【摘 要】電力系統(tǒng)的發(fā)展促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)的不斷升級，從最初的電磁式繼電保護(hù)發(fā)展到目前的微機(jī)型繼電保護(hù)。繼電保護(hù)在整個電網(wǎng)運(yùn)行中的地位越來越重要，如果繼電保護(hù)存在安全隱患就會對整個電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成威脅，所以有必要對繼電保護(hù)的隱患進(jìn)行深入研究，對其進(jìn)行在線的風(fēng)險評估，及時規(guī)避隱患，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文研究繼電保護(hù)隱患對電網(wǎng)安全的影響，并提出了繼電保護(hù)運(yùn)行的在線評估方法。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；風(fēng)險隱患；在線評估

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國電力行業(yè)的發(fā)展步伐也開始逐漸加快，電力行業(yè)的改革以及對新技術(shù)的應(yīng)用也更加頻繁，對于電力基礎(chǔ)設(shè)施的管理也開始提上電力企業(yè)的工作日程。國家電網(wǎng)的建設(shè)使得電力網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍越來越大，而由于其結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的復(fù)雜化和多樣化，電網(wǎng)的安全問題也成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。繼電保護(hù)作為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第一道防線，其作用和意義十分重大。

1.繼電保護(hù)概述

繼電保護(hù)顧名思義，就是用有觸點(diǎn)的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由檢修人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)因為受到運(yùn)行方式的限制，自主應(yīng)變能力差，潛在風(fēng)險較大，對事故無法做出及時反應(yīng)，易導(dǎo)致設(shè)備的誤動或拒動，使事故擴(kuò)大。如果電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)突發(fā)性改變，尤其在電網(wǎng)負(fù)荷較大時，很可能造成繼電保護(hù)系統(tǒng)失誤，造成非預(yù)期連續(xù)跳閘，引發(fā)系統(tǒng)解列或大范圍的停電事故。其原因在于目前電力網(wǎng)絡(luò)中使用的繼電保護(hù)系統(tǒng)的動作依據(jù)是保護(hù)安裝處設(shè)備的采集量，而非系統(tǒng)的全局量。

電網(wǎng)的不斷發(fā)展和擴(kuò)大，使其自身的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式變得復(fù)雜多樣，致使相關(guān)保護(hù)裝置的定值整定難度加大，保護(hù)之間的動作配合也變得復(fù)雜，而在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中往往會發(fā)生多重電網(wǎng)故障接連發(fā)生，此時很有可能因為整定的不合理導(dǎo)致保護(hù)之間的配合缺乏選擇性，造成越級跳閘使停電范圍擴(kuò)大。目前在繼電保護(hù)中多采用“加強(qiáng)主保護(hù)，簡化后備保護(hù)”的方式，對后備保護(hù)的重要性認(rèn)識不足，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行埋下了安全隱患。

2.繼電保護(hù)存在隱患的原因及分類

導(dǎo)致繼電保護(hù)存在隱患的原因主要有三類：

（1）繼電保護(hù)系統(tǒng)的硬件缺陷：保護(hù)裝置的通訊系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或者測量元件出現(xiàn)故障，裝置的部件出現(xiàn)老化以及二次回路的接線松動等。

（2）繼電保護(hù)裝置的軟件缺陷：保護(hù)裝置在出廠時程序上存在漏洞，在出廠試驗時未能及時發(fā)現(xiàn)問題，但現(xiàn)場運(yùn)行過程中出現(xiàn)了無法解釋的問題，這時就需要繼電保護(hù)裝置廠家對其進(jìn)行程序升級，以消除此類隱患。

（3）繼電保護(hù)的定值設(shè)置不合理：錯誤計算定值或是定值的設(shè)置不符合當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行方式會導(dǎo)致繼電保護(hù)存在隱患。

3.繼電保護(hù)的隱患在線風(fēng)險評估

通過EMS系統(tǒng)或者SCADA系統(tǒng)對電網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的在線采集和判斷評估，當(dāng)數(shù)據(jù)偏離定值要求時，系統(tǒng)能夠及時發(fā)出警報，提醒檢修人員及時對電網(wǎng)中的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，如果繼電保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)全面在線評估，電網(wǎng)的安全性將大大提高。

繼電保護(hù)系統(tǒng)軟、硬件缺陷的在線風(fēng)險評估：被保護(hù)設(shè)備在系統(tǒng)故障時保護(hù)能正確動作，而相鄰設(shè)備由于硬件損壞導(dǎo)致不該其動作時保護(hù)誤動；被保護(hù)設(shè)備硬件損傷導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障時保護(hù)拒動，這種情況下會發(fā)生越級跳閘，導(dǎo)致停電范圍擴(kuò)大；設(shè)備本身無故障但受外界干擾，繼電保護(hù)設(shè)備存在缺陷產(chǎn)生保護(hù)誤動。

