周凡 王小婷

(國網(wǎng)烏魯木齊市供電公司,新疆烏魯木齊 830000)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備及其自動化可靠性研究

周凡 王小婷

(國網(wǎng)烏魯木齊市供電公司,新疆烏魯木齊 830000)

隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,工業(yè)用電、商業(yè)用電和居民用電需求逐步加大,不同種類的電氣設(shè)備集成電器線路連接至電網(wǎng)系統(tǒng),無形中對供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率和運(yùn)行安全的提出了更高要求。然而影響電氣設(shè)備運(yùn)行的問題因素日趨復(fù)雜,導(dǎo)致設(shè)備故障概率逐年上升。鑒于此,本文首先分析了深入討論繼電保護(hù)設(shè)備可靠性這一課題的必要性,并列舉了影響可靠性的指標(biāo)體系,概括了造成可靠性下降問題的諸多影響因素,在此基礎(chǔ)上論述了提高可靠性的有效途徑。

電力系統(tǒng) 繼電保護(hù)設(shè)備 自動化 可靠性

電力是一種重要的能源形式，極大地推動了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高了百姓的生活水平。電力系統(tǒng)在運(yùn)行期間一旦出現(xiàn)故障，將會給人們的生產(chǎn)、生活造成極大損失。隨著電力需求的逐年加大，對電力系統(tǒng)的供電效率提出了更高要求。

1 繼電保護(hù)裝置可靠性指標(biāo)

作為電路系統(tǒng)的主要構(gòu)件，自動化裝置和繼電保護(hù)設(shè)備具備遙測、遙信、遙調(diào)與遙控等多項(xiàng)功能，可維護(hù)電力系統(tǒng)，抵抗外界干擾，穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行安全，確保電力正常供應(yīng)，在電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題的情況下防范事故影響范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。一般來說，繼電保護(hù)裝置可靠性可從選擇性、靈敏性、速動性、安全性、可修復(fù)性等指標(biāo)綜合評定[1]。

選擇性是指，繼電保護(hù)裝置能夠準(zhǔn)確定位并切除供電系統(tǒng)的故障點(diǎn)，切斷與故障點(diǎn)物理距離最近的斷路器，以確保其他系統(tǒng)部分正常運(yùn)行，防范事態(tài)擴(kuò)大。

靈敏性是指，只要在保護(hù)范圍內(nèi)，無論電力系統(tǒng)的任何部位發(fā)生短路，或者發(fā)生任何性質(zhì)的短路故障，保護(hù)裝置就不得產(chǎn)生拒動動作；若故障發(fā)生在保護(hù)范圍之外，保護(hù)裝置則不得發(fā)生誤動作。

速動性是指，保護(hù)裝置的反應(yīng)速度夠快，能將故障切除時(shí)限控制在最短，將短路電流造成的各項(xiàng)損失程度控制在最小，以此提升故障情況下的系統(tǒng)電壓恢復(fù)速度，積極促進(jìn)電氣設(shè)備的自啟動，有效改善發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。

安全性是指繼電保護(hù)裝置的相應(yīng)功能是能夠確保適時(shí)有效的，這需要從裝置設(shè)計(jì)、整定計(jì)算及安裝調(diào)試中確保準(zhǔn)確無誤，裝置的各級組成原件為原裝正品，保證質(zhì)量，正確安裝，合理維護(hù)。

可修復(fù)性是指，在設(shè)備發(fā)生故障的條件下，從某一時(shí)刻開始繼電設(shè)備修復(fù)所需要的平均時(shí)間較短。

2 造成繼電保護(hù)裝置可靠性下降的主要因素

降低繼電保護(hù)裝置可靠性的因素主要有整定值設(shè)置失誤、設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、操作老化、環(huán)境惡化等因素。

整定值設(shè)置失誤因素。繼電保護(hù)設(shè)備裝置在功能設(shè)計(jì)和安裝中即發(fā)生失誤，在投入使用后將出現(xiàn)各種不可預(yù)測的問題，安全隱患極大。

設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)因素。從生產(chǎn)環(huán)節(jié)講，部分廠家為了提高產(chǎn)品利潤，壓縮生產(chǎn)成本，而刻意采購質(zhì)量較差的原材料用于繼電保護(hù)設(shè)備和自動化設(shè)備的批量生產(chǎn)，導(dǎo)致設(shè)備主要元件或精密度或使用年限無法達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。從質(zhì)檢環(huán)節(jié)講，繼電保護(hù)設(shè)備在投入使用前并未經(jīng)過專業(yè)的運(yùn)行測試檢測，晶體管波保護(hù)裝置中的元件品質(zhì)存在加大差別，甚至所有元件質(zhì)量均不達(dá)標(biāo)，裝置整體運(yùn)行極不協(xié)調(diào)，效率低下，拒動、誤動事故頻發(fā)[2]。

