电力系统继电保护装置运行可靠性情况研究

江益章

摘 要：电力系统继电保护装置运行的可靠性直接关系着电力系统的运行。一旦继电保护装置出现运行不良的情况，则不仅会直接导致电力系统出现故障，还会出现一系列的连锁反应，甚至造成电力系统崩溃。因此，继电保护装置的运行研究已成为我国电力企业的重要课题。就电力系统继电保护装置的运行可靠性进行深入剖析，以期为继电保护装置的改造和电力行业的发展提供参考。

关键词：电力系统；继电保护装置；电路保护；电网

中图分类号：TM774 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.077

电力系统中的继电保护装置主要起到对基础元件和电路加以保护的作用，比如在发电机、线路出现可能危害整个电力系统运行的故障时，继电保护装置可向控制器发送短路信号或执行跳闸命令，从而防止事故进一步扩大。继电保护装置作为一种自动化保护设备，经过长时间的改造和创新后，已逐步实现智能化，但这并不意味着电力系统的运行稳定性得到了彻底保障，人为因素和设备老化因素等诸多原因均有可能危害电力系统的安全。因此，有必要不断加强继电保护装置运行可靠性研究，切实保障电力系统的稳定运行。

1 继电保护装置的运行要求和指标

1.1 继电保护装置的运行可靠性要求

电力系统中的继电保护装置需要同时满足以下4个要求：①时效性。时效性是指继电保护装置能在最短的时间内发现元件和电路运行故障，并进行切断故障等相应处理，从而将故障范围缩至最小，将损害等级降到最低，以免造成更加严重的后果。②灵敏性。灵敏性是指继电保护装置应针对各种元件和线路的保护要求具备相应的灵敏系数，当各类元件和线路发生金属线短路时，能作出不同程度的反应。其最小灵敏系数应符合相关规范标准的具体要求。③稳定性。稳定性是指继电保护装置内部的保护元器能协同合作发挥系统维护和管理功能，从而使设备和线路达到最优技术状态。④选择性。选择性是指当电力系统出现故障时，继电保护装置能选择性地发出操作指令和动作，将距离故障最近的断路器断开，从而确保其他未发生故障的部分可正常运行。任何电力设备，包括变压器、母线等均无法在未安装继电保护装置的情况下运行，而且额定电压220 kV以上的电网还需要设置两套或两套以上相对独立的继电保护装置，确保当一套继电保护装置发生故障时，其他继电保护装置能继续发挥电路保护功能，并迅速切断短路故障的线路。

1.2 继电保护装置运行的可靠性指标

评估电力系统继电保护装置运行的可靠性时，需要参照一定的评估指标。但现有的可靠性研究成果较多，有关运行可靠性的评估指标也较多，每种评估方法的侧重点均不同，包含的内容也不全面，进而与实际中的不可估量存在一定的偏差。因此，可能出现测试结果与实际样本偏离的情况，这就需要多搜集测试样本，并不断优化评估方法，使评估结论更具说服力。

结合电力系统继电保护装置的稳定运行状态和我国电力系统的标准，继电保护装置运行可靠性指标主要指PC，而PC又包括PC1，PC2，PC3.PC1指正确故障动作率、PC2指正反双向区外正确故障动作率、PC3指正常运行状态下的正确故障动作率。如果继电保护装置共进行R次动作，正确的故障区内动作次数为R1，正常情况下的不动作次数为R2，故障区外不正确的动作次数为R，则R=R1+R2+R3.由于R3难以计算，因此，继电保护装置的动作正确率只能暂时表述为：

PC= . （1）

2 继电保护装置动作异常情况分析

电力系统继电保护装置需要在故障区内有效动作。如果继电保护装置出现保护不动作等异常情况，则说明继电保护装置正处于不良状况。对于保护不动作问题，要检查其采样元件和系统能否正常运行，如果检查无误，则需核实设定的保护定值是否正确，尤其要注意保护定值中的控制值应正常。在实际工作中，常出现硬压板处于投入位置，但继电保护装置却未检测到硬压板投入的情况，进而导致继电保护装置无法正常运行。出现这一问题的原因较多，最常见的有电线短路、硬压板接线的虚接和错接等。一般情况下，检测硬压板的投入时需要监测回路中的电位，检测过程中需要注意电位监测参考段必须为开入的负电源。除了硬压板投入异常这一常见问题外，继电保护装置还有可能出现零序保护问题。目前，继电保护装置中采用的零序保护均为零序电流模式，因此，需要保证外接的零序电流回路有效通过零序电流，从而确保继电保护装置的正常运行。此外，电力系统中的重合闸不动作问题也会影响继电保护装置的正常运行。因此，需要检查重合闸的充电情况，排查是否存在闭锁重合闸开入问题。如果检查结果正常，则需要监测继电保护装置动作瞬间重合闸是否存在放电现象。上述动作异常情况均为继电保护装置在实际工作中常遇到的问题，需要工作人员的予以高度重视。

3 结束语

继电保护装置的可靠性运行对保证电力系统的安全性和稳定性有重要意义。继电保护装置的可靠性涉及的方面较多，不仅包括硬件设备的运行性能，还包括人为把关的质量。在日益复杂的电力系统中，有必要对继电保护装置的可靠性运行进行更加深入的研究，做到及时发现并解决问题，并采取完善的评估标准，从而不断推动电力行业的发展。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