数字继电保护装置可靠性研究

王雪　刘飞

【摘要】随着我国电网改造技术和速度的加快，电网的稳定性有了较好的提高，然而，继电保护设备作为电网中的重要组成部分，对电网的稳定运行发挥着重要的作用，其中继电保护装置的可靠性是运行维护人员需要急切解决的问题，对继电保护可靠性的研究对于开发新的保护原理与配置方案、为保护系统设计及运行提供参考依据具有重要意义。为此，本文将从继电保护的可靠性入手，针对如何加强继电保护的可靠性应采取的相应措施进行了研究。

【关键词】继电保护装置、可靠性分析、措施

【中图分类号】F407.61 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0061-01

数字继电保护装置因其灵活、可靠、经济等优点正逐步取代传统的保护装置而被广泛地应用于电力系统中，担负着保证电力系统安全可靠运行的重要任务，因此，有必要对其可靠性进行定量的评估和系统的研究分析。但由于数字继电保护装置可靠性涉及的因素较多，评估难度较大，所以到现在为止还没有成熟通用的方法来定量分析数字继电保护装置的可靠性。

1、继电保护装置的可靠性分析

1.1继电保护装置可靠性的含义分析

继电保护作为电力系统安全运行的重要保障，在电力系统发生故障时因其及时有效的保护行业使电力企业及用户免受损失；所以继电保护的可靠性是指保护装置在预定时间内、在规定条件下完成规定功能的能力。一般要求继电保护装置满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性要求，能在电网发生故障时陕速、可靠地动作，有效遏制系统状态进一步恶化，起到保障电网安全的作用。关于传统继电保护装置可靠性的研究已经有很多，随着微机保护的发展，微机继电保护装置逐渐取代了传统继电保护装置，针对微机保护的特点运用马尔科夫理论建立其状态空间模型，准确全面评估微机保护装置的可靠性指标。

1.2影响继电保护装置可靠性的因素分析

继电器通过断路器选择性的切除故障，它能够在线监控所保护的区域中电力系统的运行，及时的发现故障，针对故障类型发出相应的报警信息，指导相关的工作人员第一时间切除故障，恢复系统的正常运行。在实际操作过程中，有很多因素会影响到继电保护装置的正常工作，主要有如下几种：

（一）继电保护装置中硬件因素继电保护装置、二次回路、继电保护辅助装置、装置的通信、通道及接口、断路器。这些重要元件作为继电保护可靠性的保障，元件的质量还会影响到主接线的可靠性，所以要想达到系统保护的可靠性，则需要确保继电保护硬件的可靠性和质量达到相关的要求。同时继电保护装置的合理装配是基础，只有保证了起关键作用的模块具有稳定的性能，才能保证继保的高可靠性。例如：在继保装置中，如果发现交流电压的切换箱或者是三相操作继电器箱存在故障，就很可能会引起整个继电装置的误动作。尤其要注意的是，保护装置的通信接口很容易出现通信阻断的情况，一旦通信不畅，就会直接造成机电保护装置的异常运行。

（二）客观环境因素的影响继电保护装置在长时间的运行时，很多部件会受到客观环境因素的破坏，导致其各项功能受到影响。比如：如果在装置周围的环境中存在有含量较重的有害气体或者空气的湿度较大，就会造成电路板的氧化，引起保护装置的快速老化和腐蚀，使得装置接触不良，继电保护装置也会失去相应的保护功能，所以在使用过程中，要关注继电保护装置周围的环境。

（三）继电保护装置系统的软件因素的影响软件编写不正确经常会引起继电保护装置的误动作，造成电力系统事故，目前影响微机保护软件可靠性的因素有：需求分析定义不够准确、编码过程编码有误、测试时没有按照规范进行、定值输入错误及软件结构设计失误等。

