继电保护可靠性及其风险评估研究杨正群1

继电保护可靠性及其风险评估研究杨正群1

杨正群1黄永庚2

（1.华能澜沧江水电股份有限公司黄登•大华桥水电厂云南怒江州671400；2.华能澜沧江水电股份有限公司乌弄龙•里底水电厂云南维西674606）

摘要：电能与人们日常生活息息相关，紧密联系，是人们生活中不可或缺的重要能源之一，在人类社会和经济的发展进步中起到重要的保障作用与推动作用。随着我国社会经济迅猛发展，对电力系统运行的稳定性、安全性提出了越来越高的要求。继电保护是电力运行的重要组成部分，是确保电力系统稳定运行的重要举措。本文主要分析了如何做好风险评估，提高继电保护的可靠性。

关键词：继电保护；可靠性；风险评估

继电保护系统对电力系统的正常运转起到了很重要的作用，继电保护是指在检测电力系统运行的过程中，根据电气量变化(电流异常增加、电压异常降低及其测量抗阻异常等)来判断所保护单元的运行状态，一旦发现存在故障，即刻根据故障类型及其故障发生点来执行切断相应故障点的操作。继电保护是保证电力系统安全运行的重要装置，当下，继电保护运行中存在一些安全风险，如若判断失误，执行了错误的保护操作，就容易引发电力事故。因此，做好继电保护风险评估作业，提高继电保护可靠性就显得尤为重要和紧迫了。笔者结合实际经验，对继电保护可靠性及其风险评估提出了几点思考。

1继电保护系统的可靠性定义和评估指标

1.1继电保护系统可靠性定义

所谓继电保护系统就是针对电力系统安全运行中的的一些故障和异常情况，比如继电系统的发电机故障、变压器故障、输出线路故障以及母线故障等，当系统出现上述故障时，继电系统会根据已有的设计自动切断信号，相关人员第一时间发现继电系统问题，这样就可以保护继电系统的安全，从而保障继电系统的可靠性运行。继电保护系统装置存在，避免了电网故障导致的电网大面积和长时间断电情况。具体来说继电保护系统目的在于保护电力系统的正常运行，电力系统内部一旦处于保护的系统中的电气设备发生任何故障，继电保护系统就会立发出警报提示，切断信号，自动跳闸。如果继电保护系统发生故障而为及时发现，会对继电设备系统进行损伤，造成设备非正常运行，继电保护系统的可靠性是电力系统的基本保障。

1.2评估指标

依据继电保护系统工作原理，我们可以看出，继电保护系统最为关键的两个问题是错误性动作和拒绝性动作。因此我们要根据继电保护系统的两个关键性指标进行可靠性评价，目前我们选取一下几个指标进行继电系统的可靠性评价，评价指标如下：

（1）概率表示指的是继电系统及其设备和元件在一定的工作时间内或额定时间内可以完成的额定功能的几率；（2）时间表示简写为MTTF，是指继电保护系统设备使用到设备出现故障所经历的平均时间；（3）频率表示，继电系统的机电设备在一定的运行时间内可以明确统计出来的设备元件正确动作和总动作次数之间的比率。

2继电保护可靠性的计算方法

继电保护可靠性的计算是我们保障继电装置使用的关键问题。采用合适的计算方法对于继电保护设备元件的可靠计算至关重要。目前广泛应用的继电保护的计算方法包括故障树法、Markov模型法和GO法等。

2.1故障树法

系统可靠性分析方法就是建立分析系统的评价模型，利用评价模型可以全面的了解继电设备的中存在的问题，并可以判断继电系统的薄弱设备，从而对继电设备系统进行可靠性评价。故障树法就是利用逻辑分析方法，建立故障分析的层次性，使设备运行的问题非常明确。故障树法层次清晰，目标明确，逐层分析，是行之有效的继电保护系统可靠性分析方法。

2.2Markov模型法

继电保护可靠性是随时间不断变化的，Markov模型正是这样一种根据时间变化考虑变量特征的分析方法，我们利用Markov模型可对继电系统的设备元件进行有效评价。考虑时间变化分析是在已知时刻t0的问题，分析在t>t0状态的设备可靠性。

