电力系统继电保护装置运行可靠性

吴强　黄炜

摘 要：继电保护装置作为电力系统中的自动化保护设备，其运行可靠性直接关系到整个电力系统的安全稳定。本文主对继电保护装置运行状态、运行要求、指标和故障原因进行了详细分析，继电保护装置运行可靠性要求主要有时效性、灵敏性、稳定性和选择性，可以通过规范可靠性计算指标和应用人工智能技术来对计算方法进行优化，本文给出了提高继电保护装置运行可靠性的具体措施，希望为电力企业的提供一定参考。

关键词：电力系统；继电保护装置；可靠性；措施

在电力系统中，继电保护装置可以保护电路和基础元件，保证系统安全运行。在电力系统元件发生故障时，继电保护装置能在规定时间和区域内，自动断开发生故障的设备，或向控制器送达指令，控制器收到制定后就会跳闸断电，可以避免电力系统在故障中遭遇更大的不良影响。可以看出，继电保护装置运行的可靠性对于整个电力系统的安全性至关重要，由于受到多方面的复杂因素的影响，为保证一个稳定的电力系统，必须加强关注电力系统继电保护装置运行可靠性。

1 继电保护装置的运行状态分析

继电保护系统由电流、电压互感器、继电保护装置和自动重合闸组成，各部件串联性是继电保护的典型特征，系统内任一个元件出现问题均会使得继电保护失去其应有的可靠性。继电保护装置运行状态包括正常和非正常两种，其可靠性指标同样有正常和非正常两种。正常运行状态包括正反区外故障和正常区外运行的不动作状态。

2 继电保护装置的运行可靠性要求

继电保护装置运行可靠性要求是指其时效性、灵敏性、稳定性和选择性：

时效性要求，即电力系统发生故障，继电保护装置必须在在最短的响应时间内处理故障，发出指令，降低不良后果。

灵敏性要求，即继电保护装置根据电路故障的不同，做出不同的反应，具备不同的灵敏系数，且必须符合规范要求。

稳定性要求，这要求继电保护装置所有部件必须协同合作，发挥维护和管理功能，保障电力系统正常稳定的运行。

选择性要求，即继电保护装置必须根据电力系统故障位置，能给出距离故障发生位置最近的开关，通过发出切断指令，确保其他部分的正常运行。母线和变压器等设备必须有继电保护装置才能运行，在220kV以上电压的电网中，则需要至少两套继电保护装置，其中一套作为备用，确保万无一失。

3 继电保护装置运行的可靠性指标

我国电力系统中，继电保护装置的可靠性指标有故障时的正确动作率（PC1）、正反双向区外的故障正确不动作率（PC2）和、正常运行时的正常不动作率（PC3）三类。R是继电保护装置动作次数总数，其是故障内正确的动作次数为R1，故障区外的不动作次数为R2以及正常运行的正确不动作次数为R3的总和。不正确动作包括正、反方向区外故障，正、反方向区外故障动作次数分别为E11和E12。正常运行时误动作次数为E2，保护区内故障拒动作次数为E3，则不正确动作总次数E= E11+E12+E2+E3。按照经验，无法计算正常运行时不动作次数，则电力系统继电保护装置正确动作率为PC=，PC也为区内故障正确动作率PC1与区外故障正确不动作率PC2的总和。

综合我国可靠性指标的研究成果，各评估指标的各有侧重，每种评估方法都有各自的特点，评估可靠性时，采用不同的评估指标，评估结论差异较大。目前，没有一种特别全面评估方法，各方法的评估结果与继电保护装置运行实际可靠性有一定偏差，可增加评估测试样本，优化评估方法，提高评估结论的准确性。

4 继电保护装置故障的原因分析

继电保护装置发生故障可能原因主要有以下几个方面：①生产制作过程中，某些环节未按照相关规范标准，导致继电保护装置的质量不达标；②装置在运行过程中受周边恶劣环境的影响，如高温、有害气体、粉尘等；③干扰源的影响，如短路、电弧等。④相关修检人员业务素养不高，影响继电保护装置可靠性，如检修人员的工作态度不端正、技能差，继电保护没有得到应有的维护和使用。⑤互感器质量差。

5 提高继电保护装置运行可靠性的措施

继电保护装置运行可靠性对于电力系统的安全稳定举足轻重，笔者从以下几个方面给出提高其可靠性的措施。

5.1 可靠性指标计算方面的优化措施

可靠性计算指标规范化：加入区外正确无运行行指标，完善评估指标的，提高可靠性评估的准确性，精细划分工作率指标，区分正反不同方向的动作；应用人工智能技术，随着科技发展，应用更多的人工智能，有利于保护装置。

5.2 提高继电保护可靠性的具体措施

继电保护系统的可靠性，取决于继电保护装置自身质量和设计的合理性，前文提到其在工作时收到环境、管理人员等外界因素的影响。故必须综合考虑到这些因素，合理设计装置，保证质量，采取有效的管理机制和预防措施，提高继电保护装置可靠性具体优化措施有：①选用合格的原材料，严格遵守相关规范标准进行生产制造，确保其质量，且应选择品牌好、售后好的单位进行合作；②在设计晶体管的保护部件必须把高压电流、切合闸操作电弧等因素考虑在内，同时制定相应的保护措施避免元件受到环境污染；③选择责任意识和业务素质过硬队伍进行装置的安装、检修工作；④注重装置的运行维护工作，制定应急措施；⑤在继电保护系统内设置多种快速切除功能保障电力系统的稳定运行；⑥继电保护装置设计要合理，元器件要协调配合，计算准确，保证准确的进行选择性动作。

6 小结

本文对电力系统继电保护装置运行可靠性进行了详细的分析，其直接决定着电力系统安全稳定性，一旦继电保护装置出现问题，电力系统将会面临崩溃的危险。加强电力系统继电保护装置运行可靠性，不仅可以保证电力系统安全运行，也会进一步促进电网的发展。

参考文献

[1]付勇.电力系统继电保护装置运行可靠性指标的研究[J].电力建设，2005，（10）：43-44，47.

[2]胥岱遐，韩天行，梁志成.电力系统继电保护及自动化装置可靠性试验与评估[J].中国电力，2008，（3）：17-21.

（作者单位：国网江西省电力公司赣西供电分公司）