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摘要：本文主要围绕着继电保护装置展开分析，思考了继电保护装置的可靠性问题，同时，思考了继电保护装置在检修环节如何进一步提高检修的效果，明确了检修周期的最好选择。
关键词：继电保护装置；可靠性；检修；周期
随着继电保护装置的不断升级和进步，可靠性问题也变得越来越重要了，所以，进一步分析继电保护装置的可靠性，并提出更好的检修周期，这些都是极为重要的。
1、继电保护及其具备的基本性能
在电力系统运行中，为了能够从根本上保证供电的可靠性和系统的正常运行，就必须进行相应的继电保护。当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
灵敏性，反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。可靠性，在该动作时，不发生拒动作。快速性，能以最短时限将故障或异常消除。选择性，在可能的最小区间切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电。选择继电保护方案时，除设置需满足以上基本性能外，还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。
2、影响继电保护可靠性的因素
电力系统中的继电保护装置要求具有时效性、稳定性、灵敏性和选择性。时效性指当电力系统发生短路时，继电保护系统能够最短的时间内、以最快的速度切断故障所在的电路，尽可能降低故障的范围和因故障带来的破坏与损失，提高电力系统的稳定性；稳定性指继电保护装置要配合各个质量与技术性能优良的元器件以及正常的管理维护以保证系统的稳定；灵敏性指继电保护装置应当有必要的灵敏系数，在保护范围内的电力设备和线路发生金属性短路时能够及时做出反应，电力系统运行时对各类保护的最小灵敏系数有着具体的规定；选择性是指在供电系统正常工作出现故障时，继电保护系统会选择性的切除部分故障，断开例故障最近的断路器，保证电力系统的其他设备的正常运行。任何电力设备都不允许在没有继电保护装置的情况下运行。
继电保护装置在自动化系统中属于单元层，利用FPGA的特性，可以将几个单独完成的功能模块控制连锁、微机保护、数据记录和测量等放在一起统一实现与设计，能够提高效率、有效节约资源。
2.1硬件装置因素
电力网络由继电保护装置、辅助装置、装置的通信、通道及接口、二次回路及短路器等重要元件构成，这些元件的可靠性对电力系统和继电保护的可靠性都产生了重要影响。影响继电保护稳定性的硬件装置包括二次设备的回路及老化、电流互感器饱和、继电器触电松动、继电器参数不稳等。目前我国很多配电系统采用老式继电器，节点氧化层太多，压力不够，出口不可靠，容易造成误动。二次回路的交流与直流设计，如果遇到试验端子锈蚀和老化，接触的电阻过大，会引起误动或拒动。当系统失电或者严重低压时，直流部分的可靠性难以保证，更难保证事故情况下的的可靠动作。许多低压配电系统短路电流随着电力规模的不断扩大而变大，当变、配电所出口处发生短路时，导致电流互感器过于饱和，其变化的误差也随之变大，此时灵敏度低的电流就会速断保护造成拒动。许多继电器有触点松动或触电开裂或者触点尺寸偏差的问题，这样的问题对继电保护的稳定性影响很大。电磁继电器的零部件相称部门是铆装配合的，存在的主要问题是铆装处松动或结合强度差。这样的问题会导致继电器参数紊乱，当遇到高低温变化时，参数的变化较大，抗冲击和抗机械振动的能力差，对于电力系统的稳定也会产生影响。此外，电力系统的其他元件故障，如装置的通信、通道及接口、纵联差动保护的光纤、高频保护的收发信机等易于发生通信阻断故障，对继电保护的正确动作产生直接影响。
2.2软件和人为因素
软件方面影响继电保护稳定性的因素有：软件结构设计失误、需求分析定义准确度不高、测试不规范、编码错误、定值输入出错等软件因素，这些错误都将导致保护装置的误动或拒动。人为因素在造成继电保护故障中也占了一部分比例，主要表现在安装人员未按设计要求进行正确接线、接线中极性不正确或者检修、维护人员的误操作等。
3、继电保护装置最佳检修周期
继电保护装置在电力系统中发挥着重要作用，其正常工作与否将对电力系统的运行造成重大影响，因此如何提高继电保护装置的可靠性也就成为人们日益关注的重要课题。
对继电保护装置进行可靠性分析的目标是找出影响其可靠性指标的因素及设计中的薄弱环节，并且为确定其定期维护及检修的最佳时间间隔提供一定的理论指导，尽量减小保护装置误动或拒动的风险。对传统的继电保护装置来说，它不提供自检或状态监视的功能，因此需要严格执行定期检修，以发现保护装置潜在的缺陷或故障，减少误动或拒动的几率。在其元器件已选定的条件下，可靠性的提高在很大程度上依赖于最佳检修周期的确定。
对微机继电保护装置来说，由于通过自检能发现潜在的故障并报警，其误动和拒动的可能性大大降低，故而其检修周期应与传统的保护装置有较大的差别。目前，国内外已有一些关于保护装置可靠性评估的文章，但它们对保护装置状态划分并不全面。在进行可靠性分析时，常用的方法有概率法、马尔科夫模型法、故障树分析法等。
只有确保了继电保护装置的可靠性，才能够确保电网安全､正常的运行，同时在该基础上研究最佳检修周期才具有实用价值｡
采用Matlab仿真保护装置，分析β影响故障过程｡假如取β=0.98､1､3.92，就能够得出三种情况下的失效率曲线，具体如图1所示｡
图1三种情况的失效率曲线
从图1可以看出，当β<1时，失效率呈现出递减分布，是一条左半浴盆的曲线，设备从初始故障期的高故障转入到较低故障率偶尔故障期，体现出故障已经在逐渐改善｡而初始故障多主要是因为新投入电气设备的参数不稳定，因此造成了故障率比较高｡
当β=1时，其失效率为常数｡保护装置设备在运行时故障率较低，仅仅出现偶然失效期，因为在设备使用了几个月后就会逐渐朝着稳定方向发展，自然故障率也会明显降低，这个阶段故障率基本维持不变｡当β>1时，失效率表现出递增分布形式｡这个时段设备在耗损失效期运行，适合使用在老化失效或者建模磨耗，这是因为元器件及零部件老化､损耗及疲劳造成的，这个阶段发生故障几率为劣化｡
本研究中β<1､β=1､β>1(威布尔分布形状参数)三种情况下，正好和浴盆曲线三个阶段有机对应，所以寿命曲线就成为了浴盆曲线，而且这些设备均服从于威布尔分布｡
4、结束语
综上所述，在继电保护装置的研究过程中，要重点思考其可靠性问题，并对其最佳的检修周期进行分析和判断，本文基于此，分析了继电保护装置的可靠性和最好的检修周期，可以为今后的应用提供借鉴。
参考文献：
[1]张雪松,王超,程晓东. 基于马尔可夫状态空间法的超高压电网继电保护系统可靠性分析模型[J]. 电网技术,2016(13):94-99.
[2]陈学军. 基于可靠性经济分析的继电保护装置最佳检修周期[J]. 科技视界,2016(24):285-286.
论文作者:顾晗,付昊,赵文琦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
标签：保护装置论文; 故障论文; 继电论文; 可靠性论文; 电力系统论文; 继电保护论文; 周期论文; 《电力设备》2018年第2期论文;