由于在電網(wǎng)正常運(yùn)行時，繼電保護(hù)的隱患一般不會造成影響，只有當(dāng)電網(wǎng)設(shè)備受到外界干擾時隱患才會爆發(fā)出來，繼電保護(hù)裝置不能正確動作，所以只有采用風(fēng)險評估的方式才能夠綜合地評估出繼電保護(hù)隱患會對電網(wǎng)安全造成的影響值。

保護(hù)定值不合理的在線風(fēng)險評估：

繼電保護(hù)定值不合理是指保護(hù)定值沒有足夠的靈敏度，也不符合選擇性要求，當(dāng)不合理值出現(xiàn)在不同區(qū)域時對于電網(wǎng)的危害程度是不同的。

在繼電保護(hù)的隱患中比較常見的是保護(hù)定值設(shè)置的不合理，導(dǎo)致繼電保護(hù)在工作時出現(xiàn)不正確動作，而保護(hù)定值要設(shè)置的合理要同時滿足兩個條件就是在靈敏的同時要有所選擇，只有這兩個條件都滿足了才能算得上是合理的保護(hù)定值。由此我們可以把不合理的保護(hù)定值劃分為三類：保護(hù)定值未達(dá)到一定的靈敏度；保護(hù)定值不具有選擇性的功能，如出現(xiàn)越級跳閘的情況；三段式相間距離保護(hù)躲不過最大負(fù)荷電流。這三種定值在電網(wǎng)中發(fā)生的位置不同，所造成的危害也是不一樣的，并且電網(wǎng)的運(yùn)行方式和電網(wǎng)負(fù)荷大小也會對不合理定值對電網(wǎng)造成的危害產(chǎn)生影響，所以對不合理定值的評估需要分情況計算，評估在不同情況下不合理定值對電網(wǎng)危害的具體程度，以此來確定將繼電保護(hù)裝置的保護(hù)定值設(shè)置為多少才能最大程度上減小該隱患發(fā)生時的危害。

進(jìn)行不合理定值隱患范圍的計算，是因為由不合理定值引發(fā)的繼電保護(hù)隱患只有在一定的范圍內(nèi)發(fā)生了電氣故障才能夠使繼電保護(hù)不正確動作，為了能夠精確的計算出電網(wǎng)中不合理定值隱患的范圍，在計算中不再使用定值整定規(guī)程中的可靠系數(shù)以及分支系數(shù)，而是采用沿線逐點(diǎn)計算，通過這樣的方法確定出來的隱患范圍更加精確，通過這一方法可以將各個相間距離的保護(hù)范圍計算出來，再依據(jù)上下級保護(hù)之間的配合關(guān)系來計算出不合理定值的范圍。

要計算不合理定值的風(fēng)險還要對其爆發(fā)的概率進(jìn)行計算，對概率的計算要采取事件樹的方法進(jìn)行計算，從事件樹的示意圖中可以看出只有順著特定的分支路線行進(jìn)時，不合理定值的隱患才會爆發(fā)出來，所以要找出不同線路上不合理定值隱患的爆發(fā)條件，分別進(jìn)行概率的計算。最終根據(jù)計算出來的每條線路上的概率值，計算出整個線路上不合理定值隱患爆發(fā)的總概率。

有了總概率的值，就可以進(jìn)行不合理定值風(fēng)險的計算，利用計算公式就可以計算出不合理定值隱患的風(fēng)險，就能夠知道這一隱患對電網(wǎng)運(yùn)行的危害究竟是怎樣的。

4.結(jié)束語

本文研究了繼電保護(hù)運(yùn)行的風(fēng)險隱患，針對導(dǎo)致繼電保護(hù)隱患的主要原因，用風(fēng)險定量的方法分析繼電保護(hù)隱患對電網(wǎng)安全的影響。介紹了繼電保護(hù)運(yùn)行風(fēng)險評估的研究方法，研究了繼電保護(hù)定值不合理的運(yùn)行風(fēng)險評估，以定量地評估繼電保護(hù)定值不合理對電網(wǎng)安全的影響，確定電網(wǎng)中保護(hù)定值不合理的薄弱環(huán)節(jié)。分析了繼電保護(hù)系統(tǒng)軟、硬件缺陷的特點(diǎn)，進(jìn)行了繼電保護(hù)系統(tǒng)軟、硬件缺陷的運(yùn)行風(fēng)險評估。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳文傳，張伯明.繼電保護(hù)隱患的運(yùn)行風(fēng)險在線評估.中國電機(jī)工程學(xué)報，2009.

[2]羅興國.繼電保護(hù)隱患的風(fēng)險運(yùn)行在線評估.廣東科技，2003.