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【关键词】继电保护;可靠性;失效事件
1.引言
随着经济和科技的蓬勃发展,我国电力系统的应用也越来越广泛,复杂的电网系统也变得越来越重要,继电保护作为电网系统的第一道防线,其重要性不言而喻。继电保护装置的功能是区分被保护元件是正常运行还是发生了故障,故障是在保护区内还是在保护区外,所以如果不对继电保护的可靠性和风险性进行研究,就无法及时发现继电保护装置的隐患,可能会导致电网发生意外故障,引起一系列事故发生。
2.继电保护装置
在国内,关于电力系统可靠性的研究主要经过了确定性评估、概率评估和风险评估三个阶段。确定性评估一般是研究最重大的事故,如“N-1”安全分析,略显保守;概率评估是研究了故障发生的几率,但不考虑其后果;风险评估则综合了发生故障的概率和产生的后果。在正常运行电网时,没有失误波动,没有错误操作,这就是继电保护装置的可靠性。为了能精准的做出关于继电保护的风险评估,应当首先分析它的原理。
2.1 继电保护装置的可靠性
继电保护装置是可修复的,其可靠性的特点有以下几点:
(1)由于继电保护工作的环境和其自身状况的变动性,继电保护装置的可靠度和发生失效的时间有一定的几率性和随机性;
(2)继电保护装置的可靠性包含的因素太多。除了保护装置,还有关系很密切的一次设备、系统通讯的运行和一些人为因素;电网的保护设计的原理、实际的运行方式和它的整定、配置方式都对电网的继电保护装置有着极大的影响,各种复制的软件设备和硬件又涵盖了电网的各个方面。所以,从软件设备方面会有很多不稳定的物理因素像软件的设计、系统的输入和使用都会影响继电保护的可靠性;在硬件方面,继电保护的可靠性更多的是要看每个基础设施和电路的设计方式是否可靠;
(3)继电保护装置的失效分成拒动失效和误动失效,这两种失效又可以分成不可以被检测可可以被检测两种,在制定可靠性的一些指标时需要将两种情况综合在一起来考虑。
2.2 继电保护装置可靠性的影响因素
继电保护装置的可靠性和许多因素有关,如:
(1)继电保护装置基本上都是由电子设备和软件组成的,电子设备老化或损坏会直接影响保护装置;其运行水平和环境的干扰等也会影响到继电保护装置的可靠性;
(2)保护装置的平台是硬件,实行保护功能的核心是软件,因此软件的可靠性也显得极为重要;
(3)C、PT等互感器和断路器通过传变输入量和执行输出直接影响继电保护装置;
(4)二次回路然的绝缘老化和线路等原因导致元件连接的接触不良或者松动都会给被保护的元件带来不利影响。全数字化的保护系统通过用高速网络通信来取代二次电缆,因为二次回路能够自我监测;
(5)继电保护定值是离线整定在继电保护装置中的重要因素。常规的继电保护装置是通过离线计算其定值并稳定在运行中。可是电网结构越来越复杂,在整定计算时得到的返回系数等数值运算复杂、运算时间过长,会影响被保护元件的应能,因此为了能有效克服离线定值的缺点,保护在线整定的定值显得有越重要。
2.3 继电保护的可靠性评价模型
在对继电保护装置进行关于可靠性的评估时,可以采用的模型有模拟和解析两种方法。解析法是根据元件的功能、装置的结构还有两者在逻辑上的关系,来建立一种可靠性的概率形式,分析模型可以用递推的方式或者迭代的方式,计算从系统得出的可靠性的指标。它的优点有精准度搞、概念清晰明了,缺点是他的计算量会因为系统数据规模的增大而增大。而模拟法则是利用概率分布图来采样选择和评估,从统计学的角度得到关于装置可靠性的数据。模拟法的优点是较为直观,清晰明了,缺点就是计算时间长,和需要极高的精准度。在目前关于继电保护装置可靠性的评估中最常采用的是解析法,比如Markov模型法和故障树法。故障树法从装置故障的模式出发,用瞬间照相对故障进行分析推理,一般来说是先算出最小的割集,再通过使用最小的割集概率来计算出装置发生事故的几率。由于故障树法在使用方法上的不足,本文主要研究了GO法的应用,GO法运算分析过程(如图1所示)。和传统的解析法不同的是,GO法的出发点是装置结构图,更能清楚地反映装置和元件之间的联系。
图1 GO运行分析过程
2.4 提高继电保护可靠性的方法
(1)增强排除故障的能力:模拟事故的解决方法,提升继电保护装置的可靠性。增加检查继电保护装置的频率,加强检查继电保护装置的力度,确定坚持的精准性,提前预防继电保护装置发生故障,减少事故发生的隐患;
(2)改善继电保护装置的设备:及时对检验设备的维修和检测,完善电网系统配电自动化,隔离故障,使得电网系统和继电保护装置系统更为完全;
(3)严格把控质量关卡:对继电保护装置中的零件从选购制造方面抓起,严格把关增强继电保护装置的质量;
(4)保证继电保护装置在定值区的精准度:重视对继电保护设备的检查,定时检查继电保护装置的各个零件,保证继电保护装置在定值区的准确性,重视每一次对设备的检查。
3.风险评估
电力系统可靠性的研究方法主要是确定性评估、概率评估和风险评估三种。确定性评估出现最早,也应用最为广泛,一般通过给定系统的参数、扰乱方式和运行方式来研究最重大的事故,如“N-1”安全分析,不考虑不同运行状况等可能性,直接分析得出的结果略显保守;概率评估不同于确定性分析,研究了故障发生的几率,但不考虑其不同程度的后果;风险评估则综合了前两者的长处,分析了发生故障的概率和产生的后果。
3.1 风险评估方法
风险评估(Risk Assessment)指,在事件发生前后,将其风险事件所造成的影响或损失统计评估出来。识别各种不同的风险、评估可能发生风险的几率、控制风险的等级和应对风险的消减对策,还有和预测会产生的一些负面影响是风险评估最主要的任务。
3.2 在继电保护装置中影响风险评估的因素
平均负载率和线路波动系数过大时,故障的风险值也会一同增大(如表1所示)。数据显示,只有确定系统负荷的平均分布,才能减低风险的故障值。所以系统的操作人员运行电力系统时,需要使得系统总负荷均匀分布,才能最大限度的减低电网故障发生的风险性。
4.结束语
根据以上可知,继电保护装置在电网系统中处于十分重要的位置,严格把关对继电保护装置的检查工作是确保电力安全运输的重要环节。相关工作人员需要及时把握对继电保护装置的监控和检测,预防意外事故的发生,明确继电保护在电网环节中的重要性,确保电网的正常运行。
参考文献
要】电力继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。因此需要对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理。
【关键词】继电保护装置;电力系统;电路
一、电力继电保护的基本概念
