电力系统继电保护设备及其自动化可靠性研究徐语瞳

电力系统继电保护设备及其自动化可靠性研究徐语瞳

徐语瞳

（江苏省送变电有限公司江苏南京210000）

摘要：继电保护设备作为电力系统中必不可少的一部分，不仅能够使电力系统不再受到外界因素的影响，降低线路故障的发生概率，还能从根本上保证电力系统运行的可靠性。若在电力系统运行期间出现故障，继电保护设备可以自动切断线路，确保整个线路的安全，使电力系统正常运行。鉴于此，本文就电力系统继电保护设备及其自动化可靠性展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：电力系统；继电保护设备；自动化；可靠性

1、继电保护设备在电力系统中的重要意义

随着科学技术的发展，电力需求不断增加，同时也会产生电力供应危机。电力企业为了有效应对这一危机，通常会采取停电、限电等方法，因此，继电保护设备的可靠性逐渐成为备受关注的热点话题，在电力系统的运行过程中担任着重要角色，起到至关重要的作用，主要体现在以下两个方面：一方面，确保电力系统正常运行。若电力系统在运行的过程中，出现大小不一的突发状况，继电保护设备可以保证在一定时间内，对电力系统发出危险警告，并且能够自动切断发生故障的电线路，有效降低其他零部件的损坏程度。除此之外，还能够预防因故障引起的连锁反应，大幅度降低断电等故障的发生概率，确保电力系统正常运行。另一方面，对电力系统起到监控作用。继电保护设备不仅是一个反应设备，也是一个监控设备。在电力系统运行期间，较为传统的继电保护设备需借助工作人员的力量进行监控，不仅提高了电力企业的生产成本，同时也造成了人力、物力、财力等不必要浪费。与传统的继电保护设备相比，先进的继电保护设备可以实时监控电力系统的运行状态，更好地处理设备故障，对电力系统起到保护作用。

2、继电保护装置的性能评价体系

所谓电力系统的继电保护装置可靠性指的是继电保护装置在预定的时间范围内.其能够实现预定功能的一种能力。在可靠性的分析过程中，通常会涉及到有关继电保护设备元件数据的统计以及对系统整体性能的评估。具体而言，电力系统的继电保护装置可靠性就是在电力系统出现故障时，能够按照预先的设置作出正确的判断.以避免出现更大范围的故障。在目前的电力系统继电保护设备及其自动化可靠性分析过程中，其主要的性能评价指标主要包括以下几个方面：（1）继电保护设备的正确动作率。指在特定的统计时间段内，继电保护设备的正确动作与总的动作之比.该指标也是在目前的继电保护设备可靠性评价指标中的主要内容；（2）继电保护设备可靠度。所谓可靠度指的是一旦确定设备的初始正常时刻，则在某段时间内不出现故障的概率。因此设备的可靠度关注的是设备从正常运行到下一次故障的时间间隔；（3）继电设备可用率。指的是设备从某一正常工作时刻开始到下一个时刻的时间间隔内不发生故障的概率。可用率与可靠度的重要区别在于可用率的衡量条件是继电设备在该段时间内需要连续运行；（4）继电设备无故障运行时间。指的是从继电设备的修复时刻到下一次发生故障时刻的时间间隔；（5）继电设备修复率。指的是设备在发生故障的条件下，从某个时刻开始实现修复的概率；（6）继电设备修复时间。指的是继电设备修复所需要的平均时间。

3、研究电力系统继电保护设备的可靠性

3.1、整定值错误

整定值错误是导致继电保护和自动化装置出现误动或拒动的主要因素，只有控制好自动化装置和继电保护装置的质量关，做好整个施工环节的控制和监督，才可以有效地对自动化装置和继电保护设备的可靠性，同时也有效保证了安装和设计的准确性，才可以对继电保护设备和自动化系统的可靠性进行提升。此外，整定值出现错误，会使继电保护设备和自动化设备在投入使用后，出现各种不可预知的问题，影响继电系统运行的稳定性。

3.2、做好继电保护装置维护

做好继电保护装置维护，方可保证系统运行安全，具体包括以下三个方面的内容：①检修继电保护装置，具体内容包括：a.检查设备标志是否齐全；b.检查设备按钮开关灵活性；c.确保设备系统没有烧伤的问题存在；d.对设备的指示灯进行检查，确保其正常显示。②设备的配线进行检查，避免其存有脱落、打结的问题，一旦断路器产生异常，必须在第一时间将故障排除。③总结分析设备故障，及时排除故障，保证电力系统安全运行。

3.3、操作不正确电源

操作对继电保护和自动化设备运行的安全性有直接的影响，尤其对于一些逐渐老化的电解电容和储能装置来说，在继电保护装置出现故障后，如果无法将电源立即切断，在蓄电池出现电流不稳等问题时，会极大降低自动装置和继电保护装置的可靠性。此外，由于互感器自身质量不好，经过长时间的运行后，磨损程度会逐渐增加，影响自动化设备和继电保护设备运行的稳定性。

4、提高自动化装置和继电保护装置可靠性的方法

4.1、优化冗余设计的方法

为了使继电保护系统的容错达到设计的要求，可以使用硬件冗余的方法对设计进行优化。冗余技术指的是即使继电器器中某个保护装置出现了错误的动作，也不会对系统造成比较大的影响，通过使用硬件冗余的方法，可以有效地对拒动率和可用度等指标进行改善，主要包含了备用切换、并联、多数表决等，即使误动率出现了恶化，也可以利用硬件冗余将其显示出来，在实际使用的过程中，冗余方式的选择要和继电器保护系统的实际运行情况结合起来，达到系统各项指标的要求，利用硬件冗余的优化达到使用最小数量的装置、最小金额投资达到管理目标的目的。

4.2、统计自动化设备运行情况

为了确保自动化设备更为可靠，需要对设备的运行情况进行全面的了解，对设备的运行数据进行收集，并做好系统的分析工作，总结设备运行规律，以确保其更新维修的科学性。自动化设备使用过程中，难免存在各种问题，对此必须要定期的检查并维修好装置，一旦设备出现故障，要及时的解决并排除，检测设备存在的问题，进一步提升检测的质量，实现安全运行。

4.3、重视装置技术改造

为了确保自动化装置能够运行的更为可靠，要根据不同的装置原理，选用不同厂家的产品，实现对系统的双重保护，以便其中一个设备出现故障时，另外一个设备还能够正常运转，降低系统的故障率。此外，在一个变电站内，必须统一保护装置的型号，采用非常规的互感器、保护系统，以更好改进自动化技术。同时，必须重视保护装置的定期检测，例如：通过装置检测器开展日常检测、维修工，或是利用红外热成像技术开展检测。

结束语

综上所述，在实际电力系统运行的过程中，继电保护设备对电力系统有着重要意义，尤其对电线路及风电机组至关重要。论文主要探讨了电力系统继电保护设备的自动化可靠性，从继电保护设备的质量未能达标、继电保护设备的不正确操作等方面展开探讨，并针对改善线路故障问题提出了几点有效建议，如构建等比例的仿真模型、加大对电线路保护机理的研发力度等，为以后电力系统的正常运行提供保障。

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