电力系统继电保护自动化装置可靠性研究

黄正

摘要：随着市场经济的不断推进，电力企业的发展与进步也需要不断地进行创新，其规模不断扩大化、系统不断复杂化的形势下，如何构建稳定、可靠的电力系统已经成为全新的挑战。利用信息技术建立创新新型电力系统已经成为电力企业发展的战略方向。自动化技术已广泛应用于继电保护领域，本文主要通过阐述了继电保护自动化的工作原理，来分析电力系统继电保护自动化装置可靠性。

关键词：继电保护;自动化;可靠性研究

引言：

继电保护自动化可以有效实现电力系统的安全稳定运行。但是如果出现继电保护自动化装置产品质量不达标，保护功能评估不正确，人员操作维护效果差，其可靠性和保护能力不能达到预期效果，将对整个电力系统的安全运行产生重大影响，这也充分指出了继电保护装置可靠性分析的重要性和必要性。

1、电力系统继电保护自动化装置的应用现状

1.1缺乏有序的安全管理

继电保护自动化安全管理包括计划、组织、实施、控制、调整、总结等一系列步骤。其中，不同资源的科学配置和优化，管理者的专业技能、专业素质和责任意识的掌握将对继电保护安全管理产生重要影响。然而，在现实生活中，许多管理者缺乏安全意识和责任意识，或者专业素质不能满足实际工作需要。并且在实现制度的实施方面存在着很大的缺陷。安全管理实施不到位，不能有效保证继电保护的安全可靠性。

1.2缺乏规范性的工作计划

供电设备的运行数据、自检和维护数据不能及时共享，导致不同电力企业采用的管理制度和方法不同。一些电力企业在继电保护管理过程中，没有完善合理的规章制度，或者没有按照既定规范充分实施，导致了一些不良现象，影响了继电保护自动化效果的实现。

2、继电保护自动化装置及工作原理分析

继电保护自动化装置应用场景包括发电、输变电、配电等电力系统的各个环节。以输变电为例，继电保护自动化装置保护的对象主要是高压输电线路及变电站，继电保护自动化装置的保护功能主要包括以下三个方面：一是主变压器保护，保护功能以电流保护、电压保护、后备保护等为主;二是线路保护，以过流速断保护、重合闸保护等为主;三是母线保护，保护功能以两段充电保护、过流保护等为主。

3、提升继电保护自动化装置可靠性研究

3.1明确继电保护与自动化技术的关系

继电保护作为电力系统的重要组成部分，其运行效率和质量与电力系统密切相关。只有全面提高继电保护的运行效率，才能使电力系统在发展的背景下获得更高的经济效益，全面提高继电保护功能，为电力系统稳定运行奠定基础，电力系统自动化的改革与发展，必须注重继电保护质量的提高，分析各种影响因素，制定有针对性的发展规划，明确自动化与继电保护的关系，促进电力系统的长期有效发展。

3.2优化继电保护技术

随着智能变电站的出現和快速发展，电网变得日益复杂，在运行过程中容易出现一些问题，打破了传统继电保护的“四个基本特性”，“变压器+合并单元”模式将整个继电保护单元的工作时间延长，同时单个元件可能导致操作失误出现误动作的现象，这违背了继电保护的快速保护独立性，连接系统配置文件和次级设备受到了影响，由于没有可视化“虚拟电路”的辅助，也没有明确进行维护隔离的断点，增加了变电站现场保护维护等相关风险。因此需要通过继电保护的技术革新，不断解决继电保护时间与选择方面的矛盾。例如，多台继电保护自动化装置通过记录的故障电流、故障的波形等，能够对故障进行定位，同时能够避免因不能正确分析出故障点而出现误报。此外，随着技术的进步，可以实现毫秒级保护动作，采样数据也更加精准。

3.3强化继电保护自动化装置的保护功能

继电保护自动化装置的保护功能是实现电网保护的关键。以实际电网故障中的电流突变为例，继电保护自动化装置需要通过电流采样来感知电流突变，通过比较电流突变程度和电流与整定值的关系来判断电网是否存在故障，从而采取相应的保护报警或动作，达到保护电网的效果。因此，应充分考虑电力系统的实际运行，根据电力系统的特点合理设计设备保护功能的保护逻辑，降低代码复杂度，不断提高产品保护功能的有效性。此外，在继电保护自动化装置整定过程中，通过对系统故障数据的程序计算，可以准确判断继电保护自动化装置整定值是否合理，保护功能是否能发挥作用。

3.4完善维护检修制度

定期维护是保证继电保护自动化装置有效运行的重要环节。定期检修前做好准备工作，主要包括通过图纸了解设备接线和二次回路安装情况，了解检修过程中产品的近期运行情况等，考虑安全性，继电保护自动化装置应设置在维护状态，以检查二次回路、二次回路绝缘、盘柜有效性、保护功能等。所有检查后，严禁插入。维护过程应严格按照操作手册进行，以避免遗漏项目，减少产品错误的可能性。

3.5提升设备的可靠性

对于独立继电保护自动化装置的问题不会对电力系统的可靠性产生重大影响，但对于以新能源为主体的新电力系统来说，电力系统的稳定性是以继电保护自动化装置为基础的，同时也应避免单个继电保护自动化装置的故障。单个设备越复杂，设备故障的可能性就越大。因此，有必要为继电保护装置制造商提高研发水平、改进生产工艺、简化继电保护自动化装置。一方面可以节约成本，达到提高质量和效率的效果。另一方面，它可以降低自身负载，降低芯片压力，提高保护功能效率。通过不断完善研发生产工艺来提升产品质量，以增强继电保护自动化装置的可靠性，来保障电力系统安全、稳定运行。

3.6优化专业人员操作技术

电力企业应定期对检修人员进行培训，不断强化提升继电保护检修技能，强化检修人员的工作素养。明确继电保护检修工作人员在检修过程中应当严格按照检修流程逐个巡检，杜绝侥幸心理，确保继电器没有磨损，继电器触点没有粘连、烧坏、卡住等现象。检查继电保护自动化装置面板显示、指示灯、连接线、转换开关、软硬压板位置是否正确等。通过培训和实际操作训练，不断提高继电保护自动化装置检修的效率，强化其运行效果。

总结：自动化与智能化技术模式已成为电力系统发展的主流趋势，其中继电保护装置是保证其自动化运行可靠性的必要设备。对继电保护自动化的可靠性进行研究是电力系统发展中重要的课题之一。

参考文献：

[1]闵世香.电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性研究[J].通讯世界，2019，26（08）：250-251.