【摘要】隨著電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，其保護(hù)與控制系統(tǒng)受到科研人員的高度關(guān)注。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中總會出現(xiàn)或多或少的故障。例如：單相接地短路故障、兩相短路接地故障、三相斷線故障等，當(dāng)線路發(fā)生故障后，人們總想將事故的范圍縮小到最小范圍，即當(dāng)主線上某條線路發(fā)生故障，可以將該線路切除，然后保證主線路上其它線路正常運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置就起到了這方面的工作，它本質(zhì)上為電力系統(tǒng)中自動化系統(tǒng)，可以在極短的時間內(nèi)對故障線路進(jìn)行切除或發(fā)出紅色報警信號，以便提示相關(guān)工作人員及時進(jìn)行處理，從而保證整個系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的工作。繼電保護(hù)按照保護(hù)對象不同可以劃分為輸電線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)等；按照原理可以劃分為電流保護(hù)、電壓保護(hù)、零序保護(hù)、距離保護(hù)等，按照保護(hù)所起的作用可以劃分為輔助保護(hù)、近后備保護(hù)、遠(yuǎn)后備保護(hù)等。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)繼電保護(hù)；故障運(yùn)行；繼電保護(hù)裝置

1、繼電保護(hù)及自動化裝置可靠性意義

在整個電力系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)了短路或者過載現(xiàn)象時，繼電保護(hù)裝置就會發(fā)生動作，及時對電源進(jìn)行切斷，防止由于過電壓或者過電流損害到電力設(shè)備。由于受到運(yùn)行環(huán)境的影響，設(shè)備的工作時間較長后便會出現(xiàn)設(shè)備老化問題，再加上電磁干擾等外部原因的影響，繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過程便會暴露出很多質(zhì)量問題，常見的故障問題包括不動作或者誤動作等。如果出現(xiàn)不動作就有可能導(dǎo)致電力設(shè)備由于過電壓或者過電流而出現(xiàn)不可逆損壞，為電力企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失；如果出現(xiàn)誤動作就有可能使得電力設(shè)備突然斷電，必然會對電力用戶的正常生產(chǎn)或者管理造成不良影響。自動化裝置在電力系統(tǒng)中同樣發(fā)揮重要作用，其可以實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的自動檢測，比如電壓、電流以及頻率等，同時還可以及時反饋線路的運(yùn)行溫度并對電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效控制。利用自動化裝置電力系統(tǒng)就能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測以及控制。該裝備構(gòu)成復(fù)雜、功能較多，設(shè)備一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題就很有可能導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，對企業(yè)的正常生產(chǎn)造成負(fù)面影響。

2、繼電保護(hù)其自動化裝置可靠性的內(nèi)容

一般情況下，無論從輸入或輸出狀態(tài)考慮，其裝置構(gòu)成都十分復(fù)雜。由于繼電保護(hù)對整個電力系統(tǒng)正常工作有很大幫助作用，因此需要設(shè)定多種可靠性指標(biāo)來進(jìn)行表征，當(dāng)然為了降低系統(tǒng)冗余，過多的可靠性指標(biāo)也沒必要。全球不同國家采用的繼電保護(hù)可靠性指標(biāo)體系不同，根據(jù)我國的具體現(xiàn)狀，目前我國普遍采用以下幾個可靠性指標(biāo)來表征繼電保護(hù)及其自動化裝置的可靠性：①成功率，該指標(biāo)主要用來表征繼電保護(hù)產(chǎn)品是否能在特定的環(huán)境中完成指定功能，實(shí)驗(yàn)室條件下用實(shí)驗(yàn)成功概率來表示。②平均無故障時間，該指標(biāo)針對一些可以修復(fù)的產(chǎn)品來說的，表示兩個故障之間正常工作時間的平均值，繼電保護(hù)裝置為可修復(fù)性產(chǎn)品，因此選擇該指標(biāo)十分合適。③有效度，這個指標(biāo)可以反映繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中的可靠性，具體的有效度表達(dá)式為A=TMIBF/（TMIBF+TMTTR），式中，A是有效度，而TMTTR表示為修復(fù)所用時間，即產(chǎn)品發(fā)生故障與修復(fù)故障所用的平均時間，TMIBF表征的是系統(tǒng)平均無故障所用的時間。

3、繼電保護(hù)與自動化裝置的工作特點(diǎn)及基本要求

3.1繼電保護(hù)與自動化裝置的工作特點(diǎn)

