电力系统继电保护运行的可靠性研究

郭锦江

摘 要：电力系统继电保护是由各种继电保护装置与继电保护技术组成的继电保护系统。作为维护电力系统正常运行的基础，电力系统继电保护与人们的生产生活息息相关。文章就是以电力系统继电保护为对象，针对其原理及特征，分析了影响可靠性的各种因素，并针对这种因素制定保证可靠性的有效措施。

关键词：电力系统；继电保护；可靠性

1 电力系统继电保护的原理及特征

测量、逻辑、执行三部分组成了电力系统的继电保护。对继电保护进行测量需要输入的有关物理量，它是测量部分的主要作用，然后执行部分主要是根据逻辑部分传来的相关信号，对装置进行保护；逻辑部分的作用是传递有关命令给执行元件，以测量部分输出量的性质、大小、输出的逻辑状态等为标准；将其和设置的整体值作比较，分析有没有启动保护。继电保护根据自身的工作性质，与通常类的机电或电子设备相比，表现出了自己的特点：

（1）故障出现位置较多。继电器的元件种类繁多，在生产工艺上也相对复杂，所以，故障的随机性也增多，产生较多的因素进而影响其可靠性运行。（2）工作状态。由于只有在电力系统发生故障时，电力系统的继电保护才要求继电器动保护电力系统，但是如果工作在不正常状态，会导致极其严重的后果。（3）继电保护之间相互配合功能强。电力系统中，电力系统继电保护系统是由各式各样的继电保护装置组成，为了确保电力系统运行的可靠行及稳定性，这就需要他们相互之间配合。而进一步研究电力系统的应用，不仅需要在研究保护装置配合的同时时，判断其功能是否稳定、可靠是否满足使用的需求，还要进一步研究继电保护装置的可靠性。

当电力系统在运行时出现问题，会有以下基本特征：阻抗会测量出不同的数值；电流增加的同时电压减少；电流与电压的相对位角也会改变。如果两相或者单相接地发生短路，这就会导致负序电压和负序电流出现分量，如果是单相接地，则会使零序或者负序电流和电压产生分量。当出现不对称短路时，也会出现相序分量，继电保护装置正常运行时，也就是说上述这些都是异常现象，应当是不会出现上述情况的。因此，為了能够组成各种各样的继电保护装置，可以对继电装置出现故障时的各种变化进行分析。

2 影响电力系统继电保护可靠性的因素

2.1 继电保护软件因素

随着社会发展，科学技术不断进步，如果在设计软件过程中出现失误则可能会导致继电保护出现问题，因此这就使得微机软件在继电保护中获得全面应用。

2.2 继电保护硬件因素

2.2.1 继电保护装置。电力系统继电保护中与继电保护可靠性有关的模块有：数字量输入模块，模拟量输入模块，电源供应模块，数字量输出模块，中央处理模块五大模块。

2.2.2 二次回路。由于继电保护硬件而产生的问题中，二次回路产生的问题占了很大的一部分，其中导致其问题发生的原因大多是由于绝缘老化使得导线裸露进而接地产生各种问题。

2.2.3 继电保护辅助装置。电力系统继电保护的辅助装置包括分相操作继电器箱、交流电压切换箱及三相操作继电器箱等，这些装置在电力系统中拥有不可或缺的位置。

2.2.4 继电保护装置的接口、通道及通信。机电系统微波的通信接口、纵联差动保护的光纤、高频保护的收发信机等装置极易影响继电保护装置，进而使其发出错误动作，发生通信阻断故障。

2.2.5 断路器。断路器对电网的正常运行有着重要的意义，作为保护电网的重要基础性设备之一，其安全稳定的运行不仅可以控制和保护电网安全运行，同时也会影响继电保护的可靠性，进而使继电保护产生错误动作。

