关于电力系统继电保护装置运行可靠性指标的思考_陈蒙.pdf

171管理及其他Management and other关于电力系统继电保护装置运行可靠性指标的思考陈蒙摘要：在目前社会经济高速发展的过程中，电力资源是人们日常生产生活中最重要的能源之一，是我国社会经济发展的命脉，对人们生活质量的作用也越来越显著。虽然我国电网改造速度不断加快，电力系统的稳定性也有了逐步提升，但是还远远无法满足人民生活生产的用电需求，在其运行过程中有着不少的影响因素，所以为了保证电力系统的稳定运行，提高电力供应且满足生产生活需要，有关电力部门发明了继电保护装置，而电能需求量的增大也使得人们越发关注电力系统继电保护装置的可靠性。同时，如何加强继电保护装置的可靠性也是电力系统应该研究和探讨的一大重要难题。基于此，本文首先阐述了电力系统继电保护装置的意义，随后对装置可靠性指标进行了分析，最后探讨了该装置的影响因素、可行的措施方案以及未来方向的发展，以此来供相关人士交流参考。关键词：电力系统；继电保护装置；可靠性指标；运行在电力系统发展相当迅速的时代背景下，电力系统的存在价值不可估量，它是否能够安全运行，直接地影响到了电能是否能高质量输送。因为电力系统有一定的复杂性，所以外界因素的影响比较大，从而极易导致其运行的安全性和可靠性降低。由于继电保护装置能够从母线、元件、配电以及线路等四方面对电力系统进行有效保护，于是在发明之初就被广泛应用，受到了人们的喜爱。当电力系统发生故障时，继电保护装置就会及时检测故障，并对故障做出反应，防止造成进一步的损失，而一旦继电保护装置发生了故障，电力系统会产生更为重要的影响，甚至使得整个电力系统崩溃，人民的生命财产安全也会受到损害。1 电力系统继电保护装置运行的意义电力系统的继电保护装置是指一种能够在电力系统发生故障，威胁到安全运行的事故时快速发现故障并且解决故障的重要自动化技术和设备。电力系统的重要组成部分之一就是继电保护装置。在继电保护装置的感应系统中存在着自动化实施监测的功能，可以在很短时间内对整个电力系统进行检测，迅速发现电力系统的不正常运行情况，及时发出报警信号，甚至在更紧急的情况下还可以发出相关指令来终止故障的进一步扩散，也可以根据反馈的信息及时对发生的故障进行判断，将故障情况、原因等要事告知给管理人员和维修人员，触点监控和感应器两个智能设备将警报功能发挥到最大化。电力系统的继电保护装置在防止事故发生和扩大等方面起到了十分重要的作用，对电力系统是否能够安全运行有着严重的影响。在科技发达的今天，电力系统一旦发生某种局部电网和设备事故，并且在事故发生后不能够及时得到有效控制，就会破坏电网的稳定性以及造成大面积的停电事故。因此，明确电力系统继电保护装置的各项可靠性指标，再结合其指标不断提高装置运行的可靠性，将继电保护的作用发挥到最大化，是电力系统工作人员当前要做的第一要务。如今现代化的电网对继电保护装置的依赖性更强，对于其装置的要求更高，对找出故障的正确率的要求更高。电力系统继电保护装置在通常情况下安装在变电站或者断路器上，实时监测电力系统运作，并根据电路运行的状况和发生故障的类型，以此来控制断路器工作，保证电力系统可以正常运行，不会受到进一步的影响。除了这个优点以外，继电保护装置还可以十分智能化、迅速地以及选择性地跳开某些特定的断路器。电力系统继电保护装置是保护一次设备的重要设备，它保障一次设备的运行安全，同时也实现了对一次设备的测量和遥控等功能。在电力规程中明确提出规定：任何的电力设备在无继电保护的状态下运行都是违法的。电力系统中所有的运行设备都必须有着两套交、直流输入和输出回路相互独立并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。并且不管任何情况下，这两套继电保护系统和断路器所取的直流电源都不能用同一个熔断器供电，所以继电保护装置在保护一次设备安全运行方面有着不可缺少的重要作用。