关于电力系统中继电保护装置的可靠性分析

关于电力系统中继电保护装置的可靠性分析

李志钊

李志钊

鹤山市明鹤电力建设有限公司529700

摘要：电力系统的继电保护装置是保障电网运作安全、提升效益的重要的科学手段。继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是正常运行还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特点为基础来判断。继电保护装置是关系到电网安全稳定运行的重要设备，是电力系统不可或缺的重要组成部分，是电网安全稳定运行的防线。本文对继电保护及自动化装置的可靠性等进行了初步的研究并提出了关于如何提高继电保护系统可靠性措施。

关键词：继电保护；继电保护装置；可靠性

1继电保护概述

继电保护就是对电力系统中发生的故障或异常情况进行监测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种保护措施；对运行中电力系统的设备和线路，在一定范围内经常监测有无发生异常或事故情况，并能在异常、故障时发出跳闸命令或信号的一种自动装置。继电保护发展过程中曾主要是用有触点的继电器来保护电力系统及其元件，使之减少或避免损害，所以也称之为继电保护。其基本任务是：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范围内，自动将故障设备从系统中隔离，或发出信号告知值班人员消除导致故障的根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

2继电保护装置必须具备的基本功能

继电保护装置必须具备的基本功能分别是：灵敏性、可靠性、快速性、选择性。

灵敏性，反映处理故障的能力，通常以灵敏系数表示。可靠性，在该动作时，不发生拒动作。在不该动作时，不发生误动作。快速性，能以最短时限将故障或异常消除。选择性，在允许的最小区间内消除故障，保证最大限度地继续向无故障部分供电。选择继电保护方案时，除设备需要满足以上基本性能以外，还应注意其经济性，即不但需要考虑保护装置的投资和运行维护费，还考虑因装置不完善发生的错误动作而对国民经济和社会生活带来的严重损失。

继电保护装置即指能反馈电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并迅速动作并以断路器跳闸或发出信号给外界提供警示、断路的形式表现的一种自动装置。它的基本任务是：当被保护的电气元件发生故障时，继电保护装置接受到检测信号就会迅速动作，把故障的电气元件从电力系统中隔离，以消除或减小故障所产生的严重后果；当电气元件出现不正常运行状态或发生轻微的故障时，保护装置动作就会发出警告信号，例如有报警声、报警灯常亮等方式告诉运行人员并采取措施去接触警告信号。

3继电保护装置的可靠性指标

可靠性指元件、产品、系统在一定时间内、在一定条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。可通过可靠度、失效率、平均无故障间隔等来评价产品。可靠性涉及到元件。产品失效数据的统计和处理能力以及给予系统可靠性的定量评价依据、运行维护和经济性的结合考虑等各方面。具体到继电保护装置，其可靠性是指在该装置规定的允许范围内发生故障时，它不应拒动，而在任何其他不应动作的情况下，它不应误动。基于继电保护的工作特点，其可靠性包括设备可靠性和功能可靠性两个方面：第一，设备可靠性是分析保护装置的失效情况，研究系统保护自身的可靠性水平，这与一次系统没有关系，因此称为保护设备可靠性；第二，综合考虑设备和保护装置，分析了建立一个全面的模型，调用函数的可靠性。一般来说，一个组件或系统的不可靠是失败条件或错误条件。不同于普通的保护装置，因为它的功能是异常反应设备，特别是应该表现在正确的时间快速、有选择性地履行一套动作，从而保护设备隔离故障。当设备发生故障时，设备应在瞬间动作。

在后保护装置和保护系统组成的一个设备中，重要的是要考虑以下五个方面：设备故障后确认正确的反应；设备故障确认后拒绝行动；设备正常工作当酒保设备误动作。设备正常工作时，保护装置的缺陷状态；设备正常工作时，保护装置的零缺陷。

可靠性指标是用数值的大小来衡量，它可以是成功的观点，也能是失败的观点。通常采用以下可靠性指数：可靠性、组件在正常情况下的起点，（0，t）的时间内连续工作的概率，也可以说第一次从起点到正常工作的失效概率；可用性、组件在正常情况下的起点，（0，t）的时间内正常工作的概率和可靠性、可靠性要求的时间内（0，t）必须连续工作的正常状态。

