电力系统继电保护及自动化装置可靠性研究

李小华

摘要：电力系统继电保护及自动化装置的可靠性，有利于提高整体供电水平。本文结合继电保护设备的运行特征，分析现阶段电力系统中可能影响继电保护设备可靠性的因素，从装置设计和设备检修方面提出可行性优化措施，促使电力技术及系统规划科学化，使电力企业得到长远发展与进步。

关键词：电力系统;继电保护;自动化装置;可靠性

引言：人们生活质量水平随社会经济发展不断提高，日常生产、生活中对电能依赖性增强，用电需求量有逐渐增加趋势，对电力系统容量与供电范围提出新要求。现阶段，电力系统结构具复杂性特征突显，有必要加强继电保护装置可靠性的研究力度，建立新型评价机制，保证电网始终安全、稳定运行。

1电力系统继电保护设备运行特征

电力系统运行过程中，可能出现负荷量过大或短路等故障。此时继电保护装置能够自动搜索并确定故障点位置，发出报警信号，切断并隔离与故障点相连的电力供应，避免造成严重影响。基于继电保护装置的重要价值，其在电力系统中的应用需要长期保持运行状态，因此对其可靠性提出更高的要求。继电保护与自动化装置的可靠性着重体现在速动性、选择性、灵敏性特点上[1]。其中，速动性是继电保护自动化装置可在最短时间内将故障点（设备）隔离至电力系统以外;选择性是指供电系统出现故障时，该装置可以判断情况，选择是否直接切除故障点;灵敏性即保护装置的灵敏性。

通常情况下，继电保护自动化装置发生故障的类型包括误动和拒动两种，并受自身因素、客观因素影响。从技术原理角度分析，继电保护装置能够通过自动控制以及实时监控功能，为电力系统稳定运行提供保障，两者存在相互依存的关系。

2影响电力系统继电保护自动化装置可靠性的主要因素

影响电力系统继电保护自动化装置的可靠性因素主要有以下几点。

2.1整定值因素

电力系统中各个部分整定值协调性较差，是导致电力系统继电保护及自动化装置发生故障的主要因素之一。如若整定值未达到继电保护设备额定范围内，则会出现设备运行错误或停止运行的情况。造成整定值错误的原因通常为安装或调试错误，未展开系统计算，不利于提高系统可靠性。但该问题的发生具有一定的随机性和不可控因素，导致设备在运行状态中，难以通过有效的手段及时发现并排除故障隐患。因此，继电保护及自动化装置的可靠性与电力施工质量有密切联系，需要重视电力施工质量管理。

2.2设备质量因素

市场竞争日益激烈，在此背景下，部分生产继电保护设备的厂家，为追求短期利益，提高市场竞争力，盲目降低生产成本。这些厂家生产出的造价较低、质量较差、未经过严格运作测试的继电保护设备零部件，不符合实际应用标准，无法满足系统正常运行需求，对提升继电保护设备质量以及可靠性造成不利影响。且仍旧存在不经过质量检测合格，直接将继电保护设备应用于电力系统中的情况。未经检验的零部件在不符合运行标准要求的情况下，继电保护装置内元件差异明显，极易导致设备的故障，影响系统运行的协调性。

2.3操作技术因素

操作错误将会直接影响电力系统运行稳定性，同样会导致设备使用寿命降低。如若在操作错误的情况下，同时存在相关电解装置、能量存储装置老化严重的问题，继电保护装置将会失去使用价值，即无法在电力系统出现故障时自动切断电流，导致相关装置严重受损。此外，互感器老化也是影响装置可靠性的一大原因。

3电力系统继电保护及自动化装置可靠性优化措施

提升继电保护与自动化装置可靠性的意义体现在以下三方面：一是保证第一时间发现电力系统中的故障问题，隔离故障点，确保整体电力系统始终稳定运行;二是故障发生情况下，可以向技术人员自动发送报警信号，保证故障被第一时间处理;三是继电保护及自动化装置与其他系统协调配合，可以清除电力系统内部短暂性故障。基于此，优化继电保护及自动化装置可靠性，对电力系统的稳定运行有重要现实意义。

