继电保护系统对一次设备可靠性的影响研究

继电保护系统对一次设备可靠性的影响研究

薄艳云 王辉

内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔电业局乌拉特前旗供电分局

内蒙古巴彦淖尔市 015000

摘要：目前的继电保护可靠性研究主要是评估继电保护系统本身的可靠性,基本上没有定量分析继电保护对一次设备可靠性影响,在大电网可靠性评估中有必要定量计算继电保护对一次设备可靠性影响。建立了一种评估继电保护系统对一次设备可靠性影响的马尔科夫模型,得到继电保护系统对一次设备的整体不可用度的贡献量,并对部分可靠性参数进行了灵敏度分析,为进一步准确评估大电网可靠性的影响提供了参考。

【关键词】继电保护；一次设备；可靠性

引言

        继电保护系统的可靠性对电力系统而言非常重要，因为它完成继电保护作用是根据元件中电气量的骤变。最近几年，由于对一次设备的管理出现较大的疏忽，致使继电保护系统屡屡发生问题。一旦电网的供电系统出现故障，导致大范围的停水停电，那么势必会对社会经济以及人们的生活生产带来极大的不便，造成严重的影响。为了减少此类事情的发生，就需要分析继电保护系统对一次设备可靠性的影响，并加强这种可靠性，以确保电力系统安全、正常的运行。

一、继电保护系统发展历程

        电力系统的发展趋势使得熟悉的继电保护技术逐步形成并完善发展。短路为继电保护技术产生的根本性原因，为电力系统无法避免的客观存在的问题。尤其当不断增大电流量，随之发生短路的可能性也增大。在电力初期应用时，为了能够进一步做好短路引发的烧断发电机问题，电力人员常在供电线路中放置串联的熔断器，因此在电流异常时，可使得熔断器首先熔断，进而保护发电机组。此种装置具有容易操作、简单的优点，此种保护方法常应用在简单的电力设备及低压线路应用中。但是，电力系统的不断发展促进了电力规模的扩大，同时也更加复杂化、精细化了线路的连接方法，熔断器此种保护方法逐渐满足不了日益精细化的电力系统，由此而发明了继电器，从而走上了电气保护系统的道路。感性电流继电器在1901年出现，保护原件两端电流差动保护原理在1908年提出，方向性电流保护的推广在1901年。历经十多年的发展，于1920年，随着新技术及材料等关联学科的迅速发展，进一步完善了继电保护系统，并且从工艺、结构、形式等方面入手，逐渐进入静态继电保护、数字式、继电式此三个阶段。特别在20世纪的50年代初，晶体管技术逐渐成熟，出现了晶体管继电保护装置，其具体积小、无触电、无机转保护装置等优点，在继电保护装置应用中得到大力应用。而于20世纪80年代后期，逐步过度到集成化电路式装置，继电保护装置主要为静态继电保护装置，直到20世纪90年代后期，我国大规模应用综合性自动化设备在建变电站时，其将测量测绘、控制面板、数据通信、保护机制综合，促进了我国继电保护技术发展。

二 电力系统继电保护的要求

        电力系统使从发电到用电的一系列过程融为一体，其本身具有高度的复杂度和耦合度，要想保证其可靠稳定运行具有一定的难度。一套先进的继电保护系统应具备以下几个特征：一是可靠性。继电保护由多个电力电子元器件组合设计而成，每一个器件都具有不可替代的作用，只要其中一个器件出现误动或损坏，整个继电保护装置将无法工作。二是灵敏性。继电保护系统在复杂的电路中，需要准确区分多种电路故障并实现自动动作，无论是哪种类型，只要达到动作条件，都应该快速而准确地进行动作，要求具有很高的灵敏性。三是选择性。为了保证电力系统故障影响范围的最小化，一般会设置主保护和后备保护等类型的继电保护环节，它们是在特定条件下进行选择性动作的，例如后备保护只能在主保护失效的前提下才能动作，以合理控制故障影响的扩散。四是快速性。电力系统中的电能传输和能量交换是十分迅速的，在故障条件下，一些设备会在瞬间烧坏，造成严重经济损失，因此继电保护装置必须快速动作，避免严重事故的发生。

三继电保护系统对一次设备可靠性的影响分析

        在火力发电厂的经营发展工作中，因为系统长时间或者超负荷的运行，在这样的情况下就会严重降低一次设备的可靠性。随着供电量的日益增多和继电保护系统运行压力日益增大，进而严重降低一次设备的可靠性，此类问题日益突出，由此导致不同程度的安全事故时有发生，对人力、物力、财力造成巨大的损耗，同时对电力系统的安全稳定运行也会造成很大限制。因此，当前相关部门日益关注继电保护系统对一次设备可靠性的影响，并深入分析相应的影响因素，以此为基准提出和落实相对应的解决对策，进而确保火力发电厂能够安全稳定的生产。

3.1 继电保护系统本身对一次设备可靠性的影响

        在当前的火力发电厂运行过程中，相关部门日益关注继电保护系统本身的运行情况，并在实践的过程中对其进行不断的实验研究和论证，但是从具体情况来看，研究和实验的重点并没有体现，在一次设备上对于继电保护系统本身的可靠性也缺少应有的研究，对于一次设备的研究更是少之又少，由此导致一次设备的可靠性也受到很大的影响。针对一次设备来说，不同设备所呈现出的性能和作用也有着很大的差异性，一次设备的可靠性对于电网安全稳定运行有着关键的影响。因为继电保护系统自身涉及多方面组成要素，有很多的组合和不同的模式，如果其中一个出现问题，就会导致一次设备无法有序运行，不能安全可靠的操作，因此对其可靠性造成严重降低。继电保护系统在对其进行测量的过程中，也会出现很大程度的数据误差，造成十分严重的负面影响。

3.2继电保护装置硬件对一次设备可靠性的影响

        　通常情况下，针对继电保护装置硬件而言，主要包括两部分内容，分别是板卡和系统软件，如果继电保护装置运行时间超过既定的标准，极有可能导致装置老化问题十分严重，而这样的情况对继电保护装置功能会造成严重影响，无法体现其原本的功能性，由此严重影响到一次设备安全稳定运行。除此之外，当前日益广泛的应用数字化的保护装置，但是由于它的输入和输出端口比较多，这样的情况也会在很大程度上影响到一次设备性能的稳定性和可靠性。

3.3继电保护装置软件对于一次设备可靠性的影响

        　继电保护装置软件是确保继电保护装置稳定运行的基本条件，通过装置软件也能够更有效的保护好一次设备运行质量，体现出可靠性的运行效果。但是在应用继电保护装置软件来确保一次设备平稳运行的时候，因为软件本身受到一系列相关因素的影响，存在一定的不稳定性，由此也会导致一次设备的可靠性受到影响。

3.4二次回路对于一次设备可靠性的影响

        在继电保护系统中，二次回路是十分关键的内容，在二次回路的运行环节可能存在比较典型的老化、线路受损、相关元件接触不良或者松动等相关方面的问题，而这类情况都会严重影响一次设备的可靠性。在数字化继电保护装置中通过网络通讯系统来进行操作，并呈现出应有的监控能力。但是，互感器存在故障时，继电保护装置会在第一时间进行预警，通过这样的方法来保证一次设备的可靠性。

参考文献：

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