随着人们对电力运行质量要求的逐渐提升,继电保护装置已经得到广泛的运用。所谓继电保护装置就是为了降低电力系统运行的故障隐患,及时处理电力故障,缩减故障处理开支,维护电力系统稳定的一种电气装置。该装置主要利用继电保护技术原理设计而成,由于其独特的电路保护特性,所以近年来得到广泛的利用,引起人们的关注。
二、继电保护装置的基本要求
2.1可靠性:继电保护装置的安装主要是以维护电路安全稳定运行为目的。而在实际的运行过程中,由于工作人员操作不当和电路运行故障影响等因素的综合制约,导致该装置出现拒动或误动的错误指令。这些指令的发出,不仅不能起到基本的保护作用,反而影响了电路的正常运行,为此,为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
2.2速动性:电路运行故障及时警报处理,能够降低由此导致的经济损失和人身伤亡等。因此,要求继电保护装置必须具备相应的速动性。所谓速动性即在电流量与继电保护装置的故障报警速率成反比。只有这样,在较大突发故障面前,继电保护装置能够对其进行及时快速的报警,节约故障处理时间。
2.3灵敏性:继电保护装置能够依据率先编制好的内部程序,对不同性质和不同程度的故障及时采取相应的保护措施,及时提供故障报警信息,并进行简单的局部处理,降低电路运行故障的危害和影响。
三、继电保护技术的主要特点
3.1自主化运行率提高,使得继电设备具有很强的记忆功能,此外继电保护能更好地实现故障分量保护,提高运行的正确率。
3.2兼容性辅助功能强,统一标准做法的选用,便于统一标准,并且装置体积小,减少了盘位数量,在此基础上,还可以扩充其它辅助功能。
3.3操作性监控管理好,该技术主要表现在一些核心部件不受外在化境的影响,能够产生一定的使用功效。
四、如何提高继电保护的可靠性
继电保护装置的安装主要是保护电路运行过程中各个电路配件的安全性。提高继电保护装置的可靠性,需要从以下几个方面落实:
1)继电保护装置检验应注意的问题。将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行,这两项工作完成后,严禁再拔插件、改定值、改定值区等工作。
2)定值区问题。定值区数量的激增是电力系统与计算机网络系统发展的一个重要表现,它能够适应继电保护装置运行的不同需求,确保了电力系统运作的稳定性。同时由于定值区数量增加,人们对不同的定值数据管理出现纰漏,为此应该加强对定值区的管理,派遣专业技术人员对其进行操作,并将调整的定值数据及时更改记录。
3)一般性检查。一般性检查虽然没有其他专项检查技术要求难度高,但是其检查质量的好坏也直接关系到继电保护装置的运作。由于一般性检查工作比较琐碎、简单,因此,到目前为止还没有引起人们的重视,一方面没有及时进行一般性检查,另一方面一般性检查敷衍了事,没有得到具体的落实。一般性检查主要包括清洁和固定两个方面。机械表面灰尘过多,可能提高机械的运行温度,降低机械使用寿命,而细小处螺丝和链接的松散,可能存在重大的安全隐患。
4)接地问题。①保护屏的各装置机箱、屏柜等的接地,必须接在屏内的铜排上。②电流、电压回路的接地也存在可靠性问题,如接地在端子箱,检查那么端子箱的接地是否可靠。
五、电力系统继电保护技术的发展
在输变电行业中,单片机控制技术具有先天优势,在控制技术或电子信号方面,可大大提高控制与保护的精度、速度、范围,而且还能与计算机联网,构成系统化管理体系和无人值守的站点,极大地降低了工作人员的劳动强度,提高了安全性。
5.1计算机化
随着电路承载输电量的增加,电力系统的工作任务量增大,工作难度系数提升,因此,与计算机技术相互结合,实现继电保护装置的计算机化是未来该装置发展的一个重要方向。计算机化的落实和完善能够提高信息数据处理分析的能力,并提高信息的存储量,方便管理人员及时调阅相关数据。但是,目前的计算机化还不够成熟,需要投入更多的科研力量和研究资金等,只有这样计算机化的发展趋势才能更好的为继电保护装置服务,最终提高电力系统的整体服务质量和经济效益。
5.2网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,它深刻影响着各个工业领域。实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。
5.3智能化
近年来,人工智能技术开始被应用在继电保护研究应用。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法可迎刃而解。
5.4保护、控制、测量、数据通信一体化
随着继电保护装置与计算机网络系统形成了密切的联系,继电保护装置的功能也突破了原有的保护职能。通过对网络技术的运用,继电保护装置在电路无故障正常运行的条件之下,能够分析电路运行的基本数据,并对数据进行相应的调整、控制和分析,真正实现了继电保护装置保护、控制、测量与数据通信的一体化。
5.5自适应控制技术
该技术能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点。
六、结束语
随着国家能源结构的调整,电力能源逐渐成为国家的主要利用能源,而继电保护装置的利用能够有效的保证电力系统运作的安全性和可靠性,切实维护广大用电群众的基本利益,随着继电保护技术的成熟和继电保护管理制度的完善,继电保护装置的可靠性也将有所提高。
参考文献
关键词:电力系统;继电保护;自动化
中图分类号:TM202 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)11-0128-03
随着人们越来越多地关注安全生产、安全用电,从事故障检查、故障排除及中断危险的继电保护技术得到了快速的发展。继电保护通过对电力系统及设备的实时监控来发现系统工作中的异常,并能及时地发出危险信号,并作出相应的处理,在很大程度上暂时保障了电力系统的安全运行,减少了安全隐患带来的重大损失。因此,继电保护系统的自动化发展在很大程度上影响着电力系统全面自动化的建设,所以,我们要加大相关技术的研究。
1 电力系统继电保护工作的相关概念
电力系统继电保护的基本任务:当电力系统发生故障或异常工作时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除或发出警告由工作人员消除异常根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻区域供电的
影响。
电力系统继电保护的常见用途:当电网发生足以损坏设备或危及电网安全的故障时,使被保护设备快速脱离电网;对电网的非正常运行及某些设备的非正常工作状态能及时发出警报,以便得到迅速有效的处理;实现电力系统自动化以及工业生产的自动控制等。
