电力系统继电保护装置运行可靠性指标探讨论文_陈洪健

电力系统继电保护装置运行可靠性指标探讨论文_陈洪健

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摘要:继电保护作系统在电力系统中对于切除故障设备或者线路、减少故障规模扩大化有着重要的作用。继电保护系统能够及时的反映

出设备的异常情况和故障情况,进而发生保护动作,保障电力系统的运行。继电保护系统面临的风险因素主要包含保护的误动或者拒动,导致系统故障不能及时切除或者切除正常运行线路和设备,造成损失。本文主要对电力系统继电保护装置运行可靠性指标进行分析探讨

关键词:电力系统;继继电保护;运行;可靠性;指标

一、继电保护装置的原理

我们把在电力保护系统中,当电力元件产生故障时,能够及时的给运行值班人员发出警告信号并且对其控制的断路器执行跳闸命令,及时终止因故障所可能带来的一切后果的一种设施和自动化措施,能够实现这种自动化措施的成套硬件设备叫做继电保护装置。继电保护装置是通过正确区分出现故障的区域和安全区域,进而发出警报信号或者将故障去切除。在此过程中,能够准确的区别保护的原件的正常运营与否是关键,还要看是去是故障还是区外故障。继电保护系统的基本任务是要迅速、自动、准确的将故障的原件从系统中切除或者是发出信号让保护着接收到,同时还需要反应不正常运行中的原件,此时不需要迅速的发生动作只需要将信号反映出来即可,此外,还需要能够自行的作出反应,对系统的问题能够简单解决,不需要报告给相关的人员,这样节省时间同时更加的实现了智能化。电力系统出现故障后,发生变化的主要特征有几点:电流增大;电压降低;电流与电压之间的相位角发生改变;测量阻抗发生变化。出现不对称短路的情况时,相序分量出现,如两相或者单相接地短路时,将会出现负序电压和负序电流分量;如果是单相接地时,则会出现负序和零序电压和电流的分量。这些是在正常情况下不会出现的现象。由此可知,利用在故障时电气量出现的变化,就可以构成各种原理下的继电保护。

二、继电保护运行可靠性的影响因素分析

电机系统继电保护装置实质上是一种自动装置,其主要功能是维护电力系统运行的稳定、安全。在电力系统出现故障时,便会由继电保护装置发出相关的故障警示,当电力系统监控人员接受到警示信息后,可根据其警示信息,大概判定故障产生位置及造成原因,并立即采取相关措施,有针对性地进行故障排查与诊断,进而在最短时间内解除故障。继电保护装置一经安装,便能立即投入使用,其对电力系统的监控,会以事先设置的整定值为标准,当电力系统出现任何异常变化时,便会遵照正常程序码切除故障,而在电力系统无异常变化时,则维持不动作状态。通过上述继电保护装置的运行,表明了其继电保护的可靠性。而在电力系统正常运行时,继电保护装置发生“正确动作”,并提出故障警示;或在电力系统运行异常时,未能发生动作、拒动,这两种情况均为继电保护装置的不正确动作,其在很大程度上影响到继电保护的可靠性。并且,在电力系统内,继电保护装置的“无选择动作”或“误动”,都可通常自动重合闸来解决,而继电保护装置出现的“拒动”,则解决起来较为困难,并且其故障造成的后果极为严重,如处理不当,则极易引发整个电力系统的崩溃。

三、继电保护运行可靠性指标分析

电力系统继电保护装置运行可靠性指标计算,不仅仅关系到电力系统可靠性指标正确评估,同时还与继电保护系统正确评估以及保护装置的使用和改善密切相关。

可靠性是继电保护系统运行性能的根本要求,要求保护系统在该动作时动作,保证切除故障设备或者线路。在对继电保护长期可靠性水平或者是短期内的风险评估中,不仅需要对可能出现的各种状态进行计算,而且要对各种严重程度进行量化计算。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆至今,国内外对继电保护可靠性计算主要是以继电保护系统和继电保护装置为研究对象,一般有功能可靠性和设备可靠性两个指标,一些专家也认为应该包括系统完好度等方面内容。

