继电保护及自动化装置的安全性探究

继电保护及自动化装置的安全性探究

文彬

（广东电网有限责任公司湛江供电局）

摘要：本文通过对继电保护及自动化装置的工作特征、现状及存在的问题进行分析，进一步探究其安全性，并提出了提高设备安全性的措施，希冀为同行带来参考及借鉴。

关键词：继电保护；自动化装置；安全可靠性

引言

继电保护系统是由几套相互独立的继电保护设备连接而成，用来监督保护电力系统中的每一个电力设备，以实现安全可靠、快速性、灵活性和选择性等要求[1]。作为电力系统中的主要构成部分，继电保护设备和自动化装置可有效避免电力系统因受到外界的干扰而出现的故障，保证了电网的安全正常运行，因此保证继电保护设备和自动化装置的安全性具有重要的现实意义[2]。

1继电保护与自动化装置的工作特点及安全性指标

1.1工作特点

由于在电力系统运行中，出现故障的概率比较小，因此继电保护装置的动作也不会太频繁。一般来说，继电保护装置主要会有拒动故障和误动故障两种形式，拒动故障是指当电力系统发生故障时继电保护装置无法及时的发出信号不能及时可靠的产生相应的动作，导致电力系统的故障没有及时被切除，从而导致大范围的停电，严重的故障甚至会造成电力系统的瘫痪；误动故障是指由于继电保护装置在电力系统正常运行时由于自身性能不好或者是受到了其它因素的干扰发出动作出现误动情况，会给电力系统造成一定的损失。

1.2安全性指标

继电保护的安全性可以通过以下三种安全性指标来监测：一、成功率，即继电保护装置在规定的条件下测试成功的概率，是其可靠性的重要指标；二、平均寿命，即对于可修复的继电保护装置是产品在两次故障之间的工作时间的平均值；三、有效度，即反映继电保护和自动化装置运行状态，及其运行状态的可靠性的综合指标[3]。

2电力系统继电保护及自动化装置现状及存在问题

2.1继电保护及自动化装置现状

2.1.1广泛应用计算机技术

计算机本身具有强大的逻辑处理功能和数学运算功能。在我国的电力系统中，在继电保护及自动化装置方面大力应用计算机技术，利用计算机的强大功能，运用先进的计算方法，从而实现提高工作效率、提高继电保护功能的目的。特别是在重要变压器、联络线的继电保护和安全自动装置方面的应用。继电保护中对计算机技术的应用如图1所示。

图2电力系统继电保护中的人工智能技术

2.1.2广泛应用人工智能技术

近年来，人工智能技术正随着科学技术的发展进步被普遍的应用于继电保护中，如自适应控制算法普遍运用在求解非线性问题方面，这种方法与陈旧方法相比具有非常明显的优势。继电保护中对人工智能技术的应用如图2所示。

2.1.3与其他前沿技术进行结合

数据通信、控制、保护、测量等先进技术，已经被逐步地综合应用于当前的继电保护技术中，实现网络化管理[4]。而网络技术的数据通信功能和信息通信功能强大，成为当前的重要核心技术，将其应用在电力系统当中的继电保护领域中可促进电力系统的安全稳定运行。

2.2存在问题

2.2.1整定值错误

造成继电保护和自动化装置出现误动或拒动故障的主要原因就是整定值错误。为了有效保证安装和设计的准确性，以及提高继电保护设备和自动化系统的可靠性，必须要做好整个施工环节的控制和监督，严格对自动化装置和继电保护装置的质量进行控制。此外，如果整定值出现错误，则会使继电保护设备和自动化设备在投入使用后出现各种未知的问题，存在着安全隐患，会严重影响继电系统运行的安全性和稳定性。

2.2.2使用设备质量不达标

一些生产厂家在继电保护设备和自动化设备生产的过程中，为了追求低成本使用劣质材料进行自动化装置的设备零部件生产，最终所生产出的产品达不到规定的精度要求，会严重影响到继电保护设备和自动化设备的安全可靠性。另外，若保护装置中的元件质量比较差或元件的差异性较大，都会影响到继电保护和自动化装置运行的协调性。然而部分的继电保护设备不经过运行检测就投入使用，从而导致继电保护中拒动和误动故障情况出现的频率增加。因此在实际的生产过程中，生产商不仅要具有良好的技术支持，还要具有良好的社会责任心，严格控制在生产的过程中的质量问题。