电力系统继电保护的常见类别:按继电保护装置的职能可分为主保护、后备保护以及辅助保护。主保护的功能是快速切除故障,即称为速断保护。后备保护有远后备保护和近后备保护两种,主要实现在主保护不反应,或下一级主保护拒动时,切除故障。常见的后备保护策略有:过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等。
2 我国电力系统继电保护的现状
随着电力系统发展速度的提高以及相关技术的改进,继电保护技术应运而生。在此之后,继电保护技术不断的改进,在科技创新以及科学技术的发展带动之下,继电保护技术不断完善,继电保护系统逐渐发展壮大。
继电保护装置的最初模型为熔断器,从继电保护技术的起步阶段到现在的发展成熟阶段,继电保护技术的发展历程可根据一定的标准细化成四个具体阶段,即采用电磁保护装置的继电保护阶段、采用晶体管保护装置的继电保护阶段、采用集成电路策略的继电保护阶段、采用计算机技术的继电保护阶段。
因为计算机系统的强大功能,继电保护装置发展到采用计算机技术阶段是势在必行的。计算机系统的强大功能在一定的程度上影响了我国各项生产和管理工作,它带动了企业以及各项生产技术的创新。将网络化、智能化、数字化、一体化的计算机技术应用到继电保护系统中已成为必然。
但就目前我国的电力系统的现状看来,电力系统庞大、地理环境相对复杂等现实条件,决定了我国电力系统实现持续的扩容工作比较困难。单纯地依靠熔断技术以及继电保护的相关措施,远远满足不了电力系统持续化建设以及多元化发展的需求。
3 我国电力系统继电保护自动化的技术指标
3.1 自动化装置的灵敏度要高
继电保护自动化系统的灵敏度高,可以使保护装置以最快的速度排除电力系统中的短路故障,从而提高整个系统有效性、稳定性等相关的工作性能,有效减少各种设备在运行当中出现故障的次数,使电力系统一旦出现故障时的危害程度以及波及范围控制在最小的程度之内。在落实电力系统的安全运行维护工作中,能通过提高灵敏度,提高备用设备和自动重合闸主动参与运行的效果,使生产运行当中的经济损失和安全状况得到合理的控制。继电保护装置的灵敏程度反映了设备在安全生产的模式下发生故障或出现非正常状态运行时的反应能力,在电力系统继电保护的运作当中,灵敏度的高低用其灵敏度系数来体现。高灵敏度的继电保护系统是电力系统安全投产使用的有效保证。
3.2 故障排除选择性、针对性高
选择性在电力系统继电保护工作中的体现是,当系统发生故障时,继电保护装置能够根据故障发生于哪台设备的什么部位、哪条线路等,准确快速地采取相应的定位切除措施,并不是在故障发生的时候没有针对性地、大范围地选择切除。
如果电力系统的故障排除采用了针对性、选择性不高地系统,将对电力系统有效地实现稳定供电产生严重的危害。因不能有效地实现在故障部位的切除目的,造成故障切除范围过大,在经济上造成严重的损失。在实际的状况中,故障切除是先从距离故障点最近的地方开始切除,如果这个范围内的断路器拒动,再相应地放大切除范围。
3.3 继电保护工作可靠性高
可靠性在电力系统继电保护中是指,保护装置能顺利的完成合理的保护工作。即电力系统正常运转状态下,继电保护装置不会有任何动作,更不会采取任何保护措施,当故障发生时才采取相应的保护措施。如果系统本身并没有出现任何故障,而继电保护装置却让电力系统的某段电路出现跳闸停电的现象,又或者是没有危险状况发生,报警信号却已经响起等,这会造成系统工作的混乱,给电力系统相关的工作人员以及用电居民造成很大的困扰。
4 我国电力系统继电保护自动化的发展策略
综合以上继电保护系统的任务以及继电保护装置的性能指标,在电力系统继电保护的研究中,我们应该深入贯彻创新意识,不断完善继电保护装置,使之多元化的特点得到更好的应用。将计算机技术、网络技术融汇到电力系统继电保护装置以及继电保护系统的研发中。使继电保护系统在实现最基本的保护工作的基础上,应用智能化的技术,使继电保护装置的各项技术指标更加地合理。
我们应该利用先进的技术和管理理念,创建电力系统继电保护管理的相关规定,利用科学的调研,不断分析研究故障参数,综合应用计算机强大的运行功能,充分发挥计算机系统在电力系统继电保护自动化中所体现出的数据存储能力强、运算速度快结果准确、决策能力强等特点,不断地创新发展继电保护技术。
与此同时,不能忽略电力系统继电保护装置的网络化建设,形成整个系统网络化、一体化的形式,减少继电保护装置的单个独立使用。利用网络资源共享的特点,建立更加完备的故障分析及检验校准体制,为继电保护装置有效地运行提供技术保障。在继电系统的运行中,我们要把单一的继电保护装置作为整个电网系统中的一个终端设备,保证整个系统上的所有继电保护装置数据处理是一体的,通过故障信息的反馈整理、网络资源的获取,及时上传继电保护装置,用于构建完善电力系统等。
5 结语
促进继电保护技术的创新和发展,是我们在电力事业领域,提高电力系统的服务质量,提高供电配电质量,以及提高生产效益和居民生活质量的保障。将先进的计算机科学技术、网络技术应用到继电保护系统的建设中,提高继电保护装置的工作性能,建立和完善健全的电力系统,从而真正地提高我国电网系统的运行效率,实现经济可持续发展的同时,更好地落实各项措施的便民、益民目的。
参考文献
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[关键词]电力系统;继电保护;创新技术
把握重点事项,对继电保护技术与创新的工作掌控起来,为电力系统的全面健康的运行工作打好基础,不断完善基础性的细节,并且将原有技术中问题进行有效阐述,对创新实施标准认识清楚,才能真正将自身的目标认识清楚,使全面的建设环境能够完善建立,将整体的技术效果进行融合,取得完善的进步。
1.继电保护重点事项研究
继电保护装置及全面的技术创新实施,是比较完善的一个项目,结合整体与局部的联系关系,找到相应的突破口,使更加创新设计及操作方案能够呈现出来。
1.1继电保护概念研究
继电保护就是将电力系统内部的元件、设备或者系统在规定的条件下能够将原有的功能保持住或提升上去。在继电保护过程中面对元件实效数据进行有效的统计与处理,真正将融合性、可靠性、经济性的基础建设事项关注起来,将继电保护装置的可靠性进行运用,把握较好的继电保护装置使用准则,使电力系统内部的各项功能都能够完善提升上来,使整体的建设效果不断完善呈现。
1.2继电保护关键环节分析
继电保护装置起到的关键技术事项是比较重要的,按照继电保护工作范围及效果进行详细的特征分类,可分为选择性、快速性、灵敏性、可靠性,将这几个重点的事项掌握起来,将安全运行与保护措施重视起来。