設(shè)備操作老化因素。電解電容和儲能裝置會在操作使用中逐年老化，質(zhì)量差的互感器也會在周期運(yùn)行后嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置頻發(fā)故障，如斷電功能啟動不及時(shí)，蓄電池電流運(yùn)行功率不穩(wěn)等，降低了繼電保護(hù)自動化裝置的可靠性。

環(huán)境惡化因素。繼電保護(hù)自動化裝置在運(yùn)行過程中，周圍環(huán)境溫度會不斷升高，各種發(fā)電物質(zhì)和雜質(zhì)受磁場影響往往漂浮聚集在裝置核心元件周圍的縫隙空間里，日積月累造成元件接觸不良、過早老化等問題，甚至導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置主功能失靈。

3 提高繼電保護(hù)裝置可靠性的途徑

結(jié)合可靠性評價(jià)指標(biāo)體系和造成可靠性下降的各主要因素，我們將從以下三個(gè)途徑入手提高繼電保護(hù)裝置可靠性，即優(yōu)化硬件冗余設(shè)計(jì)、日常運(yùn)行維護(hù)和精確數(shù)據(jù)運(yùn)算。

冗余技術(shù)是指繼電保護(hù)裝置在硬件層面上的資源優(yōu)化，表現(xiàn)為即使在繼電電器中某保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動失誤的情況下，也不會對系統(tǒng)整體造成較大影響，而一旦失誤率上升，還可通過硬件冗余將其及時(shí)顯示出來，引起相關(guān)工作人員的警覺，避免在更大范圍內(nèi)發(fā)生用電損失。冗余技術(shù)主要包括多數(shù)表決、備用切換、并聯(lián)等。

在繼電保護(hù)裝置的日常使用過程中，要關(guān)注其運(yùn)行環(huán)境的溫濕度指標(biāo)變化；定期排查、檢修繼電保護(hù)裝置，如二次設(shè)備元件標(biāo)志、名稱標(biāo)簽的完整性、各種開關(guān)、按鈕操作動作下的靈活度和協(xié)調(diào)度表現(xiàn)，適時(shí)解決接點(diǎn)壓力不足或高溫?fù)p毀等問題，確保指示燈中紅綠指示燈泡及各類光字牌完好無損，正常使用。排查各類盤柜上表計(jì)、繼電器、接線端的子螺絲松動問題；排查電壓電流互感器二次引線端子故障；檢查固定卡子脫落等配線情況[3]。

在日常維護(hù)中，可將設(shè)備功能及其運(yùn)行情況進(jìn)行科學(xué)分類。一類設(shè)備要確保無缺陷運(yùn)行，兼顧經(jīng)濟(jì)性和安全性指標(biāo)。二類設(shè)備要確保整體安全運(yùn)行，容許部分缺陷。三類設(shè)備需定期排查重大安全隱患，及時(shí)維修維護(hù)，并做好故障維修記錄。

還應(yīng)保證繼電裝置各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算的合理性和準(zhǔn)確性，適當(dāng)兼容區(qū)外故障正確動作的數(shù)據(jù)特征，將繼電保護(hù)輔助配套設(shè)施廣泛用于繼電保護(hù)和自動回路設(shè)計(jì)中，提高輔助設(shè)施的施用效率。

4 結(jié)語

電力系統(tǒng)對人們的生產(chǎn)、生活有著重要影響，而繼電保護(hù)與自動化裝置可靠性是直接影響電力系統(tǒng)的整體性能和運(yùn)行效率的重要保障。我們應(yīng)遵循選擇性、靈敏性、速動性、安全性、可修復(fù)性等各項(xiàng)指標(biāo)科學(xué)判斷繼電保護(hù)自動化裝置的可靠性情況；圍繞整定值設(shè)置失誤、設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、操作老化、環(huán)境惡化等突出問題，建立完善繼電保護(hù)裝置的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試和維修制度；綜合運(yùn)用優(yōu)化冗余設(shè)計(jì)、日常運(yùn)行維護(hù)、精確數(shù)據(jù)運(yùn)算等手段，在實(shí)踐中升華理論，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，切實(shí)提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備和自動化裝置的可靠性。

[1]黃為婷.電力系統(tǒng)中自動化與繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性[J].電子制作,2013,24:246.

[2]陳曉湖.電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備及其自動化可靠性研究[J].電子制作,2014,04:68.

[3]王輝.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備及其自動化可靠性研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2014,21:129-130.