【摘要】伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國對電能的需求量逐年升高，因此電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性越來越重要。繼電保護(hù)系統(tǒng)是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的有效屏障，其運(yùn)行是否可靠關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，因此繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中最為重要的組成部分。近些年來，隨著無人值守智能變電站、智能電網(wǎng)的建設(shè)并投入使用，電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的可靠性及面對風(fēng)險(xiǎn)也提出了新的要求。本文以繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的可靠性以及風(fēng)險(xiǎn)評估作為研究對象，第一部分是對電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)可靠性的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了分析，第二部分對影響繼電保護(hù)可靠性的因素進(jìn)行了解析，第三部分從母線、電力線路、變壓器設(shè)等三個(gè)方面提出了提高繼電保護(hù)抵抗發(fā)生事故風(fēng)險(xiǎn)的對策。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；電力系統(tǒng)；可靠性；風(fēng)險(xiǎn)評估

繼電保護(hù)作系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中對于切除故障設(shè)備或者線路、減少故障規(guī)模擴(kuò)大化有著重要的作用。繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠及時(shí)的反映出設(shè)備的異常情況和故障情況，進(jìn)而發(fā)生保護(hù)動(dòng)作，保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行。繼電保護(hù)系統(tǒng)面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素主要包含保護(hù)的誤動(dòng)或者拒動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)故障不能及時(shí)切除或者切除正常運(yùn)行線路和設(shè)備，造成損失。因此對于繼電保護(hù)系統(tǒng)來說，對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估是提高供電可靠性以及用電設(shè)備安全性的一個(gè)重要指標(biāo)。

1、繼電保護(hù)可靠性的各項(xiàng)指標(biāo)

對設(shè)備進(jìn)行可靠性的評估主要采用的是下面表1-1當(dāng)中所列的指標(biāo)。

電力系統(tǒng)當(dāng)中，經(jīng)過檢修后重新投入運(yùn)行的設(shè)備，其可靠性指標(biāo)的評估需要兼顧故障再次發(fā)生的概率以及設(shè)備修好的概率，這是設(shè)備可靠性評估的兩個(gè)重要因素，由于繼電保護(hù)裝置屬于能夠修復(fù)循環(huán)使用的設(shè)備，因此同樣適用于該種評估方式。當(dāng)前我國的繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評估當(dāng)中大多使用的是概率性，而對風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的后果卻忽視掉了，因此整個(gè)評估流程不夠全面、具體。本文的著重探討以提高繼電保護(hù)可靠性的多種因素進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)評估，通過對上表中四條影響因素的綜合分析，來提高繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行的可靠性，進(jìn)而降低發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。

2、影響繼電保護(hù)可靠性的因素

在電力系統(tǒng)中，由于繼電保護(hù)裝置保護(hù)范圍過小或者保護(hù)定值錯(cuò)誤往往會導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性嚴(yán)重降低，最終有可能會給電力系統(tǒng)帶來安全隱患。通常情況，繼電保護(hù)存在的缺陷被發(fā)現(xiàn)的主要可能性兩種，一種是電氣設(shè)備進(jìn)行停電檢修或者預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，繼電保護(hù)裝置的缺陷被發(fā)現(xiàn)。此時(shí)由于檢修時(shí)間比較充裕并且采取安全措施，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)帶來的影響降到最低。第二種情況是設(shè)備在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)告警而被運(yùn)行值班人員發(fā)現(xiàn)，再出現(xiàn)此類缺陷必須在盡可能快的時(shí)間內(nèi)被消除。否則繼電保護(hù)裝置會有發(fā)生誤動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)，不利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

影響繼電保護(hù)裝置可靠性的因素主要有以下幾個(gè)方面：（1）計(jì)算機(jī)保護(hù)裝置軟硬件的可靠性：在電力系統(tǒng)中微機(jī)保護(hù)裝置中的硬件是在繼電保護(hù)的基礎(chǔ)，而軟件的具體算法是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作的核心，故計(jì)算機(jī)的軟件算法是否可靠將直接影響到繼電保護(hù)的可靠性。而在繼電保護(hù)當(dāng)中發(fā)揮基礎(chǔ)性作用的計(jì)算機(jī)硬件同樣也會對其可靠性產(chǎn)生影響，電子元器件的損壞、主板等設(shè)備發(fā)生老化等都會影響計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行，進(jìn)而影響到繼電保護(hù)的可靠性。（2）一次設(shè)備：在電力系統(tǒng)當(dāng)中，電流互感器、電壓互感器起到為二次設(shè)備提供數(shù)據(jù)采樣的作用。因此互感器采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否會對繼電保護(hù)裝置帶來影響，互感器內(nèi)部接線否正確、變比誤差等因素都會對二次信號的采集帶來誤差，很可能會造成繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。（3）二次回路：繼電保護(hù)裝置的二次回路投入運(yùn)行后隨著工作時(shí)間的增加，裝置的二次回路逐漸老化，往往會出現(xiàn)導(dǎo)線絕緣降低，螺絲松動(dòng)、電氣元件接觸不良等情況，一旦出現(xiàn)因絕緣損壞而造成的短路事故，也會出現(xiàn)保護(hù)裝置誤動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)。