2.2.3操作不正确

电源操作会直接影响到继电保护和自动化设备运行的安全性，尤其是继电保护装置的电解电容和储能装置随着时间的增长难免会出现老化，在继电保护装置出现故障后，若不能立即切断电源，在蓄电池出现电流不稳等问题时，继电保护装置和自动装置的可靠性也就无法保证了。

2.2.4环境对可靠性的影响

各种发电物质和杂质会随着继电保护设备和自动化设备工作环境的温度不断升高而在四周的空气中漂浮，这样会使继电保护装置和自动化装置的老化速率加快，很大程度上降低了设备的有效性。同时，有害物质也会侵蚀电源插头和插线板插，这样会导致继电器接触不良和老化的情况出现，使得继电器保护设备丧失了旧有的功能。

3提高继电保护和自动化装置的安全性的有效方法

3.1优化冗余设计的方法

设备装置的冗余是实现继电保护系统容错技术的方法之一。在继电保护工作中运用容错技术，即使继电器中某个保护装置出现了错误的动作，也不会对系统造成比较大的影响。硬件冗余的方法主要包含了备用切换、并联、多数表决等，通过此方法可以有效改善拒动率和可用度等。利用硬件冗余，即使误动率出现了恶化，也可以将其显示出来。对于冗余方式的选择，要结合继电器保护系统的运行实际，具体问题具体分析，以实现投资少、效率高的管理目标。

3.2做好继电保护装置的维护工作

在对装置的日常管理中，要做好继电保护装置的维护工作，以提高系统工作的可靠性和安全性，具体表现在以下几个方面：一、对继电保护装置进行定期查评和检修。为确保装置的灵活性，需要查看二次设备元件标志、查看名称是否齐全、查看各种开关和按钮的动作。首先要确保装置是完好的，对于装置中接点压力不足或者被烧伤的情况要及时解决，并仔细检查指示灯和光字牌，一一排查继电器、盘柜上表计、接线端子螺钉松动等故障，然后再认真排查电流互感器及其二次引线端子故障，还要检查配线固定卡子是否脱落。二、对各个断路器操作机构出现的问题进行排查。根据设备具体的运行情况，在查评和检修工作完成之后，对继电保护设备进行分类，对于一类设备，要保证其运行没有一点缺陷；对于二类设备，要求整体设备完好，允许存在部分缺陷，但不能对设备和人身安全存在威胁；对于三类设备，如果出现比较严重的问题，将会对系统的可靠性和安全性造成直接的影响。因此在检查和维护时，如果出现问题要及时进行处理，排除隐患，并做好故障维修记录为以后的检修工作提供一定的参考资料。

3.3提高继电保护装置的可靠性

在继电器的安全性运行管理中，要确保继电装置各项指标的计算是合理的、准确的，特别要注意是在计算继电保护装置运行的正确率时，也要将区外故障正确的动作包含其中。除此之外，提高继电保护装置的可靠性还要加强对继电保护辅助配套设施的管理。在继电保护和自动回路的进行过程中，主要使用继电保护辅助配套设施进行保护，此辅助设备会直接影响到对整个继电保护设备的运行，因此要重视对辅助设备的管理，使用各种有效方法保证其可靠性和安全性。

4结语

近些年来，继电保护和自动化装置在相关行业中越来越受关注，被广泛应用，但是如果不注重对其安全性和可靠性的管理，装置的故障所引起的事故，也会很容易造成无法弥补的损失[5]。继电保护及自动化设备的安全性是保证电网系统稳定运行的基础，因此，探究电力系统中继电保护和自动化设备的安全性意义重大。

参考文献：

[1]黄贤胜，宫春明，梁宏彦.电力系统继电保护装置的可靠性分析[J]．中国新技术新产品，2011，（3）

[2]王淑艳，王林，毛义.浅谈继电保护自动化中的装与检修[J].科技创新与应用，2012，（10）

[3]程岩.电力系统继电保护与自动化装置技术分析[J].黑龙江科学，2014（5）：251

[4]刘智香，常勇.刍议电力系统继电保护与自动化装里的可靠性[J]．中小企管理与科技（上旬刊），2011，（2）

[5]柳丽萍，徐珊珊，张卜元．电力系统继电保护的可靠性研究[J].长江大学学报（社会科学版），2011，（9）

[6]陈光灿.电力系统继电保护与自动化装置技术分析[J].科技致富向导，2011