齐士杰

大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部

电力系统继电保护与自动化可靠性研究

齐士杰

大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部

随着我国社会的发展以及市场经济的进步，人们生活与生产工作中对于用电的需求在不断增长，国家电网的建设规模也在随之扩大中。电气机械的运行环境往往很复杂，对设备有着比较高的要求，然电气设备的运行更加复杂。设备的故障率也因此增多，这就需要通过强化电力系统的继电保护设备与自动化设备的可靠性，使电网供电系统更加稳定。基于此，本文就继电保护与自动化的可靠性进行了相应的研究，分别探讨了继电保护装置的可靠性指标、影响其可靠性的关键因素以及如何解决可靠性下降的有效措施。

电力系统；继电保护装置；自动化；可靠性；指标

1、继电保护装置可靠性指标

在电力系统运行中，为了能够从根本上保证供电的可靠性和系统的正常运行，就必须进行相应的继电保护。当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

继电保护装置是电路系统中的主要构件，自动化装置与继电保护设备的功能比较多，比如遥测、遥信以及遥调等，通过这些功能可以使店里系统更加稳定可靠，降低外界带来的干扰，保证电网的运行安全以及电力的正常供应，当电网系统运行不稳时，还能避免事故影响范围的扩大。继电保护装置的可靠性通常从以下这几方面做出评定：

选择性。继电保护装置能准确定位出供电系统发生的故障点，并对其进行有效切除，同时，及时切断离故障物理点路程最近的断路器，以免影响到其余系统的正常运行，缩小事态造成的影响。

灵敏性。电力系统的任一部位出现短路，或是任何性质的短路故障时，若是其处在保护区域外，保护装置便不可出现误动作，而只要其处在保护区域内，保护装置便不可进行拒动动作。

速动性。保护装置的反应速度直接决定了故障切除的时限，当保护装置反应越快时，则切除的时限越短，那么因短路电流而产生的各项损失就越小，通过提升继电装置的反应速度，能够加快发生故障的系统电压恢复时间，从而极大改善了发电机并列运行的稳定性。

安全性。继电保护装置的相应功能应具备适时有效性，并需从装置设计、整定计算与安装调试中保证其不会发生失误[2]，为了保证质量，装置的各级组件必须是原装正品，安装步骤应正确无误，并定期进行维护。

可修复性。设备出现故障时，修复机电设备所用的时间比较短。

2、影响继电保护设备的可靠性原因

（1）整定值出错

整定值若是出错，无法保证继电保护与自动化设备在投入使用后的稳定性，极可能产生各种难以预测到的问题，存在一定的安全隐患。

（2）设备质量不达标

某些生产厂家会在生产继电保护与自动化设备的过程中，为降低成本，便刻意使用质量与性能较差的原材料，最终生产出来的电磁器与各零部件等无法符合规定的精度要求，从而降低继电保护设备与自动化设备的可靠性。且某些继电保护设备在投入使用时，并未进行运行专业的测试检验，晶体管波保护装置里面的元件品质差异很大，进而影响到自动化装置与继电保护装置的运行，拒动和误动等不良现象频出。

（3）操作不当

电源操作若是不当，会直接降低继电保护与自动化设备运行的安全性，特别是当设备逐渐老化时，当继电保护装置发生故障后，若是没有即刻切断电源，会影响到蓄电池电流运行功率的稳定性，继电保护装置与自动装置的可靠性会受到很大的影响。另一方面，设备经过长时间的运行后，其磨损程度会随之上升，会使继电保护设备与自动化设备的运行不稳。

（4）环境恶化

继电保护设备与自动化设备的工作环境也不容忽视，当环境温度越来越高时，周边空气中便会漂浮着各种发电物质与杂质，长时间的累积下，会使元件接触不良，自动化装置与继电保护装置会因此而迅速老化，设备有效性受到很大程度的影响。同时，电源插头与插线板位置插反也会使设备受到有害物质的侵蚀，从而导致继电器接触不良，并迅速老化，并直接影响继电器保护设备的功能。

