电力系统继电保护设备及自动化可靠性分析

发表时间:2021/5/20   来源:《科学与技术》2021年2月第4期   作者:夏宇杰
[导读] 在社会生产和人们的生活中,需要消耗大量的电力,
        夏宇杰
        国网福建省电力有限公司泉州供电公司,福建 泉州 362000
        摘要:在社会生产和人们的生活中,需要消耗大量的电力,因此必须保证电力系统安全稳定地工作。在电力系统中, 继电保护和自动化装置是保证供电安全,识别供电故障和处理故障的主要系统装置,因此继电保护与自动化装置必须具有高度可靠性,才能够进一步保证电力系统的安全稳定性。本文主要对电力系统继电保护与自动化装置进行概述,说明了电力系统中继电保护的基本任务和要求,并分析了提高继电保护与自动化装置可靠性的措施。
        关键词:电力系统;继电保护;自动化装置
        引言:继电保护就是保护电力系统内部各个电气设备的安 全性,从而保障供电可靠性的技术。一旦电力系统内部存在问题  时,继电保护可以根据具体的情况及时发现故障原因,并采取相  应的行动,将产生故障的线路切断,进而避免故障扩大到临近电  气元件之中,保障整个电力系统的安全。一般而言,电力系统继电  保护是由若干个继电保护装置组成,每个继电保护装置之间彼此  独立,共同保护整个电力系统。通过继电保护,能够大大减少电力  系统内部各个电气设备的维护费用,因此,应重视电力系统中的  继电保护,不断研究和改进继电保护装置,提升电力系统继电保  护可靠性,更好地保护电力系统安全。
        一、电力系统继电保护
        (一)电力系统继电保护可靠性分析指标
        继电保护可靠性是电力系统安全的重要保障,可靠性要求电力保护装置的质量达标,同时在电力系统出现故障时,继电保护系统能够在规定时间内准确切断相应的线路。在这一过程之中,对继电保护的系统、设备元件等进行考量,一般多采用马尔科夫模型法来进行可靠性分析,近年来也有部分电力企业采用故障树及概率分析法来补充说明电力系统继电保护可靠性。大部分继电保护可靠性分析指标有以下几个方面。其一,继电保护设备平均寿命[1],是指在继电保护设备的平均运行时间,该指标越大,则代表继电保护设备可靠性越高。  其二,平均无故障工作时间 ,是指机电设备在开始运行到第一次故障的时间,同时也指两次维修之间正常运行的时间。其三,成功率(R),是指继电保护设备在可靠性测试中的成功概率。其四,有效度(A),有效度能够根据上述指标进行计算,从而得出有效度结果,该结果能够反映出电力系统继电保护的可靠性。
        
        (二)提升电力系统继电保护可靠性渠道
        继电保护设备中硬件冗余的作用是容错,以便于在继电保 护设备中出现错误时,能够不影响整个继电保护设备的正常运  行,从而确保继电保护系统能够继续发挥其功能。因此,为了提升  电力系统继电保护的可靠性,应优化继电保护硬件冗余,通过并联、备用、表决等多种方式来改善硬件冗余系统[4],并降低硬件冗余拒动率。所谓拒动率,是指继电保护无法按照命令执行相应工  作的概率,拒动率越高,继电保护系统可靠性越低,所以,继电保  护系统一般都是通过降低拒动率来实现优化处理。在实际操作  过程中,应根据继电保护系统的具体情况,选择行之有效的方式  来合理优化硬件冗余设备,并尽量降低冗余硬件数量,进一步提  高继电保护可靠性。
        继电保护装置主要体现在两个方面,分别是拒动作和误动作[5]。电力系统中出现故障时,继电保护应找到故障发生位置,并切断该位置电路,保障其他线路的正常运行,但是如果此时继电保护装置没有按照规定切断电路,这种情况就被称之为拒动作。  误动作是指在继电保护装置切断了没有产生故障的线路位置。  拒动作和误动作是继电保护装置应竭力避免的两种动作形式,也是提升继电保护装置可靠性亟待解决的问题。可将继电保护配套装置安装在电力系统二次保护回路之中,通过这种方式能够提升继电保护系统运行的安全性和可靠性。


