继电保护在电力系统中的可靠性及风险分析张天冉

继电保护在电力系统中的可靠性及风险分析张天冉

张天冉

（国网山东省电力公司禹城市供电公司山东德州251200）

摘要：科学技术不断发展，电力系统也越来越完善。但目前继电保护在运行过程中仍不可避免地出现各种问题，这就要求相关的科技人员加大科研力度，攻破技术瓶颈，针对保护装置在电气运行过程中出现的问题及时提出行之有效的解决措施，这样才能保证继电保护运行的可靠性与安全性，进而保证整个电力系统的安全、稳定运行，才能确保人民安全用电，保障国家安全，保证人民利益。本文就针对继电保护在电力系统中的可靠性及风险进行分析。

关键词：继电保护；电力系统；可靠性；风险分析

1继电保护的可靠性

继电保护的可靠性继电保护的可靠性就是指当需要某些动作时其必定会实施动作，而不需要动作时则坚决不会实施动作，确保不会发生动作错误或拒绝动作的现象[1]。简单而言，其本质目的就是为了确保电力系统的正常运作，倘若处在保护区域内的电气设施的某些地方出现了问题，继电保护就是会马上传递出信号或警报，并自动跳闸，以便将故障点阻断，这也就是所谓的继电保护的可依赖性；倘若被保护范围内的电气设施没有出现问题，电气设施处在正常的工作状态，继电保护绝对不会在没有任何选择的情形下实施不正确的动作，这也就是所谓的继电保护的安全性。另外尽管导致继电保护系统中不正确的动作或拒绝动作出现的因素不一定是由于继电保护系统中潜在的某些小漏洞，可是研究继电器的可靠性也必须对继电保护系统本身存在的漏洞信息的统计，因为它会在很大程度上阻碍继电保护系统额定任务的顺利完成。所以，由于继电保护系统很容易发生不正确的动作、拒绝动作以及漏洞等，我们必须收集并整合那些漏洞信息，以便将其当作评估继电保护装置可靠性的一个层面，并进一步全方位地对其加以解析。目前对继电保护的可靠性进行测算的办法主要包括状态空间法、CO法、故障树法以及Markov模型法等[2]，而且不管是站在运行角度来预估短期风险，还是站在长期平均可靠性的角度来预估继电保护的风险，都必须分别站在后果及可能性两个层面来全方位、充分地预估可能发生的各类情况。

2继电保护装置运行过程中的问题

2.1母线差动保护问题

第一，母线差动保护动作正确率较低。近年，我国电力系统快速发展，各项公共设施发展不断完善。随着电力系统的发展，电和人的关系越来越密切，人们每天都要和电打交道，所以，人们对电力系统运行安全性与可靠性要求变高，对母线差动保护中的动作正确率要求也越来越高。从我国当前电网安全运行现状分析，母线差动保护的动作正确率只有95%左右，远远达不到人们的要求，正确率明显偏低。第二，母线保护装置故障率较高。在母线保护装置动作正确率偏低的情况下，也存在装置故障率偏高的问题。造成母线保护装置故障率偏高的原因主要有运行方式安排的不合理。运行过程中只注重正常运行，忽视了日常维护和对设备检修的问题；同时，操作人员没有经过正确的培训，盲目操作导致设备损坏等问题也较为普遍。第三，电流互感器的饱和问题，也会造成母线保护装置误动作。主要原因是因为保护逻辑不完善，保护装置没能判别出区外故障时电流互感器的饱和电流，误判为一般的故障电流，导致保护装置误动作。

2.2微机型保护问题

第一，随着微机保护装置的大量使用，其所需要的软件、硬件也会不断改进。在不断改进的过程中，也会出现大量软件修改不合理、不规范，软硬件不匹配的问题；第二，微机保护装置出现保护动作不正确的现象。微机保护装置动作正确率很高，但依旧存在保护动作不正确的现象，通过具体的数据分析发现，出现最频繁的就是保护误动和拒动，这两种现象的发生主要是与保护装置的质量出现问题、保护逻辑设计不合理、运行环境受电磁干扰等因素造成。

2.3断路器失灵问题

电网的安全运行问题是关系着广大人民群众用电安全的重大问题，所以，为了保证电网在运行过程中安全稳定，我国220kV及以上电压等级电网在投入使用时都会配备断路器失灵保护装置。但是断路器失灵保护装置在实际使用过程中，也会出现失灵保护误动作等现象，若此故障发生，会引起电网大面积停电，严重阻碍工业生产和人民的正常生活，所以应高度重视该问题的发生。