4继电保护装置的可靠性分析

一般分为继电保护设备的运行状态正常工作，不正常工作。因此，继电保护装置运行的可靠性指数的工作是正确的和错误的两种情况。过去，继电保护装置的正确动作率运行故障正确行动的定义：（保护区/总数）x100%；误动作率被定义为：”（保护区内故障动作数量+区，误动作时间几十个正常操作外的假动作）的数量/总人数）x100%。这是总数等于正确的数量和数量不正确的行动的总和。如果保护装置外的积极和反向操作统计数量的操作失误，积极和相反的方向带故障的保护装置不行动也应该被认为是正确的行动，包括在正确操作，否则不会有正确的结论。，例如，如果一个继电保护装置在1年，因为系统不发生内部故障无过失动作的次数，但在积极和100次相反的方向带故障有一个误操作，根据正确的行动率计算方法，保护装置的正确动作率中，不正确动作率为100%。这个结论是不能接受的，当然，这是对保护装置的不合理的评价。而更准确的可靠性指数的定义是：正确的动作率包括去除故障率正确的动作，除积极的和消极的方向，不正确的动作外，正常运行时的正确动作率；不正确动作率包括误操作率，积极和消极的方向误操作率和开关机构拒绝动作等。但正常动作的数据保护装置数量无法计算，因此，只有使用数量来衡量保护装置的可靠性是有问题的。认为数量和运行时间的综合继电保护装置可靠性的指标更为合理。由于正确的行动，其中正确的行动包括区域、故障区域断开正确的行为；错误的行为包括误动作和拒绝动作；误操作，包括本身无故障误操作导致故障（设备）和非选择性误动作（不能行动，行动）。考虑到这些定义正确的行动单位时区正确运行故障时间和外部故障的数量不正确的行动；不正确动作率为单位时间误操作时间和误动作次数。

5提高继电保护可靠性的措施

鉴于继电保护装置的设计、研发、生产、维护、定值计算和调试等的全程中，继电保护系统的安全稳定运行主要取决于继电保护装置的可靠性和设计的可行性。其中继电保护装置的可靠性又是非常重要的。由于保护装置投入运行后，会受到各种因素的影响，不是绝对可靠，只有制定出防范事故方案可以减少这些因素的影响，进而采取相应的预防措施，消除隐患，其可靠性就能得到更好的提高了。提高继电保护可靠性要注意以下几方面：

5.1保护装置在制作过程中要控制好质量，提高装置整体硬件质量水平，选用故障率低、寿命长的元件，不允许不合格的元件混入其中。同时在设备选取方面要尽可能的选择质量好，口碑好的厂家。

5.2在晶体管保护装置设计中应考虑安装在与高压设备隔离的房间内，免遭高压大电流、短路故障和切合闸操作电弧的影响。还要防止环境对晶体管的污染，有条件的情况下要装设空调等控制环境温度，干湿度的设备。使房间内保持环境洁净，干燥。电磁型、机电型继电器外壳与底座间要加胶垫密封，防止灰尘、小动物和有害气体进入入损坏元器件。

5.3继电保护专业技术人员在整定计算中要增强责任心、顾全大局。在保护装置设计、整定计算方面应考虑周全、元器件配置合理、计算时要从整个网络通盘考虑，认真分析各级的电流电压数据，准确算定各级保护整定值，使上下级保护整定值匹配合理。并加强对保护装置的运行维护与故障处理能力进行定期检验、试验，制定出各种反事故措施，使保护装置在发生故障时有选择性动作，避免无选择性动作，进而提高保护装置动作的可靠性。

6继电保护检修策略及措施

鉴于继电保护的重要性，定期预防性试验是必要的，不仅在案例分析和修复问题后不正确的行动。继电保护设备预防性维护的根本目的应该是确保继电保护系统处于正常工作状态，能够确保供电运行的安全性和可靠性。因此，原则继电保护装置日常维护与新安装新项目的有明显差异，只有少量的有针对性的试验。应该将注意力集中在对安全性和可靠性有重大影响的保护操作，发挥避免维修，定期检查投资的最大利益。

6.1研究新形势下的新问题，尽快开发新的维修策略，修改《条例》（为大量个人的现象，不应批准的操作单位本身），指导当前和未来一段时间的继电保护测试工作，积极开展二次设备状态检修，松绑继电保护人员，使维护系统的安全性和可用性的继电保护影响降至最低。

6.2维护战略制定应结合微机保护自检能力和沟通能力，致力于提高可靠性和安全保护系统，简化了设备维护项目，注意沟通的二次回路测试。

6.3在未来，应该简化二次回路的连接设计，加强设备维护，和基本管理操作，注意记录运行数据的积累，尤其应注意设备故障信息统计、分析和处理，根据科学统计，做出维护针对项目的维护，对电气设备的建设，加强电网建设和改造继电保护，注意设备选择，为了提高继电保护系统的整体水平，为新战略创造条件。

6.4开发二次线的在线监测，研究继电保护系统的不停电检修技术。

6.5与变电站综合自动化的进展工作，研究，集中处理，设备分散布置保护之间的联系网络、光纤化继电保护和故障信息网络运行完成后的保护装置维护的工作发展方向。

6.6工厂应进一步提高微机保护装置的自检能力和故障信息的输出能力，自适应距离保护装置测试需求的新型保护装置。

7结语

本文讨论了供电系统中的继电保护装置的可靠性问题，提出了探讨继电保护可靠性和必要性、影响继电保护可靠性的因素及提高继电保护可靠性的对策。其可靠性问题不仅与设计、制造、运行维护和检修调试等有紧密联系而且继电保护装置维护人员也将起到关键性作用。继电保护装置在电力系统中发挥着重要作用，其正常工作与否将对电力系统的运行造成重大影响，因此如何提高继电保护装置的可靠性也就成为人们日益关注的重要课题。

参考文献：

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