2 电力系统继电保护装置的相关概述2.1电力系统继电保护装置自身具备的特点从继电保护系统设备的工作特点来说，可区分为状态、预备状态和检修状态三类。当动力系统的继电保护装置处在预备状态时，该设备并是非完全静态的，但此时一旦安全保护器设备因为出现故障而发生动态，则可以归结为整个系统并无发生故障误动。当动力系统继电保护装置处在状态时，一旦动力系统设备出现了故障，那么该安全保护器就会继续保持工作一段时间。在这一时期里，安全保护器动属于正常动态，安全保护器未动则属拒动。而对动力系统继电保护设备来说，一般一年都会发生一至二次的修复状况。通过比较这三种状况我们不难看出，该保护装置是能够完成维修的部件。2.2电力系统继电保护设备的操作条件装在电力设备上的电力系统继电保护设备，主要对出现故172管理及其他Management and other障或者工作状态不正常的状况做出反映并发出警告。电力系统继电保护设备的运行条件大致上可分成以下四种：第一，选择性；选择性的运行条件指的是继电保护系统装置能在动力系统出现故障后及时切断所有与故障有关的元器件，进而减少停电范围，使系统得以安全工作。第二，速度性；速度性这一运行条件指的是继电保护系统装置能在故障发生时切断故障。第三，灵敏度性；该工作条件指的是继电保护系统装置能在动力系统的故障发生时刻完成最灵敏安全工作的动作。第四，安全性；该工作条件指的是继电保护系统装置，在电力系统中正常工作或在故障防护区域内工作时，没有发生拒动或误操作的情形，也就是说，当继电保护系统装置在规定区域内应当进行动作时不应该拒动，同时在不需要动作时不进行误操作。3 动力系统继电保护设备工作稳定性指数的影响参数3.1装置硬件设备运行安全性受设备硬件的影响。继电保护控制系统中的保护性设备，主要指微机维护和全数字化技术维护二类。在基本构造方面，两个设备之间存在着一定的相似之处，都是由部分电子设备和系统软件所组成。在后期维护处理过程中，如果基层行业组织和政府有关机关人员没有及时对电子保护装置实施适时的有效维修，将会加速电子设备老化，也会造成设备不能发挥原来的功能，严重危害系统工作的安全和可靠性，为人民生命财产埋下了很大的安全隐患。3.2装置软件在电力系统运作过程中，就某方面来说，继电保护系统装置硬件设备是一个为完成保护功能而提供的平台。硬件设备的质量好坏会对保护功能的完成程度产生外在影响，而设备软件则成为继电保护系统设备的核心组成部分，直接影响着系统工作的安全性。软件的安全性并无法完全通过物理要素评价。装置软件问题一般可以概括为软件的原理特性、系统输入和系统使用环境等方面的问题。3.3一次设备电力一次设备保障安装的保护性行为主要有告警和停机二类。保护性动态的灵敏度系数对电力一次设备保障安全性产生了影响。但目前在运营过程中电力一次设备保障安装出现了相互感知器问题和短路问题，不但危害继电保护设备的安全性，同时还会限制企业发展空间。对电力一次设备保障安装来说，作为实时监测整体电力工作状态的相互感知器，其是电力一次设备保障安装的核心内容。但由于近年来耗电量的不断增长，电压过高造成了相互感知器电压变化过大，因此二次设备电压的丢失现象也越来越常见。另外，短路是在没有供电设备装置时产生的额外通道，这个通路具有较大的电压，将对变压器的相应安装产生很大冲击，影响安装的平稳工作。3.4二次回路在当前电力系统工作流程中，二次电源输入回路的异常状况对继电保护系统设备工作的安全性产生很大影响。绝缘老化和线路暴露都是造成二次回路问题风险的主要因素。当发生了上述情况中的一个亦或二个的时候，二次电路保护系统将无法有效传输故障信号，也无法及时处理并切断故障元件，进而危害系统工作的安全性，限制着企业的可持续发展。4 电力系统继电保护装置运行可靠性指标分析4.1继电保护装置可靠性的影响因素在电力系统运行时，一些如绝缘、损坏、老化等非人为因素都可能导致出现各种电路故障以及无法正常运行的状态。保证继电保护装置可靠性的基础是其软件功能的可靠性，如果软件一旦发生故障则会对继电保护装置的启动造成一定影响。