功能可靠性是站在一次系统的位置对工作中的继电保护系统正确工作概率的描述,可靠性跟继电保护误动作和拒动的概率有关;设备可靠性则是站在二次系统角度对运行的继电保护系统随时处于正常工作状态的描述。根据不同的可靠性计算方法,继电保护系统可能包含了继电保护装置、通讯通道、一次设备(电流、电压互感器、短路器和自动重合闸装置),以及一次系统的运行状况。

在可靠性研究发展过程中,通常采用的方法有概率法、故障树分析法和马尔科夫模型法等。在继电保护可靠性研究起步阶段,国内普遍采用“正确动作率”对一定时间内继电保护装置正确动作次数与总动作次数相比较进行可靠性描述。该方法不能全面反映保护可靠性,可能造成可靠性计算值过低等。经过多年研究发展,对继电保护“正确动作率”的计算方法日趋完善,但由于继电保护拒动和误动机理复杂,保护可靠性评估指标难以统一,这在一定程度上增加了对可靠性建模和评估难度。

目前,继电保护可靠性评估中通常采用的是解析法,例如故障树法、Markov 模型法。故障树法基于系统的故障模式,借助瞬间照相方式对过程进行演绎推理,通常需要先求解最小割集,对最小割集概率进行计算得出系统事件概率。但是,故障树形式与实际系统一致性很难确定,因此,有专家引入了成功流法(Goal Oriented,简称 GO 法),该方法与传统解析法相比,能够反映系统与部件间的逻辑关系,适用于系统结构较为清晰,部件关系明确的系统,且更加侧重于模拟和仿真计算分析。

四、提高继电保护运行可靠性的措施

继电保护系统的可靠性,在很大程度上取决于继电保护装置设计合理性及装置自身质量。并且,在继电保护装置安装使用后,还会受到工作环境、维修人员等外界各方面因素的影响。因此,要提高继电保护可靠性,必须综合考虑到各方面因素,制定合理的继电保护装置设计安装方案,并选用质量有保证的继电保护装置,同时采取科学的预防措施,以最大限度提升继电保护可靠性。其中,需注意以下几点:(1)严格按照相关制作标准,进行保护装置的生产制作,确保其装置的高质量,严防劣质材料或元件混入到装置生产中去。其中,还应选择口碑较好、售后服务好的厂家。(2)在设计晶体管保护部件时,需考虑到其他因素,包括高压电流、切合闸操作电弧等可能造成的影响,优先选择将其安装至隔离于高压室的位置。此外,在条件许可时,还可配备空调,以避免环境污染到晶体管。继电器底座与外壳间,通过添加胶垫进行密封,来有效隔绝外部空气存在的灰尘及其他污染物质。(3)增强电力监控及继电保护人员的责任意识及整体专业技能水平,结合电力系统的实际运行状况,制定合理的应对措施,并保护整定值准确及匹配合理。(5)注重对继电保护装置的运行维护,一旦发生任何故障,需在第一时间采取有效措施,处理好故障问题。(5)为提高电力系统运行的稳定性,需在继电保护系统内设置多种措施,以增强其对电力系统故障的快速切除功能。

结束语:

电力系统的运行的可靠性具有十分重要的意义。继电保护运行的可靠性直接影响着电力系统的正常运行,因此对影响继电保护运行可靠性的因素进行深入的分析,并进行科学有效的处理,则是保证电网正常运行的关键。

参考文献:

[1]沈丽名.简议 10k V 母线的继电保护[J].科技资讯,2009(2).

[2]张亚萍.电力系统继电保护常见典型故障及保护措施[J].科技与企业,2012(8).

[3]谢冰.配电系统继电保护存在的问题及改进措施[J].科技创新导报,2008(6).

论文作者:陈洪健

论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/15

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