置时，可能发生触点接触不良会烧损、中间继电器线圈断线等问题，这些都会对继电保护辅助装置的的可靠性造成一定的影响。因此，电力设计、科研、制造和运行等部门，需要采取有效的途径和措施对辅助装置的可靠性进行提高，重视新工艺。新器件的引进、开发和使用。选用可靠性高的中间继电器，保障回路中工作继电器的技术数据。对于特殊设计装置中的发热电阻，降低机箱内部各工作温度，充分的保障和考虑辅助装置中各回路的耐压水平和绝缘电阻。
3继电保护操作运行的规范
3.1做好继电保护的验收工作。
验收是对各项施工是否完善进行确定，检查电力系统的运行条件是否稳定、安全。工作人员在完成继电保护的调试后，需要进行严格的自检、专业的验收程序填写验收单，然后由厂部组织运行、生产、检修以及做开关合跳试验，且对该过程作出详细的记录，保护装置变动的内容、时间，相关负责人签字后作为以后查询的资料。在试运行试验或进行试运行之后，确保准确无误后才可以启动系统的运行程序。
3.2做好继电保护装置的巡检工作
只有做好电力系统安全事故的预防工作，才能够及时的发现继电保护系统运行中的安全隐患，最大程度的避免事故、故障的发生。其中一个重要途径是对继电保护设备机型定期的巡视检查。细致。全面的检查工作包括：警铃、监视灯、指示灯等设备状况是否完好、正常；、继电器的附加电阻及线圈是否过热、接点是否完好；各回路接线是否正常，有没有出现发热或者焦臭味、松落的现象；保护压板、自动装置是否按照要求投入；开关、压板的位置是否正确等。
3.3做好继电保护系统的技术改造工作
随着计算机技术、通信技术、电子技术、数字信号处理技术等的快速发展，继电保护技术中注入了更多活力的新技术，突破了传统的格局，促进了继电保护系统自动化水平的提高。为了使其能够跟上时代的步伐以及先进的技术，电力工作者需要与时俱进。需充分考虑继电保护系统配置和运行的可靠性、选择性、灵敏性和速动性要求及运行维护等基础上，努力做好技术改造工作。当前，在电力系统中以微处理器为基础的数字保护装置、计量测试仪表、电机励磁控制装置以及运行监控系统，均需要采用低功率的电流和电压互感器替代常规的电流和电压互感器，对电力系统保护的可靠性有着不同寻常的意义。
4结束语
在社会发展的今天，电力企业和广大用户对电力系统继电保护系同的要求逐渐增大，国内外的继电保护技术正朝着计算机化、网络化、保护、控制、测量、数据通信一体化以及人工智能化的方向发展。因此，继电保护工作人员的任务更加艰巨，尤其是对大型企业复杂厂区的继电保护工作的智能化和可靠性的研究更为重要。 |
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