基于高电压电网继电保护可靠性的研究

基于高电压电网继电保护可靠性的研究

王月林 蒋善俊 罗稚喧

国网新疆电力有限公司巴州供电公司 新疆 库尔勒 841000

摘要：随着经济和电力行业的快速发展，电力系统保护占据着重要地位，其中可靠性与安全性是关键。近年我国的电力系统随着社会的发展得到了提高，其中在电力系统中使用计算机技术、通信技术、自动控制技术以及继电保护技术，使其展现出全新的特征。网络、智能、保障、控制与数据通信一体化，成为未来的发展方向。随着继电保护技术的发展，继电保护系统的可靠性需进行更进一步的分析。因此，将分析高压输电网络继电保护的可靠性，以期提供相关参考。

关键词：继电保护；可靠性；高压电网

引言

继电保护及安全自动装置是确保高压电网稳定运行的基础，一旦自动装置出现了故障，如动作失误、延迟等，就表示继电保护系统不能对电网的运行情况进行正确判断，更不能将判断信息发送到值班室。如果此时的电网电流过大，则可能会导致线路损坏和供电中断问题。因此，需要确保继电保护的可靠性。

1继电保护系统的可靠性分析

电力系统中，继电保护装置以保护为重点。在电力系统爆发故障时，继电保护装置稳定工作，展开相应隔离故障操作，避免事故区间冲击稳定行驶部分。所以，在继电保护系统中，最应该考虑的是相关的继电保护装置是否具有良好的可靠性。可靠性可使用特定的数值来展现。在电力系统中，继电保护装置的可靠性评估主要包括信赖度、改建率、替换活动以及平均扩建时间等。对于继电设备展开合理的性能分析，能够有效提高设备的可靠性，还能够及时发现影响设备可靠性的因素。目前，微机继电保护装置在高压输电网系统中十分常见，并且被广泛应用于现代输电线保护。现阶段，随着社会的发展，电力系统越来越复杂。微机继电保护装置可以根据目前的一些复杂状况做出改变，以便更好地满足现阶段的电力系统需要。微机继电保护系统和现代计算机的应用有关，能不同程度影响继电保护系统的可靠性可靠性。为了确保微机传送保障的稳定运行，避免与掌控内部干扰十分必要。

2高压电网继电保护及安全自动装置故障类型及原因

2.1电压互感器二次电压回路故障

此故障一直是高压电网继电保护系统运行的主要问题之一，并且继电保护工作从电压互感器开始。这表示电压互感器的运行情况直接关系到高压电网继电保护系统的运行情况。虽然电压互感器二次回路设备数量不多，且接线也不复杂，但是电压互感器二次电压回路故障类型却相对较多，故障导致的最严重后果是保护误动或拒动。分析以往的高压电网继电保护安全自动装置运行情况可知，电压互感器二次电压回路故障主要体现在如下几个方面。第一，电压互感器二次中性点接地方式异常。具体表现是二次未接地、虚接、或者是多点接地，主要是由变电站接地网原因和接线工艺原因导致。电压互感器到接地网之间的电压具体数值的影响因素主要有各相电压不平衡差异、接触电阻，并且这一电压会施加到保护装置上，当各相电压出现变化时，会导致阻抗元件拒动或误动。第二，电压互感器开口三角电压回路异常。具体表现有电压互感器开口三角电压回路断线等，主要是由机械原因导致，但是短路故障则和工作人员的部分习惯有关。电磁型母线和变压器的保护系统中，如果想要确保电压处于零序电压定值状态下，就需要限制电阻短接。因此，操作人员大多数会选择应用小刻度的电流继电器，以造成开口三角回路阻抗的下降。此时如果出现了接地故障，零序电压会增加，回路负荷阻抗会减小，回路电流会增加，导致电压继电器和电流继电器线圈过热，进而引发绝缘破坏，出现故障问题。

2.2电流互感器故障

此故障一直是高压电网继电保护系统运行的主要问题之一，电流互感器也是判断高压电网继电保护系统运行情况的主要设备。具体地，电流互感器能够显示出一次电流的波形，同时还能显示故障位置处的电流变化率、电流数值、电流波形及电流相位。但是传统的电流互感器并不能有效地做到前文所述的要求。这是因为传统电流互感器的制作原理是电磁感应原理，并通过铁芯耦合来实现一、二次电流变换；而铁芯具备磁饱和特性，且属于非线性组件；如果一次电流数值超过了额定值，电流互感器会处于饱和状态，励磁电流也会增加，高次谐波分量和非周期分量数量也会增加，进而导致二次电流失真，对继电保护系统正常运行造成影响。

3制约继电保护系统可靠性的几个方面

3.1硬件系统装置方面

电力系统主要包含有信道、继电保护系统、设备通信系统以及二次电路等关键组成部分。这些关键部件的可靠性直接冲击继电器保障的可靠性，而且对整个电力系统稳定行驶的安全性与可靠性影响巨大。假如其中一个关键部件出现性能问题，那么整个电力系统便会直接爆发故障。比如，继电保护装置会因触电而断裂或是松动，继电器的负载转换操作会爆发深远故障。这些故障是因为继电器尺寸不恰当造成的，对整个电力系统造成了严重影响。

3.2软件系统方面

相关的软件系统如果出现问题，也会不同程度对继电保护系统产生影响。如果软件出现问题，易爆发拒绝继电保护或是错误操作。比如，假如系统软件瓦解，继电保护装置的逻辑认定直接爆发，指令混乱，信赖度大幅度下降，严重冲击电力系统的安全性运行。为了确保可信运行，保障高压输电网络的传递系统，检验年度检查、软件升级理论等保护装置的功能，必要时给予完善、管理与维护。需要注意，作为电力系统核心组成部分的继电器保障，其程序与逻辑应实行严苛措施，避免黑客与病毒入侵，防止毁坏高压电网。

3.3技术操作方面

除硬件因素与软件因素之外，相关工作人员对于技术操作的熟练程度也会不同程度地影响继电保护系统。在现在的电力系统中，为了防止因人员疏忽引发的继电保护事故，实行了很多措施。但是，电路的关闭与误锁等事故也是存在的，主要是由于在电力系统中每一阶段都会涉及输电线路的建设，建设中如果没有按照标准进行操作，继电保护系统的二次布线错误与设备的调整泄漏会影响继电保护系统的运行可靠性，从而造成继电器安全事故。因此，需从高压输电网络的建设全过程展开运行保障。

3.4提升继电保护系统的智能化

近年来，智能高压输电网的建设已经广泛应用于电力系统。电力继电保护系统逐渐网络化和集成化。继电保护系统中使用智能化技术，能使继电操作更加便利，还能够有效提高继电保护系统的可靠性。但是，要更好地提高继电系统的智能化，需要进一步强化电力系统整体的智能化，充分发挥人工智能技术的作用。利用智能化技术便于研究高压电网的故障处置，进一步提高装置行驶的安全性与可靠性。通常，要提升继电保护系统工作的可靠性，需从各种影响因素着手，针对各种冲击可靠性的问题提交精确的解决方案，确保高压电网运行的经济性。为此，有必要强化继电保护系统的技术研究，提升继电保护系统的智能化水平。

结语

考虑到高压电网继电保护及安全自动装置在运行过程中难免会出现故障，维修人员需要掌握故障类型、原因及处理方式，以提高继电保护故障处理专业程度。同时，需明确故障分析和处理是继电保护系统的重要环节之一，需提高工作效率，以确保高压电网继电保护及安全自动装置运行的可靠性。

参考文献：

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