摘要:继电保护装置是电力系统的自动化设备,其在一定程度上能够保障电力系统的安全运行。电力系统继电保护装置运行的可靠性指标计算不仅关系到电力系统运行可靠性指标的正确评估,而且关系到继电保护系统的正确评估及继电保护装置的正确使用、改进和完善。所以如何能够更加合理地对保护装置的运行可靠性指标进行计算在当前是一个非常值得探究的问题。
关键词:电力系统;继电保护;可靠性指标
一、电力系统继电保护装置基本概述
继电保护装置可以说是电力系统中的保护控制单元。由于电力系统较为复杂,若其中的任何环节发生故障,都有可能导致其线路运输不稳定,或是大面积的停电断电现象。所以,在电力系统中设置保护控制单元特别重要。若电力系统的某线路或是电子设备、电器元件在运行过程中发生故障,那么势必会对整个系统是否能够继续运转构成影响,而此时继电保护装置便会起到一定的作用。首先继电保护装置向系统控制单元发出事故警报信息,或是自动切断故障电源部分,防止电气设备或是线路由于电气故障进一步损坏元件本身,同时切断故障电源也是为了电气损坏进一步蔓延,造成更大面积的经济损失。经过多年的运行经验总结和一些新技术的更新发展,继电保护器在多个方面有了明显的提升效果,尤其是在使用性能方面,在电力系统中所能发挥的作用更加全面。但是还是有很多疏漏的地方,较为严重的时继电保护器的可靠性亟待解决。
二、继电保护系统可靠性影响因素
2.1装置硬件
无论是微机保护还是全数字化保护装置,实际上都是由若干电子设备和软件构成的有机整体,而电子设备的老化和损坏会直接影响保护装置和系统在规定条件下完成规定功能的能力。例如,全数字化保护装置的硬件结构虽较微机保护的简单,但其装置增加了较多光纤输入、输出接口,也带来了新的可靠性问题,若光口因为发热等原因损坏,将直接影响釆样值的输入和保护跳间的输出。影响继电保护硬件系统可靠性的因素还包括运行维护水平及运行环境的干扰等。
2.2装置软件
硬件是实现保护功能的平台,软件算法是实现保护功能的核心,因此软件的可靠性对继电保护系统能否正常工作具有极大影响。软件的可靠性很难根据物理要素进行预计,而主要取决于原理性能、系统输入、系统的使用和软件设计等。
2.3二次回路
二次回路绝缘老化、线路裸露导致接地或者元件连接接触不良、松动均可能给保护的正确动作造成不利影响。全数字化保护系统采用高速网络通信代替了二次电缆,二次回路具备了自我监测的能力。电子式互感器与保护装置之间的光纤链路、交换机若出现断链或故障,保护装置接收不到报文就会及时发出告警。同理,保护装置与断路器之间出现断链或故障,断路器的智能终端也会及时告警,这为克服二次回路给保护可靠性带来的影响提供了技术条件。
三、继电保护装置运行可靠性指标
3.1常用的继电保护装置可靠性指标
在当前我国的电力行业的发展过程中,电力系统的继电保护装置的可靠性指标的作用愈来愈重要。电力系统的可靠性主要就是通过可靠性指标进行衡量的,这些指标主要可以分为概率指标、频率指标和时间指标。其中频率指标方面就是正确的动作率,也就是在一定的期限之内,被统计的继电保护系统正确动作的次数和总动作的次数比。而在概率指标方面主要就是一个元件、设备或者系统在预定的时间当中,并在规定的条件下所完成的规定功能的概率,针对继电保护的系统来讲这一概率指标就是继电保护系统对工作完成的可靠性的表述。在时间指标方面主要就是系统故障从开始使用一直到发生的故障的平均时间。
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3.2继电保护装置的运行可靠性指标
继电保护装置主要就是起到故障发生之后快速隔离的作用,以及保护一次设备不受到过电压和过电流等的损害。在继电保护装置的主要故障模式是拒动和误动。在一个或者是多个断路器在发生故障而拒动时,电力系统就会出现比较严重的故障,在输配电系统中继电保护和控制系统一般是集成在一起的。在电力系统中,继电保护是一个比较严密的串联系统,在其中的任何一个环节发生了故障都会使得继电保护系统的功能得不到正常的发挥,这样就会使得继电保护系统失去其可靠性。
继电保护装置主要运行的状态可以分为正确和不正确两种状态,同时在运行可靠性的指标方面也分为正确工作率和不正确工作率。在正确工作方面主要就是电力工作人员的精心设计、计算整定和调试之后的工作状态。继电保护装置的正确工作率指在保护区内的故障正确动作次数乘以百分之百,而不正确动作率就是保护区内故障拒动次数加上正常运行时候的动作次数以及区内和区外的故障误动作乘以百分之百。在这一过程中,正确的工作就涵盖着正方向以及反方向区外故障的正确不动作以及在正常运行状态中的正确不动作。
四、电力系统继电保护装置运行可靠性指标的优化措施
4.1可靠性计算指标规范化
首先要将区外正确无运行行为的状态纳入继电保护装置的正常运行的指标范围内,这样可以正确高效的促进性能指标和系统的进一步完善;其次要对正确工作率的指标进行精细划分,详细标注区内外正确与不正确动作的概念,甚至正反方向也要进行区分,对故障和正常运动时的行为和误动元素进行甄别,帮助相关管理研究人员对继电保护装置深层次研究。但是,怎样更好的对电力系统继电保护装置的可靠性指标进行合理计算,是需要业内人士长远探讨改进的大课题。
4.2人工智能技术的应用
人工智能控制器更便于操作,不需要控制对象的模型。人工智能控制器可以自己去进行调整,根据各部分响应时间和下降时间的不同做出判断。比如说模糊逻辑控制器要比高级PID还要快四倍左右,在提升上也要快到两倍左右。相比于古典控制器,人工智能的更容易使人接收。人工的智能化技术对于传统的智能技术来说,可以忽略掉很多不确定的影响因素,根据自身的性能来调整数据分析状态。在现场不需要诸多专家的现场指导也可以根据采集到的数据来自动完成一系列操作,甚至达到语音操控的功能。不同的智能化技术使用要根据现场的实际情况来决断,例如相对于某些特殊的对象,不采用人工智能的方法也照样可以达到预定的目标效果,但是对于一些其他的操作对象来说就不然。要实现诸多的自动化工序,还需要稳定的系统技术才能够达到。
五、结束语
电力系统在社会工业生产和人们生活中发挥着不可替代的作用,在信息技术不断更新发展的大背景下,人们对电力系统的功能不断提出新的要求,以满足工业和社会生活的更多需求。在这种情况下,电力系统进行了不断的升级,这对电力继电保护装置也提出了更进一步的要求。在电力继电保护装置中,继电保护装置运行的可靠性指标对电力系统能否安全稳定的运行有着至关重要的作用。
参考文献:
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作者介绍:
张雄杰(1981.10.26),性别:男;籍贯:重庆;民族:汉;学历:本科;职称:技师;职务:变电二次设计;研究方向:变电站二次系统;单位:四川南充电力设计有限公司遂宁分公司;
论文作者:张雄杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
标签:保护装置论文; 可靠性论文; 电力系统论文; 继电论文; 指标论文; 正确论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第28期论文;