电力系统继电保护配置方案及其可靠性分析张鸿翼万新强赖勇

电力系统继电保护配置方案及其可靠性分析张鸿翼万新强赖勇

张鸿翼万新强赖勇

（国网宿迁供电公司江苏宿迁223800）

摘要：目前，大型电力设备逐渐广泛应用于我国电力系统中，电力设备的运行稳定性与我们的生活息息相关。随着我国科学技术水平的不断提升，电力系统继电保护技术应用于电力系统中发挥了巨大的经济效益。本文对继电保护可靠性评估及分析的基本内容和研究现状、可靠性指标及影响继电保护可靠性的因素和不同继电保护配置方案的可靠性评估及分析模型等方面进行分析，希望为以后的具体工作起到实际的参考作用。

关键词:电力系统；继电保护；可靠性

中图分类号:TM77文献标志码：B

1、继电保护的配置原则

1.1、要根据保护对象的故障特征来配置

用于继电保护状态判别的故障量，通常取自电力元件的电流和所在母线的电压以及由这些量演绎出来的其他量，如功率、序相量、阻抗、频率等，从而构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差动保护等。

1.2、根据保护对象的电压等级和重要性

不同电压等级电网的保护配置要求不同。在高压电网中由于系统稳定对故障切除时间要求比较高，往往强调主保护，淡化后备保护。对电压等级低的系统则可以采用远后备方式，在故障设备本身的保护装置无法正确动作时相邻设备的保护装置延时跳闸。

1.3、在满足安全可靠性的前提下要尽量简化二次回路

复杂的二次回路可能导致保护装置不能正确感受系统的实际工作状态而不正确动作。因此在选择保护装置时，尽量简化接线。

1.4、要注意相邻设备保护装置的死区问题

在设计时要合理分配的电流互感器绕组，2个设备的保护范围要有交叉。同时对断路器和电流互感器之间的发生的故障要考虑死区保护。

2、继电保护可靠性指标及影响继电保护可靠性的因素

2.1、继电保护可靠性指标

采用继电保护可靠性指标可以较为方便快捷地对继电系统的可靠性进行评估和分析，具有一定的现实意义。继电保护可靠性指标主要包括概率、持续时间、频率和期望值指标等。概率很难通过实验准确得到，在电力系统继电保护可靠性评估和分析过程中往往采用多次实验的平均频率指作为事件的概率值。继电保护概率可靠性指标主要包括可靠度、不可靠度、可用度、不可用度、失效率、修复率等；继电保护持续时间可靠性指标主要包括电力系统平均无故障时间、电力系统平均修复时间等；继电系统期望值可靠性指标主要是指继电保护系统在相应时间段内发生故障的期望次数值。

2.2、系统自身软硬件装置影响

继电保护系统的原理在本质上是一样的，都是由电子设备和软件系统结合而成，电力系统中软件系统和硬件系统运行原理不同，任何一方出现问题，都会降低电力系统的稳定性；电子设备的老化程度以及损坏程度会影响保护装置的运行，因此电子设备老化过程中同样会影响到继电保护系统的可靠性。目前，我国电力系统中多采用数字化继电保护装置，装置硬件本身十分简单，但其内部增设了很多其他功能的元器件，对系统本身的运行产生了很大影响。对于保护系统来说，硬件所起的作用仅是提供了一个平台，真正发挥保护功能的则是软件系统；软件系统的运行可靠性较高，一般不会受外部环境的干扰，因此更能满足系统测试要求。