在電力系統(tǒng)中，影響繼電保護(hù)裝置可靠性的因素還有很多，由于對繼電保護(hù)進(jìn)行設(shè)備缺陷管理的方式是各有不同，同時(shí)各個(gè)單位對設(shè)備缺陷的記錄方式和記錄內(nèi)容也有區(qū)別。但是大多數(shù)情況下的處理方式僅僅當(dāng)出系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)依靠繼電保護(hù)將故障線路或者設(shè)備切除，然后采取查找故障點(diǎn)，檢修故障設(shè)備的方式來回復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)行。人們很少的對繼電保護(hù)裝置動(dòng)作原因進(jìn)行深層次的挖掘和分析，沒有將繼電保護(hù)裝置本身發(fā)生故障的可能性納入到事故分析中來。當(dāng)系統(tǒng)中存在明顯的故障區(qū)域時(shí)，電力運(yùn)行人員可以通過繼電保護(hù)裝置的告警和動(dòng)作來查找電力系統(tǒng)的故障點(diǎn)，找出故障區(qū)域并進(jìn)行檢修，進(jìn)而恢復(fù)系統(tǒng)供電。當(dāng)在系統(tǒng)中沒有發(fā)現(xiàn)明顯故障點(diǎn)時(shí)，只能利用是試送電的方式來恢復(fù)系統(tǒng)供電，運(yùn)行人員根本沒有考慮繼電保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)作的可能。在電力系統(tǒng)當(dāng)中能夠?qū)^電保護(hù)可靠性產(chǎn)生影響的因素是很多的，但是當(dāng)前很多電力運(yùn)行人員這方面的素質(zhì)并不達(dá)標(biāo)，對于繼電保護(hù)裝置僅僅處于能夠使用水平，對該裝置內(nèi)部具體的軟件、硬件的配置以及內(nèi)部故障判斷等方面的知識水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這也是電力運(yùn)行人員在今后需要亟待提高的技能之一。

3、提高繼電保護(hù)設(shè)備可靠性，降低風(fēng)險(xiǎn)的方式

采用合理的繼電保護(hù)配置方案能夠顯著提高保護(hù)裝置的可靠性，也是有效減少電力系統(tǒng)故障發(fā)生的重要舉措。電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)的保護(hù)對象為母線、電力線路、變壓器三個(gè)部分。提高其保護(hù)可靠性的措施如下所示。

（1）母線：通常來講，在單母線電力系統(tǒng)本身配置的保護(hù)是可以對母線故障進(jìn)行選擇性切除的。但是于雙母線接線方式的系統(tǒng)來說，一套繼電保護(hù)裝置顯然無法做到選擇性將故障母線切除，因此需要采用集中式保護(hù)按2個(gè)雙母線保護(hù)裝置進(jìn)行配置，可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)雙母線分段母線的保護(hù)。根據(jù)220kV保護(hù)雙重化的配置原則，雙母線分段母差保護(hù)由4套獨(dú)立的保護(hù)裝置來完成兩條母線的差動(dòng)保護(hù)功能，能夠快速實(shí)現(xiàn)對母線故障的快速、選擇性的切除，保障其他母線的正常運(yùn)行，進(jìn)而提高了整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

（2）電力線路：在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，無時(shí)限過電流保護(hù)是能夠快速能夠在保護(hù)安裝位置進(jìn)行故障切除的，當(dāng)該保護(hù)因故障發(fā)生拒動(dòng)時(shí)，就需要后備保護(hù)動(dòng)作來切除故障線路，進(jìn)而使無故障線路正常運(yùn)行。在電壓等級大于等于220KV電壓等級的線路中應(yīng)遵照強(qiáng)化主保護(hù)的原則進(jìn)行配置，簡化后備保護(hù)來進(jìn)行整定配置，主保護(hù)和后備保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)對輸電線路的雙重化保護(hù)。主保護(hù)采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，輔助配置近后備保護(hù)。后備保護(hù)主要包括零序電流保護(hù)、短路器失靈保護(hù)、相間距離保護(hù)等方式。110KV的單電源線路中，可以將過電流保護(hù)和零序電流保護(hù)作為普通配置。當(dāng)線路電壓等級低于110KV的時(shí)候使用兩段式的過流保護(hù)配置，裝置配置的過流保護(hù)的第二段是帶有時(shí)限的，第一段不帶時(shí)限，同時(shí)在需要的時(shí)候主保護(hù)還可以安裝差動(dòng)保護(hù)，而這時(shí)后備保護(hù)采用的是過電流保護(hù)。在35KV單側(cè)電源線路中，保護(hù)裝置還可以安裝電壓閉鎖和方向元件。若保護(hù)較為困難和復(fù)雜，可采用距離保護(hù)。

（3）變壓器：變壓器在電力系統(tǒng)的主保護(hù)主要包括瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)兩種形式，差動(dòng)保護(hù)能夠有效保護(hù)變壓器內(nèi)部匝間短路或者出線短路故障，而瓦斯保護(hù)主要是針對變壓器發(fā)生內(nèi)部故障的保護(hù)，通過內(nèi)部氣流與油流相互動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)的保護(hù)，也被稱為氣體保護(hù)。變壓器一般配置零序過電流保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)，采用多重保護(hù)能夠有效保證繼電保護(hù)可靠性處于較高的水平，也就降低了由于繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障而導(dǎo)致失靈的風(fēng)險(xiǎn)，提高了電力系統(tǒng)繼電設(shè)備動(dòng)作的正確率。

總結(jié)

隨著電力系統(tǒng)接入的電源種類多樣化而導(dǎo)致的系統(tǒng)調(diào)峰困難，這會造成電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的降低，需要繼電保護(hù)裝置來發(fā)揮其主導(dǎo)作用，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置從本質(zhì)上來講應(yīng)該立足電力系統(tǒng)整體來科學(xué)合理的選擇最適宜的保護(hù)策略。進(jìn)而降低事故風(fēng)險(xiǎn)帶來的威脅，這對于對提高繼電保護(hù)可靠性評估的過程的方案的設(shè)計(jì)具有理論指導(dǎo)意義和價(jià)值。

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作者簡介

梁陽陽（1986），性別男，籍貫：黑龍江省蘭西縣，工作單位：華電福新能源股份有限公司蒙東分公司，學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，寫作：方向電氣.