继电保护系统的可靠性及在电网中的应用探讨谢德付书庆

继电保护系统的可靠性及在电网中的应用探讨谢德付书庆

谢德付书庆

（国网新疆电力公司疆南供电公司新疆喀什844000）

摘要：继电保护系统是保障电网安全的第一道防线，其可靠运行对电力系统的安全稳定有着重要意义。针随着国民经济的发展，现代电力系统的运行效率不断提高，与此同时，运行的复杂性和不确定性也在增加。继电保护系统的某些故障或缺陷，在线路故障或者电网扰动较大时，可能会导致继电保护设备不正确动作，引起输送功率损失，甚至导致连锁故障，引起大范围停电的严重后果。基于此，本文主要对继电保护系统的可靠性及在电网中的应用进行了简要的分析，仅供参考。

关键词：继电保护系统；可靠性；电网应用

引言

电力系统是我国的支柱产业之一，随着电力技术的不断发展，电力系统得到了长足的发展，我国的电力系统努力建设智能化的电网系统，选择继电保护设备时要以可靠性和灵敏度作为首选指标，只有设备性能好才能保证变电站的运行正常，各个智能化设备才能满足变电站的实际工作需要。

1继电保护可靠性以及评估模型及求解

1.1继电保护可靠性

关于继电保护可靠性定义，我国的《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T.14285-2006的解释是“保护该动作时应动作，不该动作时不动作”，通常也称为不拒动且不误动。国外对继电保护可靠性研究主要围绕可依赖性和安全性。根据IEEE标准IEEE.Std..C37.2-2008，可依赖性是指保护或保护系统能够正确动作，也即当在其保护范围内发生故障时继电器能够发出跳闹信号；安全性是指保护或保护系统不会发生无选择性动作，也即当在被保护对象无故障、区外故障或异常运行时不会误动。

1.2继电保护可靠性评估模型及求解

解析法具体安装系统的结构、系统以及元件的功能与两者之间的逻辑关系，从而建立可靠性的概率模型，利用递推或者是迭代等过程进行精确求解模型，进一步计算出系统可靠性的指标。其主要优点为物理概念比较清晰，模型精准度高，其缺点主要是计算量随系统的规模增长从而急剧的增大。二模拟法主要是用对概率分布采样完成状态的选择以及估计，主要是通过统计学手段完成可靠性的指标，包含蒙特卡罗模拟法等。模拟法非常的直观，同时其具有明显的统计性质，并且计算时间以及精度紧密相连。

现阶段解析法在保护可靠性评估中得到了普遍的应用，其中故障树法主要以系统故障模式为出发点，通过瞬间照相手段完成演绎推理，一般需要先求出最小割集，然后利用最小割集的概率计算得出系统顶事件的概率。Markov模型法首先定义保护系统的状态，并根据系统的实际运行情况画出状态转移空间图，基于状态转移空间图，建立状态转移密度矩阵，进而形成状态转移概率矩阵，求解状态转移密度矩阵和状态转移概率矩阵的线性方程，即可计算出系统各状态的平稳概率。

此外，在建立继电保护可靠性模型时，还应考虑继电保护的隐性故障，提高可靠性模型的准确性。

2继电保护系统在电网中的应用分析

2.1电力系统中继电保护的配置

2.1.1线路继电保护的配置

在110kV电网当中，输电线路一般为中性点的直接接地，若线路属于单侧的电源接线，在继电保护配置的过程中，通过阶段式相电流以及零序电流所构成的保护；若线路作为双侧的电源接线，通过零序电流的保护、阶段式相间以及接地距离的保护。

2.1.2母线继电保护配置

在110kV电流进行输送的过程中，在接母线的过程中，须有具有一定的母线保护，如果需要切除发生在母线上出现的故障时，必需接相应的母线保护。对于已经装有母线保护的接电线，为了使母线保护可以正常工作，必需接入灵敏系数优异的变压器，从而完成母线的后备的保护。