        二、电力系统中继电保护的基本任务和要求
        (一)继电保护灵敏性任务和要求电力系统运行出现故障时,继电保
        护必须能够针对故障及时进行处理。如果故障属于继电保护的工作范围,则继电保护不能够出现拒动故障。如果故障不属于继电保护工作范围,则继电保护不能够出现误动故障,即继电保护必须具有高灵敏性,一般主要是采用灵敏系统进行继电保护灵敏性评价,确保电力系统故障处理的合理性[2]。
        (二)继电保护选择性任务和要求
        如果电力系统在运行过程中出现故障,继电保护装置必须能够针对故障点选择性切除故障点,即确保将故障点距离最近的断路器切断,以确保电力系统能够继续安全稳定运行。
        (三)继电保护可靠性任务和要求
        保证继电保护可靠性是最基本的任务和要求,也是保证电力安全稳定的基础,同时避免事故发生和扩大。而要保证继电保护装置的可靠性,首先要保证保护装置设计方面的可靠性、整定计算及安装调试过程中的准确性,且需要确保装置组成元件质量的可靠性,继而提高电力系统继电保护的有效性和可靠性。
        三、提高电力系统继电保护可靠性的措施
        (一)确保提高继电保护装置可靠性
        技术人员必须做好继电保护装置管理工作,以确保继电保护系统的可靠运行,即技术人员必须结合各项评价继电保护系统指标进行准确计算,以实现提高计算保护装置运行准确性,有效区分故障的正确不动作。针对电力系统二次继电保护与自动控制回路,对其保护主要是继电保护辅助配套装置,该装置也会对继电保护系统安全性产生较大的影响,因此技术人员需要加强继电保护辅助装置管理工作,进一步提升继电保护系统的可靠性。
        (二)统计继电保护自动化装置运行情况
        继电保护自动化装置各项数据与参数是其可靠性的重要体 现,通过对自动化装置的监测和管理,能够获得相关数据和参数的规律[7],进而对继电保护系统管理提供参考。因此,为了提升电力系统继电保护装置的可靠性,应对自动化装置中的各项数据与  参数加以统计,不仅能够随时了解电力系统各项设备的实际运行  情况,同时也能掌握继电保护装置的运转状态,根据电力系统和  继电保护装置的具体情况加以分析和研究,能够发现其中是否存  在安全隐患,以便于及时开展相应的维修工作,彻底消灭电力系  统中的安全隐患,从而提升电力系统运行的安全性和可靠性。
        (三)做好冗余设计和优化措施
        技术人员在进行冗余设计时,可以利用硬件冗余,以起到满足继电保护系统容错的设计标准。如果电力系统继电保护中,某个保护装置存在动作不正确,但却不会对系统的整体性能产生明显的影响,该属于容错,即采用硬件冗余,能够有效起到改善举动率和可用度指标,保证继电保护系统的安全性和稳定性[3]。常见硬件冗余措施主要为并联措施、备用却换措施、多数表决措施等, 且其还能够将误动率出现的变化显示出来,具有重要的作用。技术人员在电力系统继电保护装置实际运行过程中,需要根据继电保护系统的实际情况选择科室的冗余方式,同时确保满足系统可靠性指标要求,如硬件冗余则能够实现投入小、保护装置数量少的要求。
        结束语:
        综上所述,随着科学技术水平的飞速发展,各行各业都离不开电力的供应,为了保证人民群众生产生活的正常用电,应重视电力系统运行稳定性。继电保护自动化装置是电力系统安全运行的重要保障,通过记录自动化装置初始状态,统计装置运行情况,  提升继电保护自动化装置管理人员水平等有效措施,保障电力系统的安全运行。
参考文献:
        [1] 袁晓桂. 计算机软件技术在大数据时代的应用[J]. 花炮科技与市场, 2019, No.101(04):25-25.
        [2] 林晓枫. 电力系统继电保护设备及自动化可靠性分析[J]. 科学与信息化, 2016, 000(023):13-14.
        [3] 张天雷. 电力系统继电保护设备及其自动化可靠性分析[J]. 大科技, 2016, 000(013):105-106.

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