3.1优化电力系统故障判断方式

故障点是自动化装置为保证电力系统稳定运行，通过判断选择解决故障问题的位置点[2]。继电装置的输入特征量较为特殊且复杂，实际工作中判断故障点需要依据多项可靠性指标。通常情况下，判断故障点的指标分为可维修部分和不可维修部分。可维修部分包括成功率、平均无故障工作、有效度，而不可维修部分包括成功率与平均寿命。电子互感器在继电保护及自动化装置中发挥重要作用，其可靠性应保证等于或高于常规电磁型互感器。电力系统长时间运行，自动化装置修复率作用等同于常规互感器，二次回路采用通信网络以代替铜电缆，判断故障的发生以指标大小是否发生骤变为依据。此时自动化装置可以依据判断指标以及正常运行情况下电力系统的运行指标进行判断，分情况讨论，对于能够维修的故障点进行修护，不必完全采取切断电缆的操作，有利于维护电力系统的正常运行。

3.2优化评价保护装置灵敏度

电力系统继电保护自动化装置内部的灵敏模块中置有电子互感器，由多个独特光纤输入/输出出口构成。一旦电力系统出现故障点，电子式互感器将会受到来自多个光口发热的影响，其采样值发生变化，继电保护装置接收到采样值信息并执行备用切换操作，继电保护装置将会自动调节至合适的冗余方式。此时继电保护以及自动装置通过分析采样值变化规律，以此为依据，准确指出存在于电力系统中的线路故障位置以及母线故障位置，自动测试保护装置灵敏性，是一种评价灵敏度的优化评价方式。一旦灵敏度发生偏差，硬件设备冗余方向将会受继电保护及自动化装置影响，硬件容错技术自动变更，即运用多表技术，切换电缆连接方式，或通过备用零件改善灵敏模块的拒动率等，使保护装置在即便出现故障或错误行为，仍然能继续发挥检测电力系统的作用，评价电力系统保护装置的灵敏性，可达到优化可靠性的目的。

3.3优化自动化装置切除及时性

电力系统的故障发生通常具有突发性特点[3]。在此过程中，继电自动化装置应该以最快的速度感知故障发生具体位置，以信号的方式将故障位置信息以及故障模式提供给工作人员。继电装置会根据相应指标自动判断新需要修复故障设备或是短时间切除故障设备。故障设备切除完成后，第一时间向工作人员发送更换后的信号至监管口，报告电力系统的状态。对于较为严重的故障情况，需要继电保护装置同时发送警示信号并判断是否执行切除指令，并将系统局部失效与最终失效后果结果以信号形式告知操作人员。

3.4优化继电保护设备维护工作

需要重视继电保护及自动化装置的维护工作。一是加强日常检修。包括继电保护设备各相关元件标注完整性、操控按钮与开关的灵活性、指示灯与仪表盘的显示情况等。同时，对于互感器设备，需要检查其配線与固定卡子;二是根据长期设备检修经验，按照故障排查顺序依次进行，仔细分析继电保护设备运行状态排查故障。对于需要更换的老旧、故障零部件，更换并记录在册;三是按照企业标准，科学划分设备等级。如，一类标准为设备运行正常，二类标准为核心零部件正常，个别零部件存在破损、缺失情况，三类标准是设备存在运行问题，影响电力系统运行，需要全面检修。

结论：继电保护及自动化装置是电力系统重要组成部分，以保障电力系统的正常运行。研究提升可靠性，不仅需要加强装置设计和后期设备维护，还需要提升技术人员技术水平，最终实现电力系统的安全、稳定运行。

参考文献：

[1]史青倩.智能高压电网继电保护及安全自动装置规划研究[J].科技风，2020（14）：192.

[2]周永峰，慕杰.继电保护与配电自动化配合的故障处理措施[J].现代工业经济和信息化，2020，10（03）：98-99.

[3]陈志彪.电力系统中继电保护与自动化装置的可靠性探究[J].科学技术创新，2019（11）：195-196.