（四）主观人为因素的影。影响继电保护可靠性的人为因素不仅涉及到运行部分的继电保护人员和运行值班人员，还应包括安装人员及运行人员。继电保护装置的可靠性依赖于工作维护人员的责任心和专业知识。如果安装人员对相关知识不熟悉，经验不足，没有按照设计的要求进行正确接线，或者是接线工作人员在操作中接错极性以及检修工作人员的不正当操作等，都会导致继电保护装置不可靠性事故的发生，所以不能忽略。

2、提高继电保护装置的有效措施和方法

投入运行后的继电保护装置，会受到复杂运行环境的影响，其性能和各种运行状态不可能完全能够被预测继电保护的，因此，这时就需要制定相应的预防措施，减少隐患的发生，提高继电保护的可靠性。

2.1加强质量的管理

继电保护装置中的各元器件的质量对继电保护的可靠性有着重要的影响，各元器件的故障率及寿命直接影响着继电保护的可靠性，所以在对各元器件选择时要把好质量关。具体有：首先在保护装置投入运行前应严格把守验收关，对保护装置性能和回路进行详细检查，往往可以查找出许多安全隐患。若发现有设计缺陷，可通过验收检查部门及时提出，并向设计人员提出修改意见。其次在系统设备改造中，对继电保护调试工作结束时，变电站工作人员应该参与继电保护工作人员的二次验收工作，避免出现运行人员缺乏对设备的深入了解的尴尬局面，保证运行人员有能力及时处理设备的细小故障。另外，在选购继电保护装置时，也要严格进行质量管理，选择制造口碑好，产品过硬的厂商，不能仅仅考虑经济因素而选择价格低、质量得不到保证的产品。买回来的装置也要经过严格的检验，对于那些故障率高、寿命短的元器件，要严禁入库。

2.2对冗余设计进行优化

通过冗余设计优化使保护装置满足可靠性指标，达到减量增效的目的，实现投资额最小化。通过重复、多数表决、备用切换等硬件冗余设计，可以显著改善可用度、拒动率等可靠性指标，提高系统可靠性。具体有，在对继电保护装置进行设计安装和调试时，要尽量减小晶体管受干扰源的影响。在设计时，要切断干扰的耦合途径，设置必要的隔离变压器和滤波器，加设接地电容，在输入输出回路上采用屏蔽电缆等。由于各种设计方法都有一定的优点和局限，因此，要根据继电保护实际情况，进行合理分析，做出最优选择。

2.3加强继电保护装置技术改造工作

随着科技不断发展，电子技术、通讯技术、计算机技术以及信号处理技术为继电保护提供了良好的技术支持，应充分依靠新技术，提高继电保护技术，不断提高保护系统性能。并及时更新保护校验设备，完善供电网络建设。在不影响正常安全生产的情况下，确保各回路均有足够保护整定时间，使保护装置校验做到应校必校，不漏项，不简化。为快速隔离故障.恢复供电，可以考虑结合配电自动化系统的建设，继电保护与自动化系统相互配合使用，逐步完善电力系统的网络建设和技术设施。

2.4加强日常监管，提高故障处理的能力

为了提高继电保护装置的可靠性，对保护装置需要进行及时的检查，检查各连接点的紧固性，把各连接点的紧固性作为预防事故发生的重点来进行落实。及时发现继电保护装置的异常或存在缺陷的部位，并做好相关的记录，对于那些容易引起误动的保护要及时将其退出口压板，认真分析并且查明原因之后再恢复其状态。另外需要对各专业人员的职业素质进行培训，由于继电保护整定计算是一项严谨细致的工作，需要相关工作人员有较强的责任心和职业道德。

结束语：

继电保护的可靠性研究是保护电网安全的重要课题，继电保护装置有其自身的运行特点，所以需要对其进行定期的检查和维护，及时发现影响可靠性的因素。因此，我们要慎重地对待保护的每一个环节，从设计、购置元器件、检测、维护各个方面做足工作，才能充分发挥继电保护对电力系统的保护作用。

参考文献：

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