继电保护装置寿命分析及寿命影响机理研究岳晨

继电保护装置寿命分析及寿命影响机理研究岳晨

岳晨吴阳杨嘉鹏王景波

国网宁夏电力公司石嘴山供电公司宁夏石嘴山市753000

摘要：本文主要分析了现阶段继电保护装置寿命研究当中出现的一些不足的因素，并结合继电保护装置的可修复性特征，有效的摆脱了由于运行管理制度而提前退出运行影响等因素，分析了装置寿命的主要影响机理，提出了延长寿命的相关对策，为继电保护装置寿命的要求制定了一定理论方面的依据。

关键词：继电保护装置；寿命分析；影响机理

电保护装置对国家电网的安全运行有着重要意义，这也说明其自身运行的可靠性则十分关键，其直接关系到整个电力系统及其各种精密设施的正常运行。继电保护装置均由软硬件组成，其间软件问题与时间的推移并无关系，且会由于软件升级而提升自身运行可靠性，不过这期间设备器件老化对其寿命影响较大，会导致继电保护装置存在多种硬件故障，这也说明继电保护装置失灵多是因其自身设备硬件质量偏低而产生的。继电保护装置运行时，应强调其处于正常运行状态下，这时才能对其寿命影响机理进行分析与探讨，从而提出针对性处理对策，以便合理延长继电保护装置使用寿命，且快速提升整个电网的运行能力，这也是继电保护装置运行中应注意的问题。因此，分析继电保护装置寿命及其寿命影响机理十分必要，这对国家电网运行水平的提升非常关键。

一、继电保护装置概论

1.1继电保护装置

12年左右的时间，而对于那些运行不是很稳定的、工作环境较为恶劣的继电保护装置可以根据所运行的实际地理环境情况适当的缩短一下运行的年限，大多数的继电保护装置都是在10年到13年左右的时间就选择退出正常运行，有一部分的继电保护装置在退出运行的时候，其运行的状态还是很好的，也就是说这一类的继电保护装置的使用寿命暂时还没有结束，这些继电保护装置的使用寿命之所以没有结束和其自身所处的环境是有着很大关系的。

1.2继电保护装置对电力系统的重要性

继电保护装置可于被保护的电力系统器件出现故障时，而使电网即刻脱离该器件，此项指令是经由最近断路器而发出的跳闸指令，促使故障器件即刻脱离电力系统而处于断开状态，此项指令可充分降低电力系统器件自身损坏程度，同时确保了整个电力系统运行是安全可靠的，且以此充分满足电力系统中的各种特定要求；再是反应类电气设备于不正常的情况下，可基于具体情况及其设备运行维护条件而发出对应信号，提醒相关人员对其进行处理，或者是经由继电保护装置更好地调节，亦可将继续运行会造成故障的电气器件快速切除，且继电保护装置反应不正常工作时，可具备相应的延时动作。

二、电保护装置寿命

我们的研究人员对继电保护装置提出相应的寿命要求是非常有必要的，对寿命的研究可以用来指导装置的设计以及维护运行，但是随着我国科学技术的不断发展。继电保护装置的升级更新都是非常快的，继电保护装置产品的种类也是非常复杂多样，这样的情况是很难快速的确定继电保护装置的使用寿命的，所以即使的描述继电保护装置产品可靠性的相关概念对继电保护装置的使用寿命是有着非常重要的意义的。

2.1浴盆曲线

继电保护装置的故障主要分为三个阶段，第一个阶段是早期的故障阶段，在这一阶段的继电保护装置大部分都是由于装置设备的试运行没有很好的进行造成的，第二个阶段是偶然故障阶段，这一阶段的继电保护装置在运行的时候相对比较稳定，偶尔会有一些小问题出现，问题都不打，第三个阶段是损耗故障阶段，一般到了这一阶段的继电保护装置，它的使用寿命也在逐渐的缩短当中，整个继电保护装置的故障阶段如果连接在一起，我们就会发现故障阶段像一个浴盆的形状，也正是因为这一形状，我们的研究人员将其定为了浴盆曲线。

2.2加速寿命试验

对于继电保护装置的寿命试验我们要做到精准有效，一般情况下，较为常规的寿命试验耗时很久，而且所消耗的资金量也很大，基于此种情况，我们的研究人员成功的运用了加速寿命试验这一方法，这种方法主要是在不引入新失效机理的前提下，通过运用加大应力的方法来促使加速的样品在短期内失效，但是加速老化环境与实际的环境条件是很难达成一致的，而且加速老化模型与不同模型的相关参数也很难得到设定，此时是很难作为评估装置寿命依据的。加速老化试验的重要意义在于利用环境的应力来提早将继电保护装置产品的设计缺陷有效的激发出来，这样就能够有效的消除设计中存在的缺陷，从设计的环节上提高装置的可靠性。

三、影响继电保护装置寿命的机理研究

在继电保护装置当中，有很多的电子元器件，因此其运行的电磁环境、灰尘、电磁干扰等对继电保护装置的寿命都是有着很大影响的，而且所承受的环境应力也是多种应力的综合，设计、运行的时候我们要综合的考虑这方面的因素，这样对继电保护装置的使用寿命是有好处的。

3.1对温湿度的防护

大多数的机电设备中，温度是影响继电保护装置寿命可靠性的一个非常重要的因素，随着集成电路芯片的性能不断的提高，使得芯片单位面积内集成的元器件数量变得越来越多，温度很容易出现升高的现象，使得相应的元器件老化加剧，继电保护装置的故障会迅速的增多，为了有效的预防这一情况，我们的研究人员要逐渐的加强继电保护装置的散热设计，还要控制好环境的温度，如果说继电保护装置是在户外安装的化，那么对其温度的控制就显得尤为的重要，另外，我们还要选用具有高温度的带有额定值的元器件，以便更好的设计来延长使用的寿命。而湿度也是引起继电保护装置老化加速的一个很重要的环境因素之一，一般的继电保护设备在相对潮湿的条件下，自身的元器件很容易出现物理方面和化学方面的变化，导致整个设备出现失效的情况，对于这种情况，我们的研究人员可以采用硅橡胶对其进行覆盖。

3.2运行管理制度的完善

统计数据表明，开关电源模块是继电保护装置寿命最薄弱的环节。目前，每台继电保护装置一般配置一台开关电源模块，一旦电源模块异常，会导致继电保护装置退出运行甚至引起误动或拒动。如采用支持热插拔的冗余开关电源模块配置，可有效解决这些问题，且仅带来较少的成本增加。此外，在继电保护装置样机试制阶段，测试时将环境应力施加到产品上，可帮助发现设计、制造、工艺的薄弱环节，尽早采取有效纠正措施以消除产品的失效机理，提高产品的可靠性；出厂前对装置施加相应的环境应力，使产品的潜在缺陷加速发展成早期故障并加以排除，从而提高投运装置可靠性和寿命。

3.3电磁干扰的防护措施

变电站周围充斥着大量的电磁场，这些电磁场会因雷击等不可控的天气因素或人为因素对继电保护装置形成电磁干扰，而继电保护装置电子回路工作电压低，主频越来越高，对电磁干扰更加敏感。以下两方面可减小电磁干扰的影响和危害：一是避免干扰的产生，减小干扰源产生干扰的强度；二是提高二次设备抗干扰的能力。

结语

目前我国的继电保护装置正在运行的数量多达数十万台，怎样合理的使用这些继电保护装置，来确保装置在寿命期间能够正常运行，在寿命即将结束的时候能够及时的退出，这对于继电保护装置的可靠性和经济性都是非常有好处的。

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