3、加强自动化装置与继电保护装置的可靠性分析

（1）优化冗余设计

即便继电电器内的某一保护装置发生错误，使用冗余技术后并不会对其产生较大影响，通过对该技术的使用，可以极大改善到包括切换与并联等拒动率与可用度的指标，并且当误动率恶化时，也可通过硬件冗余能予以显示。为是系统的各项指标符合规定的要求，应在实际使用冗余技术得过程中，根据继电器保护系统的实际运行状况来选用相应的冗余方式，通过优化硬件冗余，使最小数量的装置以及最小金额的投资管理目标能达到相应的目的[1]。

（2）重视对继电保护装置的日常维护

首先，应定期对继电保护装置进行检查检修与评价，尤其是要检查二次设备元件标志与名称的是否齐全，各开关和按钮的动作是否依然灵活，并及时解决接点压力不足或是被烧伤等问题详细检验指示中的红绿指示灯泡与光字牌，确保其完好无误，排查各继电器与接线端子螺钉松动、电流及电压互感器的二次引线端子等故障，认真检查配线的固定卡子有无脱落。

其次，详细排查各断路器操作机构出现的各种问题，在检查完继电器保护装置后，应结合设备的实际状况作出三方面的分类。一类设备的运行不能出现任何缺陷，有效保护好系统的经济与安全性标准；二类设备的部分零件可以有部分缺陷，但是整体情况应该良好，不可因缺陷过大而导致人与设备的安全受到影响；三类设备的缺陷若是比较严重，会极大危及到系统安全可靠的运行，在对其进行检查与维护的过程中，若是出现了比较大的问题，应及时对其进行处理，并排除隐患，记录下故障维修的过程，以用作日后的检修资料。

在电力系统运行中，为了能够从根本上保证供电的可靠性和系统的正常运行，就必须进行相应的继电保护。当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

（3）提升继电保护装置的可靠性

计算出的继电装置各项指标应科学可靠，准确率高，在计算其正确率的过程中，应纳入区外故障正确的动作，在继电保护与自动回路的过程中，主要使用继电保护辅助配套设施来进行保护，整个继电保护设备的运行状况都会受到继电保护辅助设备的影响，因此，应通过多种多样的有效措施强化继电保护辅助设备管理的可靠性。

结束语

总而言之，对于人们的生活与生产工作来说，电力起着至关重要的作用，是整个电网系统都应着重保护的一项关卡，电力系统能否稳定、可靠的运行及其整体性能直接受到继电保护与自动化装置的影响。因此，探析继电保护设备与自动化设备的可靠性有着很强的现实意义，能同时提升系统运行稳定性与运行效率。本文浅要探析了继电保护与自动化的可靠性，列出了继电保护装置的可靠性指标，提出了目前继电保护装置中存在的关键问题，并从优化冗余设计、重视对继电保护装置的日常维护、提升继电保护装置的可靠性等三方面提出了增强继电保护设备与自动化设备的可靠性。

[1]戴志辉,王增平,焦彦军.基于动态故障树与蒙特卡罗仿真的保护系统动态可靠性评估[J].中国电机工程学报.2011(19)

[2]王佳明,刘文颖,魏帆,杜培,汪隆臻.基于寿命周期成本管理的输变电设备状态检修策略研究[J].电力系统保护与控制.2011(05)

[3]胥岱遐,韩天行,梁志成.电力系统继电保护及自动化装置可靠性试验与评估[J].中国电力.2008(03)

[4]薛禹胜,肖世杰.综合防御高风险的小概率事件：对日本相继天灾引发大停电及核泄漏事件的思考[J].电力系统自动化.2011 (08)

[5]张秋丽,黄纯,贺建辉,安明.一种消除衰减直流分量影响的改进DFT递推算法[J].电力系统保护与控制.2010(24)

[6]周玉兰,王俊永,王玉玲,王德林.2001年全国电网继电保护与安全自动装置运行情况与分析[J].电网技术.2002(09)

齐士杰(1989-),男,汉,河南省周口人，大专，单位：大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部，研究方向：电力系统继电保护与自动化。