提升電力係統繼電保護及自動化裝置的可靠性研究

    理論廣角

    作者：李二喜

    [摘 要]在電力係統運行的過程中，繼電保護以及自動化裝置的位置舉足輕重，繼電保護以及自動化裝置可以準確的確定電力係統電力輸出、變電等有關設備的供變電安全運行的問題，同時還可以對電力設備進行控製，從而有效地防止故障的產生，從而保證電力設備的安全運行。因為繼電保護以及自動化裝置自身比較特殊，本文首先對繼電保護以及自動化裝置的特點進行分析，其次對機電保護裝置性能的評價體係進行探討，再次對提高機電保護運行的可靠性進行論述，最後對提升自動化裝置的可靠性進行闡述。

    [關鍵詞]電力係統；繼電保護；自動化；可靠性

    中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）30-0326-01

    一、繼電保護和自動化裝置的特點

    當電力係統出現短路或者是過載運行的狀態後，為了能夠將對應的信號及時的發送出去，必須要確保繼電保護裝置有著足夠的可靠性，這樣才能及時的將對應的信號發送出去。為了及時的切除故障點時，可以聯合其它設備進行排除。繼電保護裝置在發生故障時，包括兩種形式，主要是拒動和誤動故障。在出現拒動故障時，主要表現在當電力係統出現故障後，繼電保護裝置無法做出及時準確的動作，從而不能及時的切除電力係統的故障。當繼電保護出現嚴重的故障後，那會導致電力係統崩潰的現象。繼電保護的誤動故障主要表現在電力係統沒有發生故障後，當受到其它因素的影響或者是自身特性不良，從而發生誤動作，這時就會出現一定的經濟損失。自動化裝置主要是實時檢測和控製電力係統的運行參數，當自動化裝置在出現故障後，在對電力係統運行測量、調節和控製參數時，其準確性會受到影響。

    二、繼電保護裝置的性能評價體係

    所謂電力係統的繼電保護裝置可靠性指的是繼電保護裝置在預定的時間範圍內，其能夠實現預定功能的一種能力。在可靠性的分析過程中，通常會涉及到有關繼電保護設備元件數據的統計以及對係統整體性能的評估。具體而言，電力係統的繼電保護裝置可靠性就是在電力係統出現故障時，能夠按照預先的設置作出正確的判斷，以避免出現更大範圍的故障。

    在目前的電力係統繼電保護設備及其自動化可靠性分析過程中，其主要的性能評價指標主要包括以下幾個方麵：（1）繼電保護設備的正確動作率。指在特定的統計時間段內，繼電保護設備的正確動作與總的動作之比，該指標也是在目前的繼電保護設備可靠性評價指標中的主要內容；（2）繼電保護設備可靠度。所謂可靠度指的是一旦確定設備的初始正常時刻，則在某段時間內不出現故障的概率。因此設備的可靠度關注的是設備從正常運行到下一次故障的時間間隔；（3）繼電設備可用率。指的是設備從某一正常工作時刻開始到下一個時刻的時間間隔內不發生故障的概率。可用率與可靠度的重要區別在於可用率的衡量條件是繼電設備在該段時間內需要連續運行；（4）繼電設備修複率。指的是設備在發生故障的條件下，從某個時刻開始實現修複的概率；（5）繼電設備修複時間。指的是繼電設備修複所需要的平均時間。

    三、提高繼電保護運行的可靠性

    3.1 冗餘設計以及優化措施

    增強繼電保護工作的可靠性，減少繼電保護裝置的數目，壓縮電力企業投資以及運營成本，離不開容錯技術，這一技術的使用又可以通過硬件冗餘來完成。運用這一技術的最簡單直接的方法就是設計並聯電路，當部分繼電保護裝置出現故障，不至於產生粘連效應，破壞整個電力係統的運行能力。另外，也可以采取備用裝置切換技術，當某些繼電保護裝置不能正常工作時，有足夠的備用的和替補可以取而代之，完成規劃電力係統功能作業。在采用這些方法的時候，也可以同時采用處於萌芽狀態的誤動率高頻顯示的技術手段，這樣就能夠有效實現拒動率和使用的全麵改善。冗餘技術的完成方法較多，我們應該以基礎目標為前提，對整個電力係統運行狀況進行全麵預測和評估，選擇合理、經濟、適合的冗餘設計實施技術手段，進而有效的提高繼電保護運行的可靠性。

    3.2 加強繼電保護裝置的可靠性