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摘要：变电站继电保护系统的安全运行，有着极为重要的意义和作用。本文阐述了继电保护的原理与理论基础，介绍了安全风险评价的相关指标。着重分析了如何对动态和静态两种硬件危险点进行控制，并简单描述了风险评价的模式与方法。
关键词：变电站 继电保护 安全风险 评价指标
1.概述
随着我国电网事业的不断发展，变电站中的智能化技术和应用程度日益提升。尤其是电子技术和通信网络技术的普及应用，极大的改变了变电站二次系统的信息传输方式，实现了数字化、智能化的自动控制。从物理结构来看，智能化变电站由“三层两网”的结构构成，即过程层、间隔层、站控层，及站控层网络和过程层网络。其继电保护系统则包含了电子式互感器、网络接口、交换机、合并单元、智能终端及保护装置等原件，涉及到诸多的环节和设备，有着较高的技术性和复杂性。在变电站现场工作中，即便出现很小的失误，有可能会造成极为严重的安全隐患和事故。因此，对变电站的继电保护系统进行有效的安全风险评价，对于保障电网的安全运行，避免因误操作而引起的人身伤害，有着深远的意义和影响。
2.原理与理论基础
变电站继电保护系统是一种可修复的系统，其安全性是指元件或系统在特定的环境条件和时间内，能够无故障的连续工作运行。应考虑继电保护的可靠度，看其能否在规定的条件和时间范围内，完成相应的工作功能，作为分析评价其安全性能的基础。记录在工作条件下，各次故障发生的平均时间，为安全分析提供重要依据。考察继电保护系统及设备的功能执行能力，以分析其能够进行正常工作的稳态概率。在进行继电保护作业前，先对保护装置进行运行状态分析，以确定是否存在异常情况。结合设备的判断情况，对整个电力系统实施检测，从而判断出电网运行中存在的的故障，以便有针对性的采取保护措施[1]。
3.安全风险评价指标
变电站继电保护安全风险评价的方法，大致经历了确定性评估、风险评估和概率评估三个阶段。而继电保护是以拒动和误动为主线的，其安全风险涉及到设备的安全、运行系统的完整、以及功能的可靠，其衡量指标可以分为概率、时间和频率三个类型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆概率是衡量变电站继电保护系统安全的重要指标，它代表了由元件与设备构成的系统，在额定的时间内对额定功率的完成能力。而时间指标则包括了从设备开始使用，到首次发生故障时间的平均值，以及故障之间发生的平均时间。频率也是衡量继电保护系统的一个重要指标，它反映了一定时间内，系统与元件发生正确动作的次数。上述指标并不局限于继电保护装置本身，同时还包括了其安装与使用的周边环境条件，以被保护元件发生故障的概率来对其进行评价。
4.硬件危险点的控制
在电力生产作业的过程中，存在诸多可能发生事故的设备、部位和场所，称之为作业危险点。如不能进行有效的预防和控制，可能会导致事故的发生。由于继电保护是在二次回路上展开的，在一次设备正常运行的条件下，涉及的工作面较广。因此，需要进行充分的作业危险点分析评估，严格的执行安全标准，有针对性的采取有效措施，对存在的各种不安全因素进行控制，以避免人为操作的失误而引发事故。在变电站现场工作中，继电保护工作包含了安装、调试、定期检查及维护处理等方面，所涉及的危险点课分为静态与动态两种。
静态危险点产生于涉及、制造及安装过程中，具有较为直观的特点，对变电站的安全运行会产生长期的影响。而动态危险点则是随着周围环境变化和时间的推移出现的，处于动态变化之中，且受人为因素影响较大。从理论上来说，变电站的施工现场危险点无处不在，应首先从作业的环境对危险点进行有效的分析捕捉。同时，现场的各种设备及使用的工具器械，也存在着危险点的可能。此外，在施工作业的过程中，还存在二次短路、多点接地、误接误碰、开关误跳等情况，应从作业中捕捉危险点。
5.风险评价的模式与方法
继电保护系统包含了诸多的元件，根据元件功能的不同，采用特定的连接方式共同构成系统。因此，元件的安全性及系统结构，决定了整个继电保护系统的安全性能及风险指标。以220kV智能变电站的继电保护系统为例，由主变保护、母线保护、线路保护和母联保护构成，采用彼此独立的双重配置。由于采用了PRP协议，在过程层网络中，实现了采样信号与保护跳闸信号之间的无损传输，有效增加了保护系统的安全性能[2]。
建模法、故障树法、框图法等，是常用的安全风险评价模式与方法。通过建立可靠性的模型，并选用电磁式互感器以突出数字保护的可靠性，元件故障采用指数分布，假定系统为同步。主变保护、合并单元与智能终端，采用组网方式进行连接，开关量信息的采集与跳闸命令的传输，通过网络协议来完成。而线路化的保护装置则是以光纤网络为基础的，采用SV接口模式，不仅能够满足数字化站的需求，还能够与传统线路进行保护配合。
模型建立后，先采用最小路集法与不交化算法进行计算。同时，采用串联与并联的方法，计算各保护的可靠性，以便对可靠性函数进行验证。通过比较计算可以发现，两种计算方法得到了一致的计算结果。但随着模型的增大，计算的复杂程度也在逐步增加。相对于其他保护类型来说，220kV的线路保护岗位合理。但母线保护由于涉及的元件较多而增加了结构的复杂性，因而降低了其可靠性，需要进行进一步的研究优化。
参考文献
[1]江成.继电保护可靠性评价及风险评估研究[J].电气工程与自动化.2013(12)
[2]周桂.模糊数学理论下智能变电站继电保护运行状态评价分析[J].电力科技.2014(35).
论文作者:徐子航,马亚威
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：变电站论文; 继电保护论文; 系统论文; 作业论文; 危险论文; 风险论文; 评价论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;