继电保护系统的可靠性分析及电网中的应用

摘 要：随着我国电力行业的快速发展，在电力企业中自动化水平也在不断提高，电网工程项目的建设结构也更加复杂，所用的器件数量在不断增加。为了确保电力系统运行的可靠性和安全性，在电网中广泛采用继电保护系统，本文就对继电保护系统的可靠性进行分析，并对继电保护系统在电网中的应用策略进行探讨，为电力行业的发展提供依据。

关键词：继电保护系统；可靠性分析；电力系统；应用策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.141

当电力系统设备在受到人为损坏，或是因操作不当，设备元件发生故障等多种情况导致电力系统在运行过程中出现异常状况时，继电保护装置会使被保护元件迅速切断，确保其他线路运行正常，缩小电力故障发生的范围和产生的影响程度，为我国的电力事业发展提供了可靠的依据，在电电网中继电保护系统的应用具有重要的现实意义[1]。

1 继电保护系统的可靠性分析

（1）继电保护装置。继电保护装置主要是在电力系统出现故障时执行故障隔离操作，对被保护的元件进行隔离，确保其他线路可以得到正常运转，避免故障区域对正常运行的线路产生影响。为此，在继电保护系统可靠性分析时，首先需要对继电保护装置的可靠性进行分析，并用具体的数值来反映出装置的可靠程度。在电力系统中对机电保护装置可靠性分析的主要指标包括修复率、平均修复时间、可靠度和切换时间等。为确保装置可靠性能良好，因将装置各个方面性能进行综合考虑，最终找出对装置可靠性产生影响的因素和原因等，根据具体的原因和影响因素提出针对性的措施和设计相关保护措施，对于装置中可能会对整体可靠性能产生影响的部位要定期进行维修和养护[2]。目前电力企业在电网系统中通常采用的是微机继电保护装置，对现代电力线路传输提供保护，而这种微机继电保护装置可以根据电路实际运行情况对保护方式进行实时调整，从而满足现代化电力系统复杂性的需求。在微机继电保护装置工作中主要是应用了现代计算机技术，因此对继电保护装置可靠性的分析还要确保计算机应用软件的可靠性，在微机继电保护程序编写时要防止外界因素的干扰，不能出现一点点差错，为微机继电保护装置运行状态的正常和可靠提供保障。

（2）故障树分析法。目前在国际中对继电保护装置可靠性的分析主要是采用故障树分析法来进行检测，通过数学逻辑思维来构建分析过程，将继电保护系统的特点直观、清晰的展现出来[3]。在继电保护系统中主要硬件设施包括二次回路、电压电力互感装置、继电保护通信装置、继电保护装置等，通过故障树分析法对装置进行分组，具体分为断路器失效和继电保护失效两个方面，其中A表示正确保护，B表示断路器正确，具体如下图1所示。

根据故障树分析法主要是利用数学概率分析法，通过精密计算来体现出继电保护系统各个模块概率重要性，其中保护装置在继电保护硬件各个模块中概率重要性较大，大约占据总装置各模块比重的45%，其次依次是二次回路、TVTA、通信接口、断路器和继电保护辅助装置。由此表明，保护装置和二次回路在继电保护装置中所发挥的实际作用更大，一旦发生故障也会对继电保护装置硬件产生较大的影响，当继电保护装置发生故障问题时，保护装置和二次回路也是最容易出现故障的。

2 继电保护系统在电网中的应用

（1）电力系统继电保护装置。继电保护的工作状态只有正常动作和不正常动作两种，其中不正常动作分为拒动和误动两种。在电力系统运行过程中，但电力系统中的元件出现故障时，和元件相连接的保护系统则会做出跳闸命令，使故障线路和故障元件相隔离，对其他正常部位进行保护，对继电保护进行合理配置，对电力系统运行状态的正常性和稳定性发挥着重要的意义，有利于提高电网系统的传输能力和稳定性。线路继电保护装置通常是中性点直接接地，而线路单侧接地则使接地故障保护所采用的是零序电流保护模式，雙侧线路接地时对零序电流保护测试则转变为对阶段式相间和电流保护的接地距离保护。而母线继电保护配置则主要采用母线保护系统，当发电厂和110KV相连母线发生故障时，会做到及时切除，在母线上会安装继电保护系统，对专用母线进行保护，在满足线路保护基础上来保护变压器，从而使母线保护能力提高。在电网系统中主要组成部分是变压器，因此就需要对变压器采取一定的保护措施，通过现有继电保护系统的保护性能来对过电流、过电压符合、电流速断和零序电流安装进行保护。

（2）明确配电网可靠性指标。配电网继电保护系统可靠性的指标主要是对平均供电可用率、用户平均停电频率、系统平均停电频率等指标参数进行明确。系统平均停电频率主要是对供电网络或企业在单位时间内的停电次数建立相关指标，而用户平均停电频率则是对一年中电力用户的平均停电频率建立指标；平均供电可用率则是对用户实际用电时间和电网的实际供电时间建立指标。通过对具体指标计算时得出准确和具体的数据分析结果，从而综合评价出电网运行的稳定性，进而得出继电保护系统可靠性。

3 结语

电力企业的发展对我国国民经济发展和社会发展做出了较大的贡献，也成为人们日常生活和工业生产作业开展的重要依据，随着现代计算机技术、通讯技术等科技行业的发展，电力系统中相关设备数量和规模在不断增加和扩大，对设备的检修工作量大，也存在一定的复杂性，为了确保电力系统运行的稳定性，就需要提高继电保护系统可靠性，对电网运行中的相关元件和电力线路进行保护，确保故障区域外的电力线路运行正常和稳定，从而使我国电力行业整体发展水平得到显著提升。

参考文献：

[1]林捷.关于智能变电站继电保护系统的一些优化策略研究[J].通讯世界，2017（11）：143-144.

[2]吴晨.继电保护系统与配电自动化协调对于电网故障处理方法与建议[J].科技创新导报，2017，14（10）：65-65.

作者简介：张瑞（1981-），男，硕士，工程师，从事电网继电保护工作。