继电保护可靠性及其风险评估

杨庆忠，王 英

(国家电网大庆供电公司，黑龙江大庆163458)

随着经济社会的进一步发展，科学技术的不断进步，电力资源在经济社会发展过程中所发挥的作用越来越明显。为了给经济社会提供持久稳定的电力能源，我国的电网规模也日益扩大。因此，电力系统出现故障的几率也越来越大，如果不能及时准确地处理电力系统出现的故障，对于经济社会的各项事业发展都是非常不利的。为了解决这一问题，继电保护装置应运而生。继电保护作为维护电网安全运行的第一道防线，其可靠性至关重要，因此，必须要加大对继电保护系统的可靠性风险评估研究，及时发现继电保护系统的安全隐患，避免因继电保护装置的可靠性出现问题而造成电力系统更大的故障。

1 继电保护系统工作原理分析

继电保护系统的工作原理是指根据电力系统运行过程中各个子系统可测量的变化，来分析判断电力系统运行是否正常，如果可测量和系统要求的量有差距，就说明电力系统出现故障，继电保护系统必须迅速作出反应，来保护电力装置免受损害。通过对继电保护系统工作原理的分析，不难看出继电保护系统在维护电力系统正常运转方面所起的作用。同时，也要看到继电保护系统可靠性的重要，如果不能及时、准确、有效地处理电力系统运行中的错误，或者是错误地发出保护指令，势必会造成更大的损害，影响经济社会健康有序的发展。

2 继电保护系统特点分析

了解继电保护系统的特点，可以有效地降低继电保护系统可靠性风险评估的难度。结合继电保护系统的工作原理，分析出继电保护系统有以下几个特点:

2.1 继电保护系统具有选择性特点

继电保护系统具有选择性是指当电力系统出现故障时，继电保护系统应该有针对性对故障部位作出判断处理，而不是对整个系统进行处理。同时，如果出现故障的部位的继电保护装置没有及时对故障进行处理的现象，相邻的继电保护装置也能够发挥保护作用，这就是继电保护系统选择性特点的体现。如果继电保护装置选择性失灵，整个电力系统就会面临瘫痪的危险。

2.2 继电保护系统具有灵敏性、速动性特点。

继电保护系统的灵敏性、速动性特点是指当电力系统运行出现故障时，继电保护装置必须能够迅速地反应，及时地进行处理，这就是所谓的灵敏性和速动性。

2.3 继电保护系统具有可靠性特点。

继电保护系统的可靠性特点是对继电保护系统的根本性要求。继电保护系统的可靠性包含两个方面，即安全性、信赖性。继电保护系统在电力系统运行出现故障时，要做到不误动、不拒动。

3 继电保护系统可靠性检修周期研究

为了维持继电保护系统的可靠性，以往检修人员大都采用“定期检查”的方式来开展继电保护系统的检修工作。这种有计划有目的的“定期检修”模式，对于维护继电保护系统的可靠性有一定的作用，但是也存在很大的弊端。主要体现在以下几个方面:第一，不能及时把握继电保护系统的可靠性。检修人员对于继电保护系统的定期检修工作过于程式化，按时按点的去检修维护继电保护系统，这样容易造成不能及时发现继电保护系统出现的问题，导致继电保护系统的可靠性大大降低。第二，增加了检修人员的工作难度和强度。“定期检修”模式对于继电保护系统的检修范围非常大，有些没有任何问题的部分也要定期进行检修，这无形中加大了检修工作人员的工作量，同时也造成了极大的浪费。

4 继电保护系统可靠性风险评估研究

4.1 继电保护系统的可靠性指标

继电保护装置的可靠性是指当电力系统发生故障时它应正确动作，当正常运行时应拒动。可靠性指标是用数值的大小来表示可靠性程度，该指标既可以从正确的角度出发，也可以从错误的角度进行定义。常用的指标有:可靠度、故障率、可用度、计划检修率、修复率、切换时间、平均无故障工作时间和平均修复时间。

4.2 基于故障树分析法的继电保护系统可靠性风险评估分析

马尔可夫模型法、概率法和故障树分析法是目前对继电保护装置进行可靠性分析时常用的方法，其中故障树分析法使用最为广泛。继电保护系统中的硬件系统主要由继电保护装置、电压电流互感器二次回路、保护装置的通信和断路器及其操作机构等组成。根据故障树分析法把继电保护系统的硬件失效分为继电保护失效和断路器失效两部分。如果用A表示继电保护正确，用B表示断路器正确，继电保护系统失效就可以表示为:AB+AB+AB=AB+B。

电力系统作为国民经济发展的基础，其运作的可靠性和安全性极其重要。随着电力系统的飞速发展，计算机技术、自动控制技术、通信技术和电力技术的进步，继电保护技术也呈现出新的特点，网络化，智能化，保护、控制和数据通信一体化，是今后继电保护发展的趋势。同时，随着继电保护技术的日益发展，我们对继电保护系统的可靠性分析还有待深入。