继电保护可靠性及其风险评估研究俸立媛

继电保护可靠性及其风险评估研究俸立媛

俸立媛

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（广西桂东电力股份有限公司电力调度中心广西贺州市542800）

摘要：在电力系统运行的过程中，如果子系统测量结果与要求有一定的差距，则意味着系统存在故障，需要通过检测避免装置产生损害危险。该过程为继电保护系统的工作过程，所以继电保护需要保持一定的可靠性，才能及时完成电力系统故障的分析和处理，从而使电力系统风险降到最低。因此，相关人员还应加强继电保护可靠性及其风险评估研究，从而更好的推动电力事业的发展。本文就此展开了论述，以供参阅。

关键词：继电保护；可靠性；风险评估

引言

随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，社会各界对我国电力系统的安全性，特别是继电保护及其风险评估相关内容越来越关注。目前，国内电力系统的发展速度较快，对继电保护系统的功能性提出了更高的要求。如何在新的发展时期，增强继电保护系统的稳定性与可靠性，对其未来发展过程中可能存在的问题进行合理评估，成为了相关领域工作人员的工作重点之一。

1继电保护可靠性及其评价指标

1.1继电保护可靠性

继电保护可靠性是指当需要动作的时候其一定会发生动作，不需要动作时绝不执行动作，保证不会有拒绝动作和动作失误的情况出现。具体来说就是以保护电力系统正常运行为前提，一旦处于保护范围的电气设备某处发生故障，继电保护就会立即发出警报或信号，自动跳闸，切断故障点，即可依赖性；如果被保护区域内对象未发生故障，设备处于正常运行的状态，继电保护绝不在没有选择的情况下执行错误动作，即安全性。此外，虽然继电保护系统出现拒绝动作或错误动作的原因并不一定是因为系统当中存在一些小缺陷，但统计继电保护系统自身的缺陷信息也属于继电器可靠性的研究范畴，因为其会对继电保护系统额定任务的完成产生必然影响。为此，鉴于继电保护系统极易出现缺陷、拒绝动作和错误动作，所以要将这些缺陷数据搜集起来作为继电保护装置可靠性评价中的一个方面，对其进行全面深入的分析。当前阶段常用的计算继电保护可靠性的方法有GO法、Markov模型法、状态空间法以及故障树法等，且无论是从长期平均可靠性角度出发进行评估，还是从运行角度对短期风险进行预测，都需要分别从可能性与后果两方面对可能出现的各种状态做出充分、全面的评估。

1.2评估指标

继电保护可靠性指标是可靠性评估体系中的基本因素，大致可以分为以下几类：（1）概率表示。如可靠性的典型定义即表述为“一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定的条件下完成规定功能的概率”。（2）时间表示。如平均故障前时间MTTF。即从幵始使用到发生故障的平均时间；故障间平均时间MTBF等。（3）频率表示。如正确动作率，即在一定期限内被统计的可修复元件、设备或系统正确动作的次数与总动作次数之比。此外，建立继电保护可靠性指标的时候不仅要将继电保护装置自身功能考虑在内，还要将继电保护装置的特定应用条件以及环境条件反映出来。

2可靠性影响因素

在对继电保护的可靠性展开评估时，还要确定影响系统可靠性的因素。目前，影响继电保护可靠性的因素大致可以被划分为三类。首先，继电保护容易受到设备本身的影响。在继电保护系统中，同时存在主保护装置、后备保护装置、异常保护装置和辅助保护装置，各自拥有各自的保护范围和工作原理，难以确保各设备能够在面对不同故障时准确实现保护功能。其次，继电保护容易受到电磁干扰。在电力系统运行的过程中，继电保护装置需要同时于其他各种设备在同一电磁环境中工作，所以装置软硬件会受到周围电磁干扰，进而导致装置可靠性受到影响。最后，继电保护系统也会受到接地因素的影响[2]。目前，接地为防止系统、设备受到干扰的一种有效方法，尤其能够防止系统电路受到雷击干扰。未能较好的接地，则将导致干扰电压无法被消除，进而导致装置运行受到干扰。