2.3GO法

我们采用一种系统的概率分析，以成功为导向，输入时间进行GO法计算。GO法可以操作符号流和信号流，进行逻辑分析。

3继电保护可靠性的影响因素

3.1装置的硬件方面

微机保护也好，全数字化的保护装置也好，本质上都是由一个包括若干电子设备以及软件在内的有机整体。所以一旦电子设备遭到损坏或是出现老化问题，都会使继电保护装置、系统规定条件下规定功能的完成能力受到最直接的影响。以全数字化的保护装置为例，相较于微机保护，其硬件结构更为简单一些，但是因为有更多的输出接口和光纤输入接口在全数字保护装置之中，所以在可靠性方面又给其带来了新的问题，如果光口由于发热等原因出现损坏，就会对采样值输入以及保护跳闸输出产生直接的影响。

3.2继电保护装置自身质量问题

某些继电保护装置的生产厂家在利益的驱动下会生产一些质量不达标的产品，使得装置本身出厂时在配置与调试上就存在各种问题，再加上很多时候企业方面的工作人员为了省事，往往都不会在装置验收、安装环节进行二次检测，留下安全隐患。

3.3装置的软件方面

如果说硬件为保护功能的实现提供了平台，那么软件算法就是保护功能实现的核心，也就是说继电保护系统是否能够正常开展工作在很大程度上会受到软件可靠性的直接影响，而软件的可靠性则主要受原理性能、软件设计、系统使用以及系统输入等因素影响。

3.4电磁干扰

微机保护装置是近些年来电力系统比较常用的一种继电保护方式，具有准确率高、操作方便等优势，从现阶段的发展形势来看，其很有可能取代其他保护装置。但缺点是在其运行的过程中会有电磁场产生，继电保护的可靠性很容易受到电磁波的干扰，产生不利影响。

3.5滤波

能够滤除掉信号中特定波段频率的就是滤波，对于外界干扰有极强的防止作用和抑制作用。源自通信理论的滤波还指以观察得到的某个随机过程结果为依据，估计另一个与其有关的随机过程概率的理论、方法，可以从包含干扰信号在内的信号中将有用信号提取出来。一般情况下，外部干扰进入的途径都是接线端子，所以为了抑制干扰源，可以于各个外接端子处对接一个适宜的电容器。

评估风险事件出现之后带来的损失及影响就称之为风险评估，其除了包括对事故出现后可能造成的后果的评估之外，也包括对出现风险事故的机率的评估。事实上，风险评估主要是对评估风险事故所带来的消极影响，同时在对风险事故所造成的后果及风险事故出现机率加以全面考虑的基础上对概率分析办法及确定性分析办法加以拓展，这样不仅可以实现对某个设备进行评估，也可以实现对整个系统进行评估。目前模拟法及解析法是评估电力系统风险过程中使用较为广泛的方法，与其他评估风险的办法相比，以上两种办法的可靠性更高。

尽管解析法的模拟精确度较高，逻辑关系也相对比较明确，且概念也比较清楚，可它并不适用于评估那些较为繁杂的系统的可靠性，因为其在建立数学模型时存在着一定的难度；而原理相对较简单的模拟法不会受到过多的限制，其比较适合用来评估大型系统的可靠性。因此，在具体的使用过程中，通常需要把这两种办法结合起来使用，以得到更加精确的评估结果。

5结语

伴随当前社会经济的不断发展，电力在人们的日常生活中起着越来越重要的作用，因此需要对继电保护系统进行不断保护。同时继电保护技术也逐渐发展到信息化程度，呈现了保护、测量、控制和通信的一体化发展。如此，在继电保护方面，工作人员有着更加艰辛和复杂的工作任务。在继电保护技术方面，我国当前还处于初步阶段，唯有通过不断的努力才能有利推动继电保护技术的发展，推动电力系统的稳健发展。

参考文献：

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[2]提高10kV供电系统继电保护可靠性研究[J].李健.智能城市.2017(07)

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[4]论继电保护可靠性的提高[J].艾奇,刘大鹏.机电信息.2012(36)

[5]继电保护可靠性研究综述[J].吕赞敏.科学大众(科学教育).2015(08)