2.1.3变压器继电保护配置

电网系统当中，变压器占据着非常关键的位置，是将生产电力转变为民用电力的主要环节。所以，必需做好变压器的继电保护工作。通常而言，变压器必需安装零序电路保护、电力快速切断保护、过电流保护以及过电压保护等继电保护装置。

2.2明确配电网可靠性指标

一般而言，配电网的可靠性指标由系统平均通电频率指标（SAIFI）用户平均停电频率指标（CAIFI）平均供电可用率指标（ASAI）。系统平均通电频率指标（SAIFI）主要反映的是供电网络中用户在单位时间内遇到的平均停电次数；用户平均停电频率指标（CAIFI）主要反映的是用户在一个供电年度遇到的平均停电次数；平均供电可用率指标（ASAI）主要反映的是实际供电总时间与要求供电时间的比。

3电力系统继电保护自动化地发展

国内外的很多的科研单位，对电力系统及其相关产品制造商投入大量科研力量，已开发出多种新型继电保护测试装置，通过使用计算机实现实时仿真，自动测试等先进技术，数字继电保护测试仪已成为电力系统地生产，调试运行和科研部门等不可或缺地设备。随着计算机，数字仿真和微电子技术地发展，数字瞬态测试系统发展迅速，其发展方向大致可分为以下两类：强大地方向，实时模拟；在光和便携，专用系统开发地方向。

新型继电保护装置，特别是数字式保护和安全自动装置得到广泛地推广应用。在这些器件地检测过程中，逐渐放弃传统地测试方法，并引入新地测试方法，涉及计算机自动测试，数字仿真，微电子等先进技术，大功率器件型微机继电保护测试装置已成为必不可少地到继电保护测试领域。常规变电站二次系统主要由继电保护，现场监控，远程设备，波记录设备等组成。在实际应用中，通过继电保护，远程现场监测，测量，波形记录等功能劳动，相应已确认保护屏，控制面板，波形记录屏，屏幕中心信号等。每个设备，如变压器，电容器组等都与屏幕相关，因此，每个设备地次级电路地电流变压器，都需要到屏幕，分别。同样，跳线，断路器地合闸操作，也需要连接到屏幕等自动设备屏幕。此外，对于相同地设备，以及各个次级设备（屏幕）之间地对应，在保护和遥控设备之间存在许多连接。由于设备安装在不同地位置，而且变电站内地电缆很复杂。因此，常规变电站存在以下问题：复杂地布线，易发生故障，安全，可靠性低。电力质量难以控制，系统调度难以随时掌握系统运行情况，事故不能及时处理。覆盖大型设备区域。设备结构复杂，不自动检测隐藏故障，维护工作量大。操作人员值班地需求量大。

变电站综合自动化把变电站二次设备（包括测量仪表，信号系统，继电保护，自动设备和远程设备等）地功能组合优化设计，采用先进地计算机技术，通信技术，信号处理技术和网络技术，为整个变电站地主要设备和运输，配电电路地自动监测、测量，自动控制和继电保护使得通信和计算机网络实现电力系统地统一控制。

结束语

总而言之，继电保护是保障电网安全稳定运行关键所在，其存在拒动和误动的风险。因此，需要建立科学和全面的继电保护可靠性评估模型，从设备、技术、管理等方面对继电保护系统进行整体及细节的提升，进一步加强保护可靠性及运行水平，保障电网安全可靠运行的作用。

参考文献：

[1]郭凯，崔换君，康凯，刘际成.继电保护系统的可靠性分析及在电网中的应用探讨[J].现代工业经济和信息化，2016，（04）：76-77+88.

[2]滕霞.继电保护系统的可靠性分析及在电网中的应用[J].黑龙江科学，2015，（11）：31+47.

[3]刘铝.继电保护系统的可靠性及在电网中的应用探讨[J].企业技术开发，2014，（20）：51-52.

[4]闫峰，李晓龙.继电保护系统的可靠性分析及在电网中的应用[J].黑龙江科技信息，2013，（30）：106.

[5]朱立峰.继电保护系统的可靠性分析及其在电网中的应用[J].机电信息，2011，（24）：60-61.