2.3、一次设备影响

一次设备是电力系统中用于直接生产电能或使用电能的装置，如发电机组和各类用电设备。大型电网中一次设备元件较多，若将所有一次设备进行考虑，则会由于元件数量过多而增加可靠性分析的难度，因此本文选取部分继电保护系统和对应的设备进行分析，将计算量和计算难度控制在一定范围内，同时提升可靠性评价的精确度。目前，在对继电保护系统进行可靠性分析时，应将对一次设备的影响进行分析；系统硬件、软硬件结合所提供的模型存在很大缺陷，继电保护系统与一次设备之间的差异性不可忽略，加强对这一领域的研究十分必要。继电保护系统对电力系统的可靠性作用主要是通过一次设备实现的，而在实践中却经常出现如下问题：对不同的一次设备而言，继电保护系统的耦合性和相邻继电保护系统之间的配合存在很大不同，这种差异性会导致每次的测试数据呈现不同的变化；继电保护系统是否可正确的、有效的反应一次设备误动（拒动），并在系统正确运行状态下实现执行输出将直接影响电力系统运行的可靠性。

2.4、二次回路影响

二次回路是相对于一次设备而言的，主要是由开关控制装置、测量回路、信号回路、断路器以及其他测量仪器等组成的，属于低压回路。二次回路中的线路绝缘失效、线路裸露、线接地以及元件接触不良等问题一旦出现，就会影响继电保护系统动作发生的准确性。为避免二次回路的影响，可对其进行保护升级处理，如引入数字化技术，增强二次回路的自我检测能力，一定程度上抵消了元件故障的干扰，增强了继电保护系统的稳定性。

3、提高电力系统继电保护可靠性的完善措施

3.1、重视验收

电力企业技术人员、运行人员、保护人员及管理人员都应积极参与安装继电保护装置过程中，严格检查和监督装置验收过程，综合继电保护装置安装的实际进度，进行阶段性的验收工作。与此同时，应及时分析和掌握影响继电保护装置正常运行的各类因素，并及时排除隐患，有效保证继电保护装置在电力系统运行中的安全性和可靠性。

3.2、定期检查二次回路与继电保护装置

针对电力系统中的安全问题应及时防范，最大限度排除系统运行中的不利因素，定期进行二次回路和继电保护装置的检查，主要包括继电保护装置开关、指示灯、按钮、压板位置及警报铃等的检查。主要检查三个方面的问题:应检查继电保护装置的开关和按钮的状态是否正常；继电保护装置在出现故障时警报铃是否处于正常运行状态；应检查继电保护装置警报铃和指示灯是否出现指示错误的现象。

3.3、先进技术的引进

电力企业管理人员应根据电力系统的相关标准，充分发挥电力企业在资金和技术上的优势，积极引进新技术、新设备和新工艺，努力实现继电保护与配网自动化系统、状态检修系统、MIS系统、调度自动化系统的有机融合，在避免继电保护装置质量问题的同时，为继电保护装置的安全稳定运行提供强有力的技术支撑。

3.4、提高继电保护的可靠性

在制造或选购保护装置的过程中，要对其质量管理进行严格把关，以保证保护装置中各元器件的良好质量。在选用元器件时，要将元器件的使用寿命与故障率进行综合比较，禁止选择不合格的劣质元件；在设计晶体管保护装置时，应当将其安装在与高压室隔离的房间，避免由于高压大电流、切合闻操作电弧以及短路故障等因素引起继电保护装置发生故障。

在电力系统的运行过程中，为了保证在发生故障时继电保护装置能及时有效的进行选择性动作，避免无选择性动作的发生，在设计和制作继电保护装置过程中，应全面考虑元器件的配合及整定计算，进而提高继电保护的可靠性。在此基础上，应在变电站配置‘BZT装置”，即为备用电源自动投人装置，杜绝二次事故的发生。

4、结束语

综上所述，电力系统继电保护技术逐渐广泛应用于我国电力系统中，显著降低了电力系统的故障发生率，提高了电力系统的运行稳定性，为我国电力系统的快速发展做出了巨大的贡献。电力系统管理人员应该结合日常工作实践，不断将最新的研究成果融入电力系统继电保护过程中，提高电力系统继电保护技术的可靠性，使继电保护技术在电力系统中发挥更重要的应用价值。

参考文献

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