首先,当供电系统出现问题的时候,继电保护装置要进行选择性地修复,将重点的事故段切除掉,将距离问题出现的点最近的开关设备关注起来,保证供电系统其他部位正常运行;其次,继电保护装置将障碍部分快速进行阻止,真正将配电装置中的薄弱环节关注起来,但是快速性又与选择性是相矛盾的,在进行长期的总结过程中,将整体性的建设标准提升上来,就要将双向调节的技术进行协调性的使用,找到相应的切入点与实施点,才能真正将自身的技术能力提升上来;另外,继电保护装置将保护范围内部发生问题和不正常的环境进行灵敏反应,找到正确的灵敏系数进行完善的衡量;继电保护装置必须将运行效率可靠性提升上来,使其实施的准确度能够顺利巩固起来,把握技术的实施力度的正确完善的呈现能力的渗透。
2.继电保护发展的现状研究
继电保护技术在目前来看,还是存在着较多的问题的,主要表现在以上的各种特征的配合事项上,把握重点事项,我们对这些环节做了以下总结:
2.1可靠性问题存在
一般来说,继电保护装置的技术供应与全面的巩固事项都是将问题发生点进行全面关注的,但是由于在测试与标准性的通信信号进行相应的总结,找到相应的事故点,才能找到解决问题的办法,但是在相应的技术配合过程中,如果其中一个环节出现问题,就会导致更多的问题出现,使保护装置在进行全面的捕捉过程中,出现失误性的状态;把握基础性的实施点,不断将内部与外部的环境进行联系起来考虑,才能将技术性的办法阐述出来,但是在可靠性的技术实施过程中,往往忽略掉自身与外部环境的相应配合,抓不住重点,就会使自身的建设捕捉能力降下来,这样的技术的供应就不会又更加出色的控制实施准确性存在。
2.2快速反应的技术事项问题存在
上面已经介绍过,在进行全面的技术供应的过程中,对其中的细节性的内容进行关注起来,但是由于中间环节出现障碍,就会使自身的技术性的能力出现相应的故障,在进行全面的建设标准的协调过程中,就会使保护装置的信号出现偏差,不就能在短时间内作出相应的技术的处理办法的出台,不利于进行快速反应,也会使整体得建设效果呈现出来;在人为因素与计算机软件的控制实效之后,就不会又更多的技术性的反应能力得到有效提升,不利于整体的掌控与协调。
2.3继电保护系统硬件装置问题存在
就目前的现状来看,继电保护装置的硬件设施还是比较欠缺全面整合性的协调的,继电保护装置与计算机的全面系统进行结合反应,把握较好的建设标准,使硬件设施与全面的连接性建设事项进行研究,才能使继电保护装置运转正常。
但是在进行硬件设施的掌控中,出现不同的状况,对于现场的自动化连接的运行状况也是比较紊乱的,导致系统的安全、稳定、有效的正常运行失效;由于在进行全面的技术供应过程中,没有将独立性与联合性的硬件设施的供应事项进行完善关注,就不能真正将运行的整体配合事项重视起来,不能使自身的能力掌控起来。
2.4计算机保护装置存在着较大的差距
计算机与继电保护装置的全面联合事项是比较连贯的一种状态,计算机将各种数据进行有效控制,在把握较好的建设控制过程中,如果没有将计算机的控制事项重视起来,计算机设备的接入与电网运行的正常状况不能进行联系,不能将数据综合研究水平提升上来,使独立性的运行状况的呈现力度稳固不起来,使自身的技术能力与计算机的优良管理状况不能完善实施起来。
3.继电保护创新技术发展分析
继电保护创新技术就是将检修与维护的工作进行渗透,使继电保护装置与电力系统的整体事项都关注起来,真正将自身的技术提升上来。
3.1继电保护装置运行维护技术研究
运行人员将继电保护系统的整体效果关注起来,真正将内部与外部的环境加以重视,将二次回路进行定期的巡视与检测,真正将内部的各项值认识清楚,使不明显的建设渗透环节关注起来;监督检查交流电压回路,将保护装置的电压保持在稳定的状态;对相应的电气设备等进行相应的关注,真正对保护装置的整体线路的关注起来,使电气设备与相应的建设标准能够提升上来。
3.2二次设备状态与设备管理信息系统的提升
将二次设备状态的全面事项都掌握起来,找到相应的建设标准,进行相应的检测,将保护装置的设备进行关注,对全面的二次回路装置的建设标准呈现出来,在检测过程中,掌握较好的技术手段,使自身能力能够提升,将设备诊断、检修决策事项能够完善地进行下去;将设备管理的整体信息系统重视起来,把握较好的实施标准,使更加创新的技术进行运用,使系统内部与外部的建设能力体现出来,使继电设备能够更加完善提升上来。
3.3计算机技术的渗透提升
将计算机技术进行相应的渗透运用,真正将内部与外部的环境进行联系起来,使计算机控制数据的技术能力提升上来,把握较好的实施技术,真正将计算机的云计算进行运行,使整体的技术能够完善建设出来。
关键词:35KV变电站;继电保护;可靠性;措施
1.继电保护的概念
继电保护就是在电气元件出现故障或者不正常运行的情况下,保护装置可以快速作用于断路器,停止故障元件的供电,另外向工作人员发出信息让其快速处理。
继电保护的任务和作用有三点,第一点是变电站出现故障时,切除故障元件电源,避免继续损坏元件,同时确保无故障元件正常运行。第二点是反应电气元件的不正常运行状态,发出关于不正常运行的类型和电气元件的维护条件的信号,然后工作人员进行处理。第三点是继电保护装置与变电站中其他自动装置配合,提供预定措施,减少事故停电时间,快速恢复供电,以此提高电力系统运行的可靠性。
2.继电保护装置可靠性的影响因素
在供电系统正常运行的情况下,保护装置不运行。此时有“正确动作”和“正确不动作”两种完好可能状态,说明保护装置是可靠的。继电保护装置“不正确动作”有两种情况,一是保护装置在被保护设备处于正常运行情况下而发生误动;二是被保护设备发生故障的情况,保护装置却没有选择性动作或者拒动。对电力系统,保护装置“误动或无选择性运行”可以采用自动重合闸来纠正,但是保护装置的“拒动”也许会影响到很大的区域,会致使电力系统解列而解体。影响继电保护工作的原因有以下几个方面:
2.1质量问题。在生产过程当中继电保护装配的制造厂家对质量没有进行严格管理,致使装置自身质量不过关。
2.2互感器质量。因为互感器质量差,经过长时间的运行工作,互感器特性发生变化影响到保护装置的性能。
2.3干扰源影响。在保护设备运行过程当中,干扰源容易影响到晶体管,比如受到电弧、短路故障以及闪电电路等因素影响而发生误动或拒动。
2.4环境因素。一方面,由于四周环境中存在有害气体和粉尘,在高温的催化下,致使继电保护装置的加速损坏、老化从而性能下降。另一方面,由于有害气体会使电路板和接插座腐坏,致使继电器点由于被氧化而导致接触不良,没有了保护功效。
2.5安全意识。很大程度上继电保护的可靠性与保护检修人员的安全意识密切相关。其技术、责任感都关乎到继电保护装置的可靠性。
3.提高继电保护的可靠性的方法
3.1增强外部二次回路保护,定时检修