2.3 环境因素

继电保护装置在运行的过程中容易受到很多因素的影响，这类元件的精密度相当高，例如周围环境的湿度、周围环境的温度、其他的冲击、周围环境的电磁干扰、振动、空气中的粉尘等等。

2.4 人为因素

继电保护是否可靠是由相关人员的安全意识、基本技能以及其责任心等决定的，在进行继电保护装置的安装过程中，这也就决定了整个电力系统能否正常运行，以下几种因素都可能导致继电保护的运行不可靠：接线时没有按照相关技术规定进行，导致出现错误；相关人员操作时出现错误；进行继电保护的接线时，极性接反等。

2.5 由制造厂家而产生的技术干扰

由于继电装置决定着整个电力系统能否正常运行，而制造厂家在进行生产时监督不够严格对质量进行没有严格地控制，很容易出现问题，这就容易导致后面的工作也很难正常进行，这样，自然就存在很多错误，严重阻碍了电力系统的正常运行。其中，由制造厂家而产生的技术干扰主要有闪电电路、电弧、短路等方面的因素。

3 确保电力系统继电保护可靠性的有效措施

3.1 首先把好保护装置的质量关

为了确保继电保护在电力系统中的重要作用，应该要经常对继电装置做相关试验，这也是确保继电装置正常运行的基础。检测其功能是否存在异常，并记录好，一般主要记录保护装置变更的内容以及时间，同时还要有相关负责人签名。在做完调试工作之后，然后将验收单提交上去，接着要自检、验收，一般情况下，确保接线、元件、压板以及标志符合质量要求，要将检修、运行、生产三个方面综合起来进行实验。当变更保护定值以及二次回路的时候，一定要对保护回路、整定值以及有关重要的事项进行认真地核对。

3.2 加强检查继电保护装置与二次回路

负责人的主要任务之一就是检查电力系统继电保护装置与二次回路，这可以及时发现各种各样的问题，同时也能够防止出现事故。作为负责人员，及时检查继电保护装置以及二次回路系统保证电力系统的正常运行，主要检查内容为以下几方面：

（1）查看装备有没有损坏现象，继电器的铝盘有没有正常地转动，电阻以及线圈有没有温度过高等；（2）整体值的指示位置是否发生了改变，继电器的外壳是否出现破损情况；（3）继电器的触点是否出现脱轴焊、烧伤以及卡塞情况；（4）存不存在冒烟、发热的情况；（5）指示灯的指示存不存在异常；（6）直流母线电压有没有异常；（7）压板的位置以及运行的要求与转换开关的位置是否相符合；（8）信号有没有正常地指示。

3.3 大力提高继电保护的安全性及可靠性

在工作过程中，负责人要多看、多问、多想，在实践中积累经验，保证电力系统继电保护的安全可靠的使用。

（1）值班人员核对现场二次回路端子、继电器、信号掉牌以及压板，还要核对二次回路的图纸详细熟悉后各种状态是否良好以及继电保护的工作原理等。（2）为了预防电力系统继电保护出现问题，值班人员不仅需要牢记并遵循相关的规定，还要在平时加强学习相关知识及方法和培训各项工作技能。（3）值班人员要加强在巡检过程中的监视力度，严加看管可能导致误动的继电保护装置，发现继电保护运行中运行缺陷或异常情况者，需要尽快联系相关专业人员维修处理。

4 继电保护的技术革新

随着社会进步，科学、经济的进步，电气自动化的普及范围越来越广，通信技术、计算机技术、电子技术以及数字信号处理技术日新月异，为了适应电力系统的快速发展继电保护需要不断地进行技术革新。

（1）不断提高继电保护可靠性，能够远方监控电力系统，灵活使用继电保护，便于维护与调试。（2）硬件要通用，功耗低，装置体积相对较小，结构条件要不断优化，功耗相对较低。（3）为了能够附加自动重合闸、低频减载、故障测距、故障录波等功能，可以扩充诸如波形分析、故障录波、继电保护等辅助功能。

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