電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，如出現(xiàn)負(fù)荷過載，線路斷路等，就需要繼電保護(hù)識別并可靠動作。當(dāng)然，電力系統(tǒng)在整個運(yùn)行階段發(fā)生故障的時間較少，所以繼電保護(hù)及其自動化裝置動作并不是十分頻繁。繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障的類型包括兩種：拒動或誤動故障，拒動主要是指繼電保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)發(fā)生的故障無法及時的動作，從而使故障繼續(xù)存在，針對一些嚴(yán)重故障如三相短路，那么不及時切除對整個電力系統(tǒng)的危害將非常嚴(yán)重，有時會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰；誤動作相比來說影響小，但不利于電力系統(tǒng)供電可靠性，誤動作主要是指由于裝置本身的問題，當(dāng)系統(tǒng)還是正常狀態(tài)時發(fā)生了切除操作，給電力用戶帶來了經(jīng)濟(jì)損失。自動化裝置是為了應(yīng)對電力系統(tǒng)而專門設(shè)計(jì)的實(shí)時監(jiān)測控制，自動化裝置主要的故障為無法確保運(yùn)行參數(shù)與傳輸參數(shù)的準(zhǔn)確性。

3.2電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的基本要求

①選擇性，即系統(tǒng)發(fā)生故障后，應(yīng)能準(zhǔn)確識別故障點(diǎn)，然后將故障點(diǎn)較近的斷路器進(jìn)行切除，以便保證非故障部分的工作不受到影響。②靈敏性，該要求需要輔助裝置進(jìn)行評價，通俗的來講就是在一定保護(hù)范圍內(nèi)可靠動作，值得一提的是電流保護(hù)和電壓保護(hù)因?yàn)閯幼髟聿煌?，其靈敏度定義公式也不同。③速動性，眾所周知，電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，前期的快速處理非常關(guān)鍵，它嚴(yán)重影響著電力系統(tǒng)安全性，實(shí)際環(huán)境中應(yīng)將被保護(hù)設(shè)備的損壞程度降低至最小，增加系統(tǒng)電壓或電流恢復(fù)速度，以此可以改善電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性。④可靠性，所謂可靠性就是繼電保護(hù)及自動化裝置可以在故障發(fā)生時可靠動作，以此來降低系統(tǒng)故障發(fā)生的范圍。另外，需要對保護(hù)裝置進(jìn)行重新整定計(jì)算，以確保裝置內(nèi)部的各元件可靠動作，通過采取合理的運(yùn)行管理措施，能夠確保繼電保護(hù)裝置有效動作。

4、提高繼電保護(hù)與自動化裝置可靠性的措施

4.1冗余設(shè)計(jì)及優(yōu)化措施

繼電器裝置設(shè)計(jì)時，為了確保繼電器具有容錯功能可以選用硬件冗余。這里所說的容錯技術(shù)是指當(dāng)繼電器中某些裝置發(fā)生不正常工作時，可以保證系統(tǒng)整體性能。可以采用并聯(lián)或備用切換等來降低繼電保護(hù)拒動或誤動概率。在實(shí)際的工程實(shí)踐中，需要將冗余方法與繼電保護(hù)實(shí)際運(yùn)行狀況緊密結(jié)合，以此來確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)，通常情況下，可以選取硬件冗余來建立投入成本小、裝置數(shù)量少的目標(biāo)。

4.2提高繼電保護(hù)裝置的可靠性

繼電保護(hù)裝置投入運(yùn)行后，需要對裝置的所有指標(biāo)進(jìn)行合理、準(zhǔn)確計(jì)算，對于裝置運(yùn)行是否準(zhǔn)確、區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障識別等需要進(jìn)行審核；與此同時，對于繼電保護(hù)的二次控制回路需要采用相應(yīng)配套的輔助裝置，這些輔助設(shè)備對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的安全可靠運(yùn)行有很大影響，因此，對于這部分裝置的可靠性檢測需要給與高度重視，對部分重要設(shè)備可以采用多種措施進(jìn)行可靠性驗(yàn)證。

結(jié)語：

電力是最清潔的二次能源，與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，通過電力的生產(chǎn)使供電公司獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時，作為電能的使用方，用戶也獲得了較高的生活質(zhì)量，繼電保護(hù)裝置在我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行方面有至關(guān)重要的作用，做好繼電保護(hù)及自動化裝置可靠性研究對整個電力系統(tǒng)有極高的價值，它可以提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，能有效增加電力服務(wù)質(zhì)量，給人們的生活帶來幸福，有關(guān)部門需要對其進(jìn)行廣泛研究，制定全面的可靠性確保制度，為后續(xù)電力系統(tǒng)的發(fā)展與進(jìn)步提供堅(jiān)強(qiáng)的后盾。