近年来,基本上发生误动都是由保护装置外部原因所引起的,因为保护装置不稳定的性能引发的误动是很少发生的。这说明当前继电保护使用的CPU芯片性能相对十分稳定,所以我们在检验工作时,应将更多的注意力转到对继电保护设备实行状态检修上。继电保护装置需要建立很多的配套工程,当然,我们知道这需要过渡,需要时间,相信这是继电保护发展过程中的一个必然趋势。
3.2正规通讯规约管理,减少中间相关转换环节
现今,继电保护的技术比较成熟,近年来随着综合自动化技术的进步,对我们来说这是一个全新的范畴。综合自动化系统仍处于发展阶段,各厂家都各自的通讯规约,而且直流系统、电度表等都需要与监控系统通讯,都有各自的规约,致使维护工作做起来十分困难。当出现通讯问题,只有厂家人员才能处理,须几个相关厂家一起到场才行。这样将降低安全设备的可靠性,增加维护成本。所以,一旦统一电力系统通讯规约,并且规范通讯规约的管理制度,势必提高继电保护可靠性,实现电网安全稳定运行。
3.3重视数据备份,减少故障处理时间
目前,硬盘损坏是一大难题。一旦硬盘丢失全部的数据,则全部体统需要重新安装,其工作的量是非常大的。要是没有备份数据,一个中等的电站重新装系统大约需要20天,其造成的损失没发估算。因此,维护人员必需对全部监控体系进行硬盘备份,一旦硬盘破坏,改换便可。只要采用备份就可以减少处理故障的时间。
3.4推广继电保护网络化经营,削减管理费用
电力系统自动化水平越来越高,并且光纤投入使用使得自动化的可靠性也越来越高,但是在继电保护远程管理这方面的应用还没开辟。若是核查、监控维护运行状态、变动定值、采取信号、检修继电保护状态,均能够采用网络化经营,那么事故的机率将大大降低,而且管理费用也将大大下降。
3.5统一培训,提高素养
人员素质水平普遍不高,也是提升继电保护工作质量的一大困难。一方面,派一些骨干到生产厂家培训学习,回来作为系统培训员,从基础开始培训人员,增加培训力度,配合一些高水平的强化训练,各级继电保护工作者的水平都将得到提高。另一方面,针对目前继电保护工作者出现的未经系统培训便上岗的问题,也应该严加控制,必须统一安排培训。
4.结束语
伴随继电保护装置向着智能化、网络化的进一步快速发展。35KV变电站继电保护范畴将呈现愈来愈多新的技术和理论,所以我们继电保护工作者们必须不断地研究和进步,使得继电保护设备更加先进,科学,达到提高供电可靠性的目的,保障电网安全稳定运行。
参考文献:
[1]李春.浅析变电站继电保护抗干扰技术[J].价值工程,2012(11)
(一)10KV供电系统在电力系统中的重要位置
电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中,各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响,电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性,上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可,是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产生重大影响。10KV供电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行,不但直接关系到企业用电的畅通,而且涉及到电力系统能否正常的运行。因此要全面地理解和执行地区电业部门的有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。
(二)10KV系统中应配置的继电保护
按照工厂企业10KV供电系统的设计规范要求,在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置:1、10KV线路应配置的继电保护。2、10KV配电变压器应配置的继电保护。(1)当配电变压器容量小于400KVA时:一般采用高压熔断器保护;(2)当配电变压器容量为400~630KVA,高压侧采用断路器时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5s时,还应装设电流速断保护;(3)当配电变压器容量为800KVA及以上时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5s时,还应装设电流速断保护;对于油浸式配电变压器还应装设气体保护。3、10KV分段母线应配置继电保护。
(三)10KV系统中继电保护的配置现状
目前,一般企业高压供电系统中均为10KV系统。除早期建设的10KV系统中,较多采用的是直流操作的定时限过电流保护和瞬时电流速断保护外,近些年来飞速建设的电网上一般均采用了环网或手车式高压开关柜,继电保护方式多为交流操作的反时限过电流保护装置。很多重要企业为双路10KV电源、高压母线分段但不联络或虽能联络但不能自动投入。
二、继电保护的基本概念
在10KV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生,来达到提高系统运行的可靠性,并最大限度地保证供电的安全和不间断。在10KV系统中的继电保护装置是供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。
(一)对继电保护装置的基本要求
对继电保护装置的基本要求有四点:1、选择性。当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。系统中的继电保护装置能满足上述要求的,就称为有选择性,否则就称为没有选择性。2、灵敏性。灵敏性系指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作。但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。3、速动性。速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障。4、可靠性。
(二)继电保护的基本原理
1、电力系统故障的特点。电力系统中的故障种类很多,但最为常见、危害最大的应属各种类型的短路事故。一旦出现短路故障,就会伴随其产生三大特点。即:电流将急剧增大、电压将急剧下降、电压与电流之间的相位角发生变化。
2、继电保护的类型。在电力系统中以上述物理量的变化为基础,利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。
三、几种常用电流保护的分析
