電力系統(tǒng)繼電保護與自動化裝置的可靠性分析獲獎科研報告

電力系統(tǒng)繼電保護與自動化裝置的可靠性分析獲獎科研報告摘要：近年來，伴隨社會經(jīng)濟發(fā)展速度的加快，人們生活質(zhì)量水平顯著提高，在生產(chǎn)與生活中對電能的需求逐漸增加，使得電力系統(tǒng)的容量與供電范圍不得不改進并實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。另外，在風(fēng)能與太陽能等多種新型能源普遍應(yīng)用的同時，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性特征更加突出。通過對繼電保護與自動化裝置的合理化使用，可以實現(xiàn)電網(wǎng)安全運行。但為不斷增強電力系統(tǒng)安全性，仍要以繼電保護裝置為基礎(chǔ)創(chuàng)建新型評價機制。由此可見，深入研究并分析電力系統(tǒng)中繼電保護與自動化裝置的可靠性具有一定的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護；自動化裝置；可靠性

1繼電保護設(shè)備的運行特征

對于電力系統(tǒng)而言，常見的故障為短路、負(fù)荷量過大等。繼電保護裝置可以主動去搜索電力系統(tǒng)中的故障點，中斷與故障點連接的電力供應(yīng)，避免故障影響的擴大化。從實際情況來看，由于電力系統(tǒng)的特殊性質(zhì)，因而繼電保護設(shè)備需要長期保持運行狀態(tài)，否則就無法體現(xiàn)自身的作用價值，這無疑對于繼電保護設(shè)備的可靠性提出了較高的要求。繼電保護設(shè)備故障的主要原因在于設(shè)備及零部件老化問題，特殊的工作性質(zhì)與工作環(huán)境決定了其零部件的老化速度，尤其是絕緣零部件的老化頻率與情況最為嚴(yán)重，因而更換絕緣零部件的現(xiàn)象較為常見。繼電保護設(shè)備故障主要為誤動和拒動兩種，前者指的是繼電保護設(shè)備在自身因素與客觀因素的影響下，系統(tǒng)發(fā)出了錯誤的質(zhì)量，致使繼電保護設(shè)備錯誤運行；后者指的是在電力系統(tǒng)存在故障的情況下，繼電保護設(shè)備沒有主動去切斷與故障點相連的電力供應(yīng)，導(dǎo)致故障的擴大化，嚴(yán)重時還會致使區(qū)域內(nèi)的電力網(wǎng)絡(luò)癱瘓。從技術(shù)原理的角度來看，繼電保護裝置主要依靠監(jiān)控與自動控制功能為電力系統(tǒng)提供運行保障，其與電力系統(tǒng)之間存在著互相依存的關(guān)系。

2研究繼電保護設(shè)備可靠性的意義及價值

現(xiàn)階段，在城市化進度加快的背景下，我國的電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴大，電力系統(tǒng)的供電范圍及容量也會隨之?dāng)U大，這無疑對電力網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性提出了更高的要求。當(dāng)繼電保護設(shè)備存在故障問題時，整個電力系統(tǒng)的運行速度會隨之受阻，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致出現(xiàn)大范圍停電的現(xiàn)象。因此，加強關(guān)于繼電保護設(shè)備運行可靠性的研究就成為了保障社會用電的基礎(chǔ)任務(wù)。

3影響電力系統(tǒng)繼電保護與自動化裝置可靠性的常見因素

3.1環(huán)境因素

在繼電保護和自動化裝置處于運行狀態(tài)下，會因溫度不斷升高的影響，導(dǎo)致環(huán)境中的殘留物與雜質(zhì)漂浮起來，直接加快了繼電保護與自動化裝置老化速度，對系統(tǒng)性能產(chǎn)生了不利的影響。另外，系統(tǒng)插板以及電源插頭很容易受有害物質(zhì)影響而產(chǎn)生接觸不良的問題，不利于系統(tǒng)既有保護功能的充分發(fā)揮。

3.2整定值因素

對電力系統(tǒng)繼電保護以及自動化裝置可靠性產(chǎn)生影響的另一因素就是其各個部分整定值協(xié)調(diào)性差，集中表現(xiàn)在設(shè)計和安裝繼電保護和自動化裝置的過程中未展開系統(tǒng)計算，所以對提升系統(tǒng)可靠性造成了不利影響。

3.3操作因素

為確保電力系統(tǒng)運行的安全性，規(guī)范的電源操作十分關(guān)鍵。在系統(tǒng)運行狀態(tài)下，受電容儲量和電解容量減少的影響，導(dǎo)致故障發(fā)生的時候無法對電源進行切斷處理。另外，一旦酸性電池亦或蓄電池的電液不穩(wěn)定而引發(fā)問題但解決不及時，也會對系統(tǒng)可靠運行效果造成危害。