3提升继电保护可靠性的措施

3.1设置继电装置定值，改进保护装置维修工作

在电力系统继电保护装置运行的过程中，需要合理设置定值。因此，在继电保护中，定值的准确率提高电力系统运行的可靠性有较大的影响。定值的计算故障也需要专业技术水平高的人员计算，并且需要具备较高的责任心和义务感。在计算定值前，为了保证基础数据的准确率，要先绘制出系统的阻抗网络图，不同设备要对应不同的保护定值，所以，要在电气设备参数计算标准上加以计算，以确保继电保护定值计算数据的科学性。在计算的同时，为了避免上下级定值不配套而出现跳闸的问题，需要定期、及时检查上下级保护定值的配合情况。

3.2提高操作规范性

技术人员要根据实际情况和二次图纸及其保护原理等检查二次回路段子、信号吊牌等。在具体的工作中，设备调度的划分工作要严格按照相关规章制度进行，接到调度指令后才可进行调度操作，操作不可违规。此外，对于PT的检查维修，要派遣专业人士检查原件，确保线路和保护定值的一致性，为继电保护的正常运行打下坚实的基础。在检查的过程中，如果设备出现故障，要将可能引起误动的保护推到之前的位置，并告知相关人员到场维修。

3.3加大高新技术应用程度

在高新科技发展的推动下，电力行业迅速发展，特别是在硬件设施方面，其更新换代的频率越来越高，这为保证继电保护的可靠性打下了坚实的基础。我国对继电保护装置的研究也比较深入，吸收了国外先进理念和技术的精华，然后在其中融入网络技术、计算机技术和信息技术，将系统的动能扩充为多项。例如，远程终端检测装置的继承和监控系统的融合功能等。高新技术不仅带动了硬件的发展，还扩大了软件的应用范围。例如，继电器的连接不仅实现了多程性，还将之前较为烦琐的逻辑关系转变为简单的操作关系，提升了电力系统的可靠性。

3.4技术改造工作严格控制，保证继电保护合理运行

继电保护装置投产后，运行一段时间后需对其进行技术改造，在改造的过程中需严格按规范执行，确保技术改造的可行性和合理性。只有在改造的过程中严格控制，才能确保继电保护装置在运行过程中的安全性和合理性。对功能不全、缺陷较多、超期服役的继保装置进行技术改造，通过提前对继电保护装置进行检查与分析，可以很好地解决一些潜在隐患，保证继保装置在日后的工作中安全稳定地运行。如果出现电缆挂牌缺失、接线套管标识模糊、图纸与现场不符等现象，可以对相关的二次回路进行全面地检查，补全相应的标识，并绘制出与当前实际情况相符的图纸。这样，对继电保护装置及其二次回路进行全面的技术改造，从根本上避免由于保护装置及回路错误引起的保护误动和拒动。

结束语

社会快速发展，各行各业对于电力的依赖就像人对食物的需求一样，密不可分。在这种情况下，势必会促进电力行业的高速发展，也因为人们对于电力的需求量增大，对于用电质量已越来越关心，要求越来越高。但电力运行过程中的各种问题也越来越多地暴露出来了，较为普遍的就是继电保护的问题。在实际运行中，继电保护装置因为电气保护方式不恰当导致运行状态不稳定，特别容易出现保护装置安全性降低、继电器功能衰退、保护能力下降等问题。这些问题会导致整个电力系统崩溃，影响正常运行。因此，采用科学有效的措施来解决继电保护装置在工作中容易出现的问题，对整个电力系统以及电气设备的保护起到积极作用。

参考文献：

[1]刘紫南.继电保护动作评价分析及可靠性研究[D].华北电力大学，2015.

[2]张怀玉.继电保护可靠性及其风险评估研究[J].中国新通信，2015，23：98-99.

[3]刘丹阳，吕诚.加强继电保护可靠性完善自身风险评估[J].硅谷，2015，03：197+191.

[4]冯俊杰.继电保护风险及其可靠性分析[J].企业技术开发，2015，12：95+104.

[5]韩启华，李爱玲.继电保护系统的可靠性分析[J/OL].科技资讯，2015（18）.