1、反时限过电流保护。继电保护的动作时间与短路电流的大小有关,短路电流越大,动作时间越短;短路电流越小,动作时间越长,这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护是由GL-15(25)感应型继电器构成的。当供电线路发生相间短路时,感应型继电器KA1或(和)KA2达到整定的一定时限后动作,首先使其常开触点闭合,这时断路器的脱扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常闭触点分流(短路),而无电流通过,故暂时不会动作。
2、定时限过电流保护。继电保护的动作时间与短路电流的大小无关,时间是恒定的,时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的,这种保护方式就称为定时限过电流保护。
3、零序电流保护。电力系统中发电机或变压器的中性点运行方式,有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。10KV系统采用的是中性点不接地的运行方式。
关键词:继电保护发展趋势测试智能电网
1 继电保护基本概念及其发展趋势
1.1 继电保护装置基本组成
一般而言,整套继电保护装置由三个部分组成的,即测量部分、逻辑部分和执行部分,其原理结构如图1-1所示。
①测量部分 测量被保护元件工作状态(正常工作、故障状态)的电气参数,并与整定值进行比较,从而判断保护装置是否应该启动。
②逻辑部分 根据测量部分输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等,使保护装置按一定的逻辑关系判定故障类型和范围,确定保护装置如何动作。
③执行部分 根据逻辑部分送的信号,完成保护装置所担负的任务。如发出信号,跳闸或不动作等。
1.2 继电保护的基本要求
①可靠性――指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作,不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。
②选择性――指只有当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。
③速动性――指保护装置应尽快切除短路故障,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围。
④速动性――指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数。
1.3 继电保护的发展趋势
1.3.1 计算机化
在微机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机做成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟。继电保护的计算机化是不可逆转的发展趋势,但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。
1.3.2 网络化
网络保护是计算机技术、网络技术和通信技术相互结合的产物,它可以实现对变压器、高低压线路和母线的相关保护等功能。资源共享是网络保护的最显著特性,还可以结合高频保护和光纤保护来实现纵联保护。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理,即将传统的集中式母线保护分散成若干个保护单元,各保护单元接收本回路的输入量后,经量化处理,通过网络传送给其它回路的保护单元,然后各保护单元进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则跳开本回路断路器,隔离故障母线,其它情况时各保护单元均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护,显然比传统的集中式母线保护有更高的可靠性。
1.3.3 保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。即实现了保护、控制、测量、数据通信的一体化。如果将保护装置就地安装在室外变电站的被保护设备旁,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。
1.3.4 智能化
近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究,专家系统、人工神经网络和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中,为继电保护解决许多常规问题提供了新的方法。人工智能技术给电力系统继电保护的发展注入了新的活力,具有非常美好的发展前景。
2 继电保护测试内容和测试方法的发展
目前国内继电保护产品检测主要依据IEC 60255系列标准和GB/T 14047国家标准进行。
2.1 继电保护测试内容
传统的继电保护测试包括基本性能试验、功率消耗试验、温度试验、电源影响试验、机械试验、绝缘实验、过载试验、触点试验和电磁兼容试验。
在原有继电保护测试项目的基础上,根据继电保护装置发展的新特点,新增加的测试内容包括基于61850 技术的继电保护产品检测,时间同步能力检测,产品通信协议检测,软件测试,以及装置可靠性检测和安全性检测。
2.2 微机保护测试自动化
测试自动化是指测试系统可以按照事先编制的测试计划,自动、连续的完成继电保护装置的电气性能、可靠性、通信协议、信息安全的测试。完整的测试体系由以下几部分组成:①电气性能在静态模拟中的自动测试系统;②电气性能在动态模拟中的自动测试系统;③监控系统的自动测试系统;④通信协议的测试系统;⑤信息安全的测试系统;⑥继电保护测试专家系统。
3 智能电网对继电保护的影响
随着国家电网公司智能电网建设的开展,智能电网的特征带来的网络重构、分布式电源接入、微网运行等技术,对继电保护提出了新的要求。
未来智能电网中,电网的自愈特征将会对继电保护的选择性、可靠性、速动性、灵敏性提出更高的要求,对常规继电保护的配置方法提出新的要求。分布式电源的灵活接入、多变压器的运行方式带来的后备保护配合、双向潮流、系统阻抗的变化等问题均会给继电保护定值整定带来困难。
同时,智能电网将给继电保护的发展带来新的契机,智能电网中所采用的新型传感器技术,数据同步技术、时钟同步技术、通信技术、计算机技术以及IEC 61850 标准的应用,可以提供区域范围内数据采集的高精度同步,满足数据采集传输的实时性,保障数据传输过程的冗余和可靠性。
4 结语
随着智能电网建设的推进,继电保护要适应电网需求向计算机化、网络化、智能化、功能一体化方向发展,同时继电保护测试内容和测试方法也应不断补充和完善,为智能电网提供技术支持。
