电力系统继电保护装置运行可靠性指标的研究

古宏伟 安思琪 陈政元 王冬 曲润 史鹏

【摘  要】电力系统中继电保护系统运行可靠性的好坏，与电力系统运行可靠性密切相关。继电保护系统的不正确动作不仅会使电力系统的故障扩大，甚至可能发生不良连锁反应而造成电力系统崩溃，导致大面积停电和重大经济损失，给人们生活造成严重影响。人们已越来越感到研究电力系统中继电保护系统运行可靠性和安全性之重要与迫切。

【关键词】电力系统;继电保护;装置运行;可靠性指标

一、继电保护装置运行可靠性指标

1.1常用的继电保护装置可靠性指标

在当前我国的电力行业的发展过程中，电力系统的继电保护装置的可靠性指标的作用愈来愈重要。电力系统的可靠性主要就是通过可靠性指标进行衡量的，这些指标主要可以分为概率指标、频率指标和时间指标。其中频率指标方面就是正确的动作率，也就是在一定的期限之内，被统计的继电保护系统正确动作的次数和总动作的次数比。而在概率指标方面主要就是一个元件、设备或者系统在预定的时间当中，并在规定的条件下所完成的规定功能的概率，针对继电保护的系统来讲这一概率指标就是继电保护系统对工作完成的可靠性的表述。在时间指标方面主要就是系统故障从开始使用一直到发生的故障的平均时间。

1.2继电保护装置的运行可靠性指标

继电保护装置主要就是起到故障发生之后快速隔离的作用，以及保护一次设备不受到过电压和过电流等的损害。在继电保护装置的主要故障模式是拒动和误动。在一个或者是多个断路器在发生故障而拒动时，电力系统就会出现比较严重的故障，在输配电系统中继电保护和控制系统一般是集成在一起的。在电力系统中，继电保护是一个比较严密的串联系统，在其中的任何一个环节发生了故障都会使得继电保护系统的功能得不到正常的发挥，这样就会使得继电保护系统失去其可靠性。继电保护装置的组成见图1，其中A、B、C、D分别表示电流电压变换器、继电保护装置和断路器、分合闸机构、自动重合闸装置。

继电保护装置主要运行的状态可以分为正确和不正确两种状态，同时在运行可靠性的指标方面也分为正确工作率和不正确工作率。在正确工作方面主要就是电力工作人员的精心设计、计算整定和调试之后的工作状态。继电保护装置的正确工作率指在保护区内的故障正确动作次数乘以百分之百，而不正确动作率就是保护区内故障拒动次数加上正常运行时候的动作次数以及区内和区外的故障误动作乘以百分之百。在这一过程中，正确的工作就涵盖着正方向以及反方向区外故障的正确不动作以及在正常运行状态中的正确不动作。

1.3继电保护装置的应用及发展趋势

现阶段电力系统中的电气设备多样、结构复杂，覆盖的地域广，运行中容易受到自然条件的影响，因此会出现一些问题，最为常见的就是发生不同形式的短路故障，从而就会引起电弧燃烧致使设备损坏。继电保护装置能够有效地解决这一问题，目前已经在电力系统中广泛应用。

在继电保护的发展中，微机型继电保护的出现使得继电保护的性能以及有效性有了大幅度的提升。其功能比较强大，并能够进行分量保护，这样就会使得运行的正确率在很大程度上得到了提高。其中的数字元件不容易受到温度的影响，并且在操作上更加人性化。从当前的发展形势来看，我国继电保护正在向着智能化的方向迈进，在测量数据以及保护和控制方面正向着一体化发展。另外，继电保护装置的灵敏性以及可靠性方面也将得到长足的发展，并且必然会实行智能化从而使得继电保护装置在运行中更加稳定安全。

二、電力系统继电保护装置运行可靠性指标的优化措施

2.1可靠性计算指标规范化。首先要将区外正确无运行行为的状态纳入继电保护装置的正常运行的指标范围内，这样可以正确高效的促进性能指标和系统的进一步完善。其次要对正确工作率的指标进行精细划分，详细标注区内外正确与不正确动作的概念，甚至正反方向也要进行区分，对故障和正常运动时的行为和误动元素进行甄别，帮助相关管理研究人员对继电保护装置深层次研究。但是，怎样更好的对电力系统继电保护装置的可靠性指标进行合理计算，是需要业内人士长远探讨改进的大课题。

2.2人工智能技术的应用。人工智能控制器更便于操作，不需要控制对象的模型。人工智能控制器可以自己去进行调整，根据各部分响应时间和下降时间的不同做出判断。比如说模糊逻辑控制器要比高级PID还要快四倍左右，在提升上也要快到两倍左右。相比于古典控制器，人工智能的更容易使人接收。人工的智能化技术对于传统的智能技术来说，可以忽略掉很多不确定的影响因素，根据自身的性能来调整数据分析状态。在现场不需要诸多专家的现场指导也可以根据采集到的数据来自动完成一系列操作，甚至达到语音操控的功能。不同的智能化技术使用要根据现场的实际情况来决断，例如相对于某些特殊的对象，不采用人工智能的方法也照样可以达到预定的目标效果，但是对于一些其他的操作对象来说就不然。要实现诸多的自动化工序，还需要稳定的系统技术才能够达到。

三、结语

在电力系统继电保护装置运行可靠性指标的研究过程中会遇到诸多的问题，由于这一指标的计算关系着继电保护装置性能的正确评估，并且还会影响到继电保护装置的正确使用，所以如何能够更加合理地对保护装置的运行可靠性指标进行计算在当前是一个非常值得探究的问题。

参考文献：

[1]荣莉，徐迪，李伟玉.大运行体系下智能电网调度支持系统的改革及应用[J].中国电业：技术版，2012（11）.

[2]刘云根.电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析[J].机电信息，2012（24）.

[3]戚艺明.继电保护故障处理方法的探讨[J].科技创新导报，2012（10）.

[4]崔雨晴，王潇洋，章建明，杨凡弟，王文凯，苏再卿.电力系统继电保护发展探究[J].中小企业管理与科技：下旬刊，2012（3）.

[5]华艳红，刘荣利.微机型继电保护装置的变压器差动保护[J].中国高新技术企业，2012（4）.

（作者单位：东北电力大学）