3.4質(zhì)量因素

第一，繼電保護和自動化裝置出廠投入使用前沒有接受檢測以及運作測試；第二，繼電保護和自動化裝置生產(chǎn)期間，廠家為減少生產(chǎn)成本的投入，對產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生了不利影響；第三，繼電保護裝置內(nèi)元件差異明顯，難以實現(xiàn)繼電保護和自動化裝置的協(xié)調(diào)運行。正是因為繼電保護和自動化裝置質(zhì)量不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，所以在投入實際運行期間會發(fā)生諸多故障。

4優(yōu)化電力系統(tǒng)繼電保護與自動化裝置可靠性的有效路徑

4.1優(yōu)化設(shè)計，使用硬件冗余

要提升繼電保護裝置的穩(wěn)定性，就必須充分利用硬件冗余，使系統(tǒng)的容錯技術(shù)得以實現(xiàn)。這樣一來，哪怕系統(tǒng)中的繼電保護裝置產(chǎn)生了差錯，電力系統(tǒng)也不會受到影響，因此保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。在設(shè)計硬件冗余的過程中，必須采用多數(shù)表計、并聯(lián)、備用切換等來提高設(shè)備的拒動性、穩(wěn)定性，并且展示出設(shè)備的差錯。最后，設(shè)計硬件冗余時還要分析繼電保護系統(tǒng)的狀況，使用更加合理的冗余方式，減少一部分保護裝置，降低成本。

4.2優(yōu)化繼電保護設(shè)備

為了提高電力系統(tǒng)繼電保護和自動化裝置的可靠性，需要在日常工作中重視對繼電保護設(shè)備的管理，并做好繼電保護設(shè)備的維護工作。具體要定期檢修和查評繼電保護設(shè)備，重點檢查繼電保護設(shè)備的名稱及元件標(biāo)識等信息，保證設(shè)備具有較好的靈活性。針對接電壓力較弱及被燒傷的問題，要對光字牌進行及時檢查，保證其完好性。排查斷路器結(jié)構(gòu)中存在的問題，有效的完成繼電保護設(shè)備查評工作，并與設(shè)備實際運行情況相結(jié)合，具體對其進行分類，針對設(shè)備無任何缺陷的情況，要保證其正常運行；對于零件中存在缺陷的情況，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)要保證故障不會觸及到人身安全；對于設(shè)備問題過于嚴(yán)重的情況，可能會對電力系統(tǒng)安全性帶來危害時，需要重點進行檢查和維修，并做好記錄，為后續(xù)檢修提供重要的參考。

4.3做好繼電保護裝置的維護工作

電力系統(tǒng)繼電保護和自動化裝置日常運行中，維護工作十分重要，通過做好繼電保護的維護工作，可以有效的提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。在具體維護工作中，需要定期檢查繼電保護中的自動化設(shè)備，具體要針對于二次設(shè)備標(biāo)志、設(shè)備名牌、繼電保護裝置開關(guān)、固定按鈕的靈活性、各接觸點情況、繼電保護光子牌或是指標(biāo)燈等進行檢查，確保其處于正常的狀態(tài)下。同時還要查詢電壓互感器和電流互感器的二次端子故障，并及時對各類故障進行排除。對繼電保護裝置中各類配線進行檢查，重點檢查固定線路卡子是否存在松動情況。詳細(xì)檢查隔離開關(guān)或是斷路器的各種操作機構(gòu)，保證操作的有效性。通過做好繼電保護裝置的維護工作，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并加以處理，可以保證繼電保護裝置正常的運行，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定和經(jīng)濟運行起到積極的作用。

4.4對繼電保護裝置的可靠性進行計算

在電力系統(tǒng)里，一旦繼電保護裝置在一定區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了故障，保護裝置不會產(chǎn)生拒動的現(xiàn)象。此外，另外的保護裝置在產(chǎn)生拒動保護時，也不會形成誤動。所以，這使得保護裝置更加安全、穩(wěn)定。為了達(dá)到這樣的目的，可以采用合理的方法對設(shè)備的可靠性進行計算，從而促使指標(biāo)更加準(zhǔn)確。在計算設(shè)備運行的正確性時，必須要先排除不正確的行為。在對繼電保護裝置進行配備的過程中，也要充分利用自動化控制回路，使得繼電保護裝置更加穩(wěn)定、安全、可靠。

4.5對計算機技術(shù)進行利用

采用先進的自動化裝置，能降低計算機運用的難度，也能對繼電保護系統(tǒng)起到保護作用。工作人員要利用一些軟件和硬件，提高繼電保護裝置的靈敏度，防止產(chǎn)生安全事故。一旦繼電保護裝置產(chǎn)生了故障，要借助計算機系統(tǒng)來進行分析、統(tǒng)計。同時采用先進的故障處理技術(shù)，對安全數(shù)據(jù)進行處理。待系統(tǒng)繼續(xù)運行之后，才能對其進行重新管理和使用。所以，計算機技術(shù)的合理應(yīng)用能保護整個電力系統(tǒng)的安全性。

結(jié)語

綜上所述，在社會生活與生產(chǎn)中，電力系統(tǒng)的重要性逐漸突顯出來。而繼電保護以及自動化裝置是電力系統(tǒng)的重要維護部分，為實現(xiàn)系