席俊明

（河北國華滄東發(fā)電有限責任公司 河北省滄州市 061113）

發(fā)電廠繼電保護可靠性影響因素研究

席俊明

（河北國華滄東發(fā)電有限責任公司 河北省滄州市 061113）

發(fā)電廠繼電保護直接影響著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。本文結(jié)合發(fā)電廠繼電保護分析了其可靠性指標與評估方法以提高保護可靠性的具體措施。

發(fā)電廠；繼電保護；可靠性；影響因素

1 繼電保護系統(tǒng)可靠性影響因素及保護失效分類

1.1 繼電保護系統(tǒng)可靠性特點

對于任何一個系統(tǒng)來講，保證其可靠性是首要也是最重要的任務(wù)，一個系統(tǒng)若沒有可靠性，其他性能就無從談起，也不是一個成熟可以完工的系統(tǒng)。對于電力系統(tǒng)而言，一次設(shè)備是其剛性結(jié)構(gòu)，二次繼電保護系統(tǒng)則是使電網(wǎng)順利穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。繼電保護可靠性的分析也是電力系統(tǒng)方向的一個重要研究課題。由于二次系統(tǒng)會受到具體運行環(huán)境以及自身運行情況的約束，使得其可靠性與失效性在時間維度上呈現(xiàn)出一定的隨機性而非確定性，這使得繼電保護系統(tǒng)的對策制定上復(fù)雜性大大增加。

因為繼電保護可靠性的各因素的耦合程度高，使得其在具體數(shù)學(xué)建模、各指標選取以及具體算法的分析上難度加大。分析約束繼電保護系統(tǒng)可靠性的相關(guān)因素，從電力系統(tǒng)整體考慮，保護裝置、保護裝置相關(guān)的通訊通道、保護定值、一次設(shè)備以及檢修或運行人員的人為因素都是在建模過程中必須考慮的要點。此外，具體電廠繼電保護的設(shè)計方案、設(shè)備配置方式以及電網(wǎng)實際運行情況也都在宏觀上影響著保護裝置的動作情況。從保護裝置而言，設(shè)計保護裝置的的軟、硬件以及裝置內(nèi)部的冗余邏輯等是影響裝置動作的內(nèi)部因素，在軟件具體方案框架設(shè)計上以及具體電路設(shè)計方面的都有這不小的難度。

繼電保護的失效也就是非正常動作可以分為保護誤動和保護拒動兩種，這在保護可靠性分析時必須要考慮，分析其失效情況的原因以及表現(xiàn)特點（是否可以檢測到），把其作為考慮因素作為繼電保護裝置可靠性分析的一個方面。下面具體分析。

1.2 發(fā)電廠繼電保護系統(tǒng)可靠性影響因素

1.2.1 裝置硬件

目前新變電站和發(fā)電廠的保護裝置全部是新型的數(shù)字化智能裝置，保護屏由各種硬件設(shè)施和軟件邏輯系統(tǒng)組成。數(shù)字電子系統(tǒng)的精確性比之傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)增加了不少，但是電子元件的精密性也帶來了更為復(fù)雜的系統(tǒng)不穩(wěn)定因素。如過熱會影響其使用壽命，導(dǎo)致功能輸出出現(xiàn)差錯，較多的光纖接口若因為發(fā)熱或其他因素導(dǎo)致其受到損壞，這會直接影響其采樣以及跳閘信號。

1.2.2 裝置軟件

繼電保護系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)同樣不可忽視，軟件系統(tǒng)的數(shù)學(xué)算法是系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心，算法的優(yōu)劣關(guān)系到保護動作的靈敏性與選擇性，是保護裝置的內(nèi)部靈魂。此外具體軟件的架構(gòu)、模塊形式以及用戶操作界面也影響到裝置的用戶體驗友好程度。在分析軟件的可靠性時，很難把其進行物理量化，只能定性分析，分析因素主要包含軟件設(shè)計原理、設(shè)計框架以及系統(tǒng)的使用方法和具體輸入/輸出模式等。

1.2.3 互感器等相關(guān)一次設(shè)備

電流、電壓互感器可以將電網(wǎng)一次側(cè)的大電流、大電壓變?yōu)槎蝹?cè)的小電流、小電壓。從而對電力系統(tǒng)進行保護、測量、監(jiān)控等。短路器則是具體的執(zhí)行輸出單元。對于微機保護，一般使用的是電磁繼電器，它的接線方式、傳變誤差的大小等方面都會影響到繼電器是否可靠正確動作。對于數(shù)字化系統(tǒng)，一般采用電子或光學(xué)繼電器，其本身的生產(chǎn)工藝以及相關(guān)配置導(dǎo)致繼電器的可靠性的不穩(wěn)定影響因素較多，這是其潛在的威脅。