而在现如今继电保护装置已经发展到了微机型继电保护装置，影响微机型继电保护装置可靠性的主要因素就是软件结构设置不合理导致的失误，相关测试不规范以及定值输入出错等方面。还有就是由于计算机技术的快速发展，继电保护装置的系统硬件也起着十分重要的作用。但是由于系统硬件的复杂程度，所以影响继电保护装置可靠性在整个系统的硬件上存在着许多的因素其中包括但不限于二次回路、通信装置、断路器以及继电保护装置辅助装置等。这些重要的元器件有效地保障了继电保护装置的可靠性。因为元器件质量的好坏对继电保护装置的可靠性产生了直接的、十分重要的影响，所以必须通过确保继电保护装置硬件系统的可靠性来提高继电保护装置的可靠性。而在继电保护装置运行过程中，人为因素涉及到了在电力系统运行过程中的继电保护人员和运行值班人员，还包括一系列的安装人员以及运行人员，但凡这些相关工作人员有一些不符合规定的操作和接线都会对电力系统继电保护装置的可靠性造成比较严重的负面影响。因此，对继电保护装置实施有效的维护工作是维护继电保护装置可靠性的关键环节。随着科学技术的不断发展，微机型继电保护装置在电力系统中得到了十分广泛地应用，但是由于技术等限制，微机型继电保护装置的实际应用情况没有预想中的好，在实际应用中还存在着很多的问题，这也对继电保护装置有着一定的影响作用。微机型继电保护装置的使用提高了电力系统的自动化程度，与以往其他机型的继电保护装置相比较减少了一定的人力投入，确保了继电保护装置的安全稳定性。但是微机型继电保护装置对于数据的综合分析能力比较弱。因此在继电保护装置的机型研究方面还有很长的路要走。4.2提高继电保护装置可靠性的措施电力系统的可靠性指标是衡量电力系统可靠性的标准。我国目前的电力系统可靠性指标主要包括时间指标、频率指标和概率指标三种指标。在电力系统发生事故的时候，电力系统的继173管理及其他Management and other电保护装置就会自主启动，时间指标就是统计电力系统开始发生故障一直到继电保护装置发现故障给予警示的平均时间。而频率指标是指：在人为规定的时间内，继电保护装置对事故发生时做出正确响应的的次数和日常总动作次数之间的比值。而概率指标是指在电力系统预订时间内继电保护装置设备实现其规定功能的一种概率，这一指标在某种程度上来说代表了继电保护装置的可靠性。而要想提高继电保护的可靠性，对整个设备进行认真思考就是当前的第一要义，有时候可以增加一些重复的设计和优化处理故障的措施。在电力系统的继电保护装置中可以多设置一些重复的硬件设备，这样可以实现继电保护容错的相关设计需求。继电保护装置的容错技术是指在电力系统运行过程中电力装置即使出现了一些不明确的故障，但是电力系统仍然不会崩溃，电力系统可以继续正常运行，对于整个电网的影响也不是很大。采取一些多余重复的硬件对于改善据动率和可用度这些指标非常的有帮助。同时继电保护装置的硬件质量对于继电保护装置的可靠性来说也有着很大的影响。各个元器件的故障发生概率和硬件使用寿命会对继电保护装置的可靠性产生直接影响，所以电力工作人员应该重视各个元器件的质量，严格把守质量关。电磁型的继电器转动元器件要求轴尖锥度准确，并且其光洁度良好，在选拔各个零件的配置方面性能准确且良好。晶体管保护装置中元器件需要重视焊接的质量，工作人员应该严格筛选各个元器件，在进行老化处理时使其在高温下可以依旧保持良好的稳定性。4.3继电保护装置的未来发展方向微机型的继电保护装置在一定程度上实现了电力系统的安全性和有效性，并且提高了电力系统的工作效率，还拥有着很强大的记忆力、灵活性和可靠性，这都归功于微机型继电保护装置使用的元件是数字化的，有着极为人性化的操作方式，包括但不限于远程操作等，并且很难受到外界因素的影响，大大地提高了工作效率。现如今，随着我国快速发展计算机技术，继电保护装置当中了许多的计算机控制方法，比如：人工智能技术利用人工神经网络对故障类型进行判断，推动了继电保护装置的智能化特性。在电力系统运行的过程中微机型的继电保护装置动作准确率高于其他机型保护装置，因此可以得知继电保护装置的计算