参考文献:
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关键词:电力系统;继电保护;干扰原因
中图分类号:F407文献标识码: A
1、继电保护的概念及类型
1.1、继电保护的基本概念
继电保护装置作为一种自动装置,其通过监测、测量、控制和保护一次系统,从而对不正常运行或是发生故障的电气元件进行反应,通过发出信号来使断路器发生跳闸动作,从而确保将故障及时切除,具有自动、迅速和有选择性切除故障元件的特点,同时对于不正常运行的电气元件,还可以通过运行维护数据的分析,从而发出信号,做出减负荷或是跳闸动作。
1.2、继电保护的类型
在电力系统中,一旦出现短路故障,就会产生电流急剧增大,电压急剧下降,电压与电流之间的相位角发生变化。以上述物理量的变化为基础,利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。
2、配电系统继电保护的要求
2.1、灵敏性
继电保护装置所保护的范围之内,当发生故障或是运行异常时,其能够在第一时间内进行反应,即继电保护的灵敏性,在系统发生断路时继电保护能够敏锐的感觉到,并在第一时间做出正确的反映。
2.2、速动性
当故障发生时,继电保护通过速动性可以第一时间内将故障切除,从而确保系统运行的稳定性,使故障设备和线路损坏程度达最小,减少故障波及的范围,确保自动重合闸和备用电源的效果。使继电保护的各项性能得以最好的发挥出来,提高继电器动作和跳闸时间。
2.3、选择性
继电保护是在系统中出现故障时,能够有效的切除故障部位,从而最大限度的保证系统中无故障部位的继续运行。这就需要利用选择性使线路的后备保护与主保护能够正确的进行配合,同时相邻元件的后备保护之间也能够正确的进行配合。
2.4、可靠性
继电保护装置在性能上需要满足可靠性的要求,这就需要继电保护装置本身的质量能够保障,而且各回路连接完好,运行维护工作都能到位。保护回路的连接和运行维护水平直接决定了继电保护装置可靠性的高低。对于高质量的各个组成元件,则可以有效的保证其各个回路接线的简单化,也就使保护工作的可靠性得以增强。另外继电保护装置可靠性的提高,还需要正确的对其进行调试、整定和运行维护,再通过丰富的运行经验,这将为继电保护装置可靠性提升奠定良好的基础。继电保护可靠性就是要做到避免继电保护的误动和拒动。因为不管是误动还是拒动都会导致电力系统受到严重的危害。这就需要制定不误动和不拒动的安全性措施,但这二种情况下所采取的措施还存在着相互矛盾性。
3、继电保护的干扰因素
3.1、雷击干扰
雷击对于电力系统的影响是非常普遍的,其对于继电保护也存在着一定程度的干扰。当雷击发生时首先会有反应的是变电站的地网或从设备到地网的接地线,由于他们都是高阻抗所以对于雷击会特别敏感,一旦发生雷击变电站的地网或从设备到地网的接地线中都很容易因为雷电产生的高频电流而发生电位的升高,这很容易被继电装置误判为电力损坏进而采取措施,这也就影响了电力系统的正常运行。
3.2、高频干扰
当电力系统在隔离开关操作时如果速度缓慢很容易带来电弧闪络,进而产生高频电流。高频电流在通过母线时会产生很强的电磁场,这会直接对二次回路或二次设备带来干扰,当干扰水平超过继电设备所允许的逻辑范畴时设备就会发生异常进而有所反应,这一系列活动会对电力系统的稳定性带来很大影响甚至破坏。
3.3、辐射干扰
随着各类电子设备及移动通信设备的应用的越来越普遍,随之带来的是很强的辐射电场及磁场,这很容易使得回路对于高频电压发生感应,这将会形成相应的假信号,使得继电设备发生误判及不正确操作。
4、加强电力系统继电保护的方法与措施
4.1、根据电力系统的实际状况选择设备
电力系统继电保护技术在实际运用中首先应当根据电力系统的实际状况选择好继电保护装置。这就要求电力系统技术设备或者装置首先应当满足继电保护技术的任务与功能。其次,继电保护装置还应当具备检测电力系统运行状况、故障自动切除等功能。最后,继电保护设备还应当拥有网络监控系统,实现电力系统满足现代网络化和自动化的监控需求。
4.2、继电保护技术的实际应用功能
现阶段继电保护技术已经具备了母联保护功能、线路保护功能、电容保护以及主变保护功能等。通过电力系统中的继电保护技术实现了对电力系统输变电过程中相关设备和装置的保护,最大程度的减少了电力系统故障的产生。一方面,继电保护技术凭借其独特的保护装置运用二段式、三段式的电流保护,防止了短路等状况造成的设备和装置损坏。另一方面,主变保护、母联保护等通过继电保护技术保障了输变电的相关设备,预防了电路故障引起的装置或者设备损坏。与此同时,继电保护技术在现如今IT技术的融合之下实现了快速断块、自动监控等功能。
4.3、一般性检查
由于目前所使用的保护屏,其具有较多的端子螺丝,所以需要对其连接件的坚固进行检查,特别是在对这些设备进行搬运、安装过程中,这些螺丝极易出现松动的情况,所以在安装完毕后则需要对这些螺丝进行检查,确保其都达到紧固性,否则会导致保护拒动和误动的发生。检查过程中不仅需要做好各元器件螺母的紧固工作,而且还要对所有装置的插件进行检查,确保芯片按紧、螺丝都处于紧固状态,而且不存在虚焊接点。
4.4、接地问题
做好接地检查工作,不仅需要确保保护各装置的良好,而且还要确保电流和电压回路的接地可靠性。将保护屏内的铜排利用大截面的铜鞭和导线将其紧固的与接地网进行连接,确保接地电组与规程要求相符。
4.5、逐渐采用自适应控制算法、人工智能等技术
上世纪八十年代,自适应控制算法就在继电保护技术领域被提出,截至目前,自适应控制算法引入到继电保护技术中的自适应继电保护技术已经成为电力系统继电保护中的一种新型技术。就其本质而言,自适应继电保护技术就是让继电保护技术适应电力系统的不同变化,进而达到改善供电性能的保护作用。自适应继电保护是根据故障变化和电力系统实际运行保护电力系统特性、定值以及性能的一种新型继电保护技术,在原有基础上提升了经济效益和可靠性。故而,自适应继电保护技术已经广泛应用于输电线路距离保护、发电机保护、变压器保护等多个领域中。众所周知,电力系统继电保护技术渗透到了电力系统运行的各个环节,而人工智能技术凭借其逻辑思维能力和快速处理能力,发挥了重要的系统评估功能。人工智能的引入使得继电保护技术能够在电力系统规划、管理和控制中得到更为广泛的应用。
总之,社会在发展,科技在进步。人们生活水平的日渐提升也将带动电力需求的上涨,电力系统承受的负荷也在不断增大。在这样的背景下,电力系统中的继电保护技术就显得尤为重要。与此同时,电力系统继电保护技术也最大程度的减少了电力系统故障,实现了电力系统的经济性增长。
参考文献
[1]殷志勤.电力系统继电保护干扰的原因与防范对策[J].科技资讯,2013,12:138-139.