1.2.4 設(shè)備老化

電氣設(shè)備隨著運行時間的增加，不可避免的會出現(xiàn)老化，如相關(guān)機械設(shè)備的磨損，受到事故電流沖擊造成的傷害及發(fā)熱引起的變形。一方面由于設(shè)備老化引起的機械損傷，在跳閘信號發(fā)出后，可能會引起斷路器拒動。另一方面設(shè)備老化會造成電氣絕緣能力的下降，這會引起保護裝置誤動。不管哪種情況，電氣設(shè)備老化會導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定運行的可靠性差，事故發(fā)生概率大大增加。這也是必須考慮的因素之一。

1.2.5 人為因素

上述分析的因素都是可以檢測控制的，只是實現(xiàn)控制的復(fù)雜程度不同。而人為因素則是不可控的因素。在變電站或者發(fā)電廠，對于運行人員，若其素質(zhì)不高不熟悉設(shè)備保護原理與電網(wǎng)運行方式，可能會導(dǎo)致運行人員誤碰、投錯保護壓板；對于檢修人員，若其技能水平不夠，會導(dǎo)致其不能及時發(fā)現(xiàn)故障并處理，在維護中可能護發(fā)生誤整定保護定值等錯誤。這些不可控的人為因素也是影響保護系統(tǒng)可靠性的重要方面。

2 繼電保護可靠性指標與提高可靠性的具體措施

2.1 可靠性指標

要具體分析繼電保護系統(tǒng)的可靠性，必須要有一套科學(xué)的量化指標和相應(yīng)的評價系統(tǒng)。這直接關(guān)系到保護系統(tǒng)可靠性分析的正確性，所以要有完善的規(guī)章制度來制定考核指標與評價系統(tǒng)。指標的制定首先要結(jié)合系統(tǒng)實際運行情況，必須滿足保護要求。其次在滿足使用要求及保持一定先進性的條件下，盡可能的有效控制資金成本。最后要根據(jù)硬件與軟件使用條件的不同確定與之相匹配的可靠性指標。，此外還要注意指標的可測定性原則。

2.2 提高可靠性的具體措施

2.2.1 完善規(guī)章制度

電力系統(tǒng)安全規(guī)程是一部電力工人血的教訓(xùn)，在以往的事后故障分析可以看出絕大多數(shù)的故障都是不按照安規(guī)進行操作導(dǎo)致的事故。同樣，對于繼電保護系統(tǒng)，制定一套完善的監(jiān)管機制可以有效預(yù)防保護誤動作，提高保護系統(tǒng)的可靠性。按照國家標準規(guī)程，各電力企業(yè)應(yīng)該結(jié)合實際情況，制定相關(guān)的設(shè)備運行和維護管理條例、責任人管理制度、事故預(yù)警與處理方案、設(shè)備定期校準與缺陷處理準則等。

2.2.2 定期檢查維護電氣設(shè)備

前文已經(jīng)提到，電氣設(shè)備的老化會造成保護裝置的誤動或者拒動，所以要減少這一因素的影響，必須檢修及運行人員定期對設(shè)備進行維護檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有老化現(xiàn)象，立即進行處理，由其對運行時間超過十年的設(shè)備重點進行檢查維護。

2.2.3 加強繼電保護運行操作的可靠性

在以往事故原因中，除了工作人員業(yè)務(wù)技能不夠以外，更重要的是工作人員在工作過程中缺乏責任感，沒有安全意識。工作技能與社會責任感缺一不可，只有二者都具備了才能增強運行檢修人員對保護系統(tǒng)的管理，盡可能的減少影響繼電保護系統(tǒng)的不可控人為因素。對于二次保護班成員，要求其掌握繼電保護工作原理、熟悉二次回路圖紙與接線，能夠準確及時發(fā)現(xiàn)保護裝置問題并及時解決。工作中，要與運維管理人員配合，在完成保護裝置檢修維護的同時，杜絕發(fā)生人身觸電事故。保證工作可靠進行，確保電網(wǎng)正常穩(wěn)定運行。

3 結(jié)束語

發(fā)電廠繼電保護系統(tǒng)的可靠性關(guān)系到電網(wǎng)是否能夠正常穩(wěn)定運行，本文從保護系統(tǒng)可靠性出發(fā)，研究了其可靠性指標以及提高可靠性的具體措施。

[1]李生虎，王京景，劉正楷.基于瞬時狀態(tài)概率的保護系統(tǒng)短期可靠性評估[J].中國電機工程學(xué)報，2009（25）.

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