3继电保护风险评估研究

（1）继电保护具备的风险可以分为两个方面：①可能发生损害的几率大小；②发生损害带来的程度，不同的风险不仅可以累积，同时也可以组合，因此在对继电保护展开风险评估工作时不仅仅能够对个体设备展开评估同时也可以对系统整体展开评估。（2）在继电保护系统中具备有四个方面的工作原则，即可靠性，及时性，灵活性以及选择性原则，其中选择性原则指的是电网一旦出现运行问题，可以对其展开及时的筛选。灵活性原则则是指故障发生之后可以在第一时间接收到故障信息并且做出相应的反应。及时性原则则是指故障发生后尽快进行处理，有效避免事故发生或者事故进一步扩大。可靠性原则则是指在电网运行中如果出现危险可以对其展开安全方面的保护，保证系统正常运行。（3）对继电保护系统的定值风险展开科学的设定。在电力系统中，继电保护是否可以维持正常运行状态一般通过对固定数值进行判断来展开相关判定，然而在对定值展开确定时，因为电网在实际运行中并不是一成不变的，那么这些数值也会发生一些变化，这样就会导致对数值进行确定时存在有一定的风险。一般情况下在对定值展开确定时有以下三种情况：①确定安全标准和定值存在不相符现象，导致继电保护装置功能不能得到发挥。②确定继电保护以及定值的选择性，需要比安全标准高，针对电网运行对跳闸现象展开分析，然后对电网运行中出现的问题展开进一步分析以及保护。③如果对电网运行安全造成危害，则需要对继电保护系统展开下一步的保护，避免安全隐患发生。

4继电保护可靠性的新进展

（1）全数字化保护系统可靠性。IEC61850标准的颁布、高速以太网交换技术的发展及非常规互感器技术的实用化使保护系统乃至电力系统逐步向全数字化、智能化方向发展。在全数字化保护系统中，非常规互感器的数字信号输出通过合并单元。以多播方式发布到过程总线，保护等智能电子装置从过程总线获取采样和控制信息。全数字化保护系统在具有一系列突出优点的同时，其可靠性问题受到普遍关注。与常规保护系统相比，全数字化保护系统在系统结构、构成元件及工作模式等方面都存在较大差异。建立全数字化保护系统的可靠性模型，对于系统的设计和运行具有重要意义。在传统保护系统中，更注重对保护系统总体可靠性的研究，而对于全数字化保护系统，由于其包含更多的电子装置，总体可靠性指标已不足以全面刻画系统的可靠性。（2）广域保护可靠性。在复杂大电网环境下，继电保护系统的可靠性研究已日益显得重要，其可靠性指标的确立和选取依据、可靠性评估所需要的基础数据的统计、评估方法、保护系统动态可靠性及风险研究等都还有待完善。特别在广域保护、全数字化保护等新原理、新技术模式下，由于继电保护装置及相关一次设备构成复杂化，保护可靠性研究需要涉及的因素多、评估难度大，如何有效分析保护系统的可靠性，是当前研究的重要方向。广域保护的可靠性研究主要面临以下几方面的新问题：第一，确定广域保护系统及其装置的可靠性指标、数学模型都还有待研究。第二，作为广域保护重要支撑技术的广域测量系统（WAMS）的可靠性值得思考。第三，当保护装置或保护系统及相关的通讯设备采用备用冗余设计时，该系统成为一个单元件或多元件备用系统，多元件备用系统的可靠性研究也值得关注。

结束语

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风险评估和可靠性评估模型，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]冯晓伟.继电保护可靠性及风险评估研究[J].环球市场，2017（6）：135.

[2]唐华力.继电保护可靠性及风险性评估研究[J].科技资讯，2017，15（25）：43~44.

[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.