【关键词】继电保护;可靠性:风险评估
引言
继电保护是在对电力系统运作进行监测的过程中,根据电压非正常减小、电流量非正常加大或测量抗阻不正常等电气量的改变来对所保护的单元是否处在正常运作状态加以判定,倘若察觉出现故障,要依据对故障种类及故障出现点的判定来自动实施切断对应故障点的操作,以确保电力系统得以安全地运作,同时及时地将警报信号传递给值班工作人员。由于有某些安全风险存在,倘若判断错误,实施了错误的保护操作,那么极有可能造成严重的电力事故。
1继电保护的可靠性及评估继电保护可靠性的指标
1.1继电保护的可靠性
继电保护的可靠性就是指当需要某些动作时其必定会实施动作,而不需要动作时则坚决不会实施动作,确保不会发生动作错误或拒绝动作的现象[1]。简单而言,其本质目的就是为了确保电力系统的正常运作,倘若处在保护区域内的电气设施的某些地方出现了问题,继电保护就是会马上传递出信号或警报,并自动跳闸,以便将故障点阻断,这也就是所谓的继电保护的可依赖性;倘若被保护范围内的电气设施没有出现问题,电气设施处在正常的工作状态,继电保护绝对不会在没有任何选择的情形下实施不正确的动作,这也就是所谓的继电保护的安全性。另外尽管导致继电保护系统中不正确的动作或拒绝动作出现的因素不一定是由于继电保护系统中潜在的某些小漏洞,可是研究继电器的可靠性也必须对继电保护系统本身存在的漏洞信息的统计,因为它会在很大程度上阻碍继电保护系统额定任务的顺利完成。所以,由于继电保护系统很容易发生不正确的动作、拒绝动作以及漏洞等,我们必须收集并整合那些漏洞信息,以便将其当作评估继电保护装置可靠性的一个层面,并进一步全方位地对其加以解析。目前对继电保护的可靠性进行测算的办法主要包括状态空间法、CO法、故障树法以及Markov模型法等[2],而且不管是站在运行角度来预估短期风险,还是站在长期平均可靠性的角度来预估继电保护的风险,都必须分别站在后果及可能性两个层面来全方位、充分地预估可能发生的各类情况。
1.2评估继电保护可靠性的指标
根据继电保护系统装置的工作原理可以发现,体现继电保护可靠性的最关键的两个方面就是不正确的动作以及拒绝动作,因此应当围绕这两个方面来制定电力系统功能可靠性、设备可靠性以及电力系统完整度等方面的电力系统的可靠性指标,可制定以下几个标准来评估继电保护可靠性的指标:①概率表示,其是指在额定的时间或规定的时间范围内,电力元器件、设施或系统可以完成额定功能的机率;②时间表示,其中MTTF是指从应用电力设施到电力设施出现故障的平均时间,而MTBF是指故障的平均时间等;③频率表示,其是指在某些特定的时间内电力设备元器件的非错误动作和动作资料总和之间的次数比,或是某些特定的时间内可以计算出来的可修复性系统。另外,制定继电保护可靠性指标的时候,除了应当充分考虑继电保护装置本身的功能之外,还必须能够充分体现出继电保护装置的环境条件和特殊的使用条件。
2影响继电保护可靠性的原因
2.1继电保护装置本身潜在的质量缺陷
有些继电保护装置的生产厂家出于对经济利益的考虑,时常会制造一些不符合质量标准要求的产品,从而导致继电保护装置出厂时在调试及配置方面就有许多缺陷存在,另一方面,企业的工作人员在许多时候贪图方便,时常在安装及验收继电保护装置的过程中会省去二次检查这一工作环节,进而给继电保护装置的可靠性埋下了安全隐患。
2.2电磁波干扰
近年来,电力系统中应用比较广泛的一种继电保护方法就是微机保护装置,其不仅拥有较高的正确性,而且也极易操作,根据目前的发展态势而言,日后它极有可能会取代其他保护装置。然而它也存在着一定的缺陷,那就是在运作微机保护装置的过程中会产生电磁场,而电磁波的干扰会极大地影响继电保护的可靠性。
2.3继电保护装置的硬件方面
不管是全数字化的保护装置,还是微机保护装置,它们的实质都是一个包含许多软件和电子设备的有机整体[3]。因此,倘若电子设备有老化现象出现,或是受到损毁,都会极大地影响继电保护装置以及系统特定条件下规定功能的完成能力。譬如,全数字化的保护装置与微机保护装置相比,它的硬件结构相对更加简单,然而由于全数字保护装置当中存在着许多的光纤输入接口以及输出接口,因此,其在继电保护可靠性方面也面临着更多的问题,倘若光口因为发热等因素而发生损毁,必将直接干扰保护跳闸的输出以及采样值的输入。另一方面,继电保护的硬件系统可靠性还会因运作环境以及运作维护水平而受到一定的影响。譬如灌封材料、密封化合物、运作环境中的温度、元器件的涂层以及填充料等会因不断改变的温度而相继发生涂层龟裂、掉落,或者外壳全部开裂或外漏等现象,从而使元器件的电性能被大大地降低。各种材质的产品会随着不断改变的温度而发生各种迥异的情况,相应的其给继电保护装置以及系统可靠性带来的影响也是存在着差异的。倘若系统的运作环境不干燥,会导致继电保护装置的机械性能和化学性能出现变化,譬如密封产品的密封性减弱、机械强度降低或机体膨胀等。图1为继电保护组成方框图。
2.4继电保护装置的软件方面
假如说继电保护装置的硬件为实现保护功能搭建了一个平台,则软件算法就是实现保护功能的关键,换言之就是继电保护系统的正常运作能否实现在一定程度上取决于软件的可靠性,而应用系统、原理性能、设计软件以及输入系统等原因都会在很大程度上干扰软件的可靠性。
3继电保护系统风险评估
评估风险事件出现之后带来的损失及影响就称之为风险评估,其除了包括对事故出现后可能造成的后果的评估之外,也包括对出现风险事故的机率的评估[4]。事实上,风险评估主要是对评估风险事故所带来的消极影响,同时在对风险事故所造成的后果及风险事故出现机率加以全面考虑的基础上对概率分析办法及确定性分析办法加以拓展,这样不仅可以实现对某个设备进行评估,也可以实现对整个系统进行评估。目前模拟法及解析法是评估电力系统风险过程中使用较为广泛的方法,与其他评估风险的办法相比,以上两种办法的可靠性更高。尽管解析法的模拟精确度较高,逻辑关系也相对比较明确,且概念也比较清楚,可它并不适用于评估那些较为繁杂的系统的可靠性,因为其在建立数学模型时存在着一定的难度;而原理相对较简单的模拟法不会受到过多的限制,其比较适合用来评估大型系统的可靠性。因此,在具体的使用过程中,通常需要把这两种办法结合起来使用,以得到更加精确的评估结果。
4结语
站在短期的角度而言,能否安全且稳定的供应电能会对人们的正常生活及生产造成直接的影响,而站在长远的角度而言,电能能够有效地推动整个社会及经济的进步与发展。所以,对继电保护可靠性及其风险评估进行研究具有重要的现实意义。
参考文献
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