继电保护不稳定因素及解决途径分析

继电保护不稳定因素及解决途径分析

韦荣幸

身份证号码： 45273019891014****

摘要：继电保护是电力系统的第一道防线，其可靠性至关重要。对于220kV及以上电压等级，主保护双重化配置是提高其运行可靠性的有效措施。自2015年起，国网220kV及以上电压等级交流电网保护双重化率已达100%。

关键词：继电保护;不稳定因素;解决途径;分析

引言

随着现代化发展进程的加快，传统的电力系统构成已经难以无法为生产生活提供稳定、优质的电力供应和配送，为有效解决这一问题，电力系统中必须要加强对继电保护技术的应用，以充分借助于继电保护装置来对系统起到重要的保护作用，维持电力系统的可靠运转。电力继电保护技术应用时，也常常会存在诸多的问题，各个电力企业均需要加强对继电保护各类故障的处理。

1电力系统对继电保护的基本要求

随着对电力系统的建设和发展，人们对继电保护装置提出了更高的要求，具体要求主要如下：①可靠性。电力系统在出现故障的时候，继电保护需要及时进行提醒，并且对其进行处理，争取最大限度降低故障的影响力，减少企业因电力故障而产生的经济损失；②快速性。当出现故障的时候，继电保护可以在第一时间对故障进行处理，这样可以减少对系统的伤害，并减少故障蔓延的范围；③灵敏性。电力系统出现故障之后，继电保护需要在第一时间内察觉出故障，并且迅速找到故障出现的位置，以防故障继续扩大；④选择性。在出现故障的时候，继电保护需要准确找到故障位置，不能出现一点差池。同时为了减少故障的危害，继电保护会根据之前就设置好的保护措施，进行各级保护选择式配合，对于上述的四个要求，每个要求之间都紧密相连，保证电力系统的稳定运行。

2影响继电保护稳定性的因素

2.1人为因素

对继电保护装置稳定性产生影响的根本因素就是人为因素，毕竟对于该装置来说，人为设置的可能性会更大一些，并且不管是安装还是维修，都会有人力的参与，每一步操作都会发生一些误差，对其产生一些较为严重的影响。①当电力系统人员在进行安装的时候，如果没有按照说明书严格操作，就会不符合电力系统运行的要求，导致电力系统出现故障；②安装人员在进行接线的时候，没有按照线路的性质进行连接，出现接线不紧密或者接错线路的情况，这个时候如果进行使用，就会导致线路故障，进而导致整个继电保护出现问题。除此之外，当电路出现故障，对继电保护进行维修的时候，维修人员没有按照规定进行操作，导致整个操作出现失误。

2.2硬件装置出现故障

目前双重化继电保护装置的Markov模型未考虑硬件失效、软件失效及人因失效的差异性，并且主要以保护装置整体为研究对象，忽略了继电保护核心元器件的差异性的影响，进而缺乏失效模式对双重化保护装置可靠性的影响分析。另一方面，若直接基于考虑核心元器件单继电保护装置Markov模型[4]扩展为双重化模型，则双重化模型将包含数百个状态，模型过于复杂，应用困难。有鉴于此，本文针对双重化继电保护装置，考虑继电保护装置的硬件、软件、人因等失效模式，并考虑CPU插件、电源插件等核心元器件，建立考虑核心元器件的双重化继电保护装置简化Markov模型；基于此模型，结合灵敏度分析核心元器件的失效模式的影响及其差异；并从可靠性和灵敏度两个角度对比单套与双重化保护装置的差异。

3继电保护不稳定因素的解决途径

3.1使用插值算法代替时钟源

所有的智能电子装置都需要同步对时，对时的信息流都是由同步时钟源发出的，传输过程是通过光纤完成的，也就是说，所有的智能电子装置想要正常工作，必须拥有一个准确的时间信息。采样的过程假如利用相同时间间隔的插值算法完成，计算的过程也根据固定的延时系统保护系统，收集数据的过程都是统一进行的，在一个时间节点，通过这样的操作让所有电子式互感器在一个时间点完成采样，就能够规避时间不准确带来的一系列麻烦，提升继电保护装置的安全性。

3.2替代故障零件的方法

电力系统的运行过程中，当出现继电保护装置的故障以后，在很多时候这种故障是由零部件失效所造成的，当出现了这种情况时，可以用新的零部件或者组件来替代，通过这种方式来判定是否是零部件故障所引起的继电保护装置故障，进而根据这种替代法来进一步确定故障原因与范围，采取必要的故障处理方式。替换法下，相关人员需使用相同性能且良好的零部件来替换怀疑存在故障的零部件，这种方式下，是对相关零部件的检验，根据这种方式能够将故障范围锁定在很小的范围内。一般情况下，当出现零部件故障时，需用备用或者暂时正在检修的且具有同功能的元件来加以替换处理，如果替换以后继电保护装置恢复正常的运行状态下，说明此零部件存在故障。

3.3继电保护装置核心元器件

双重化继电保护装置的可靠性与失效率的关系与单装置模型一致，即：随着继电保护核心元器件的硬件、软件以及人因失效率的增大，双重化继电保护装置的可靠性降低。同时，相比于单装置继电保护，在可靠性方面，双重化配置使不可用度降低2-6个量级，可有效提高继电保护的可靠性；（2）从反应影响程度的灵敏度角度看，不同失效模式的灵敏度排序结果一致，即：硬件失效影响远远超过软件和人因失效，同时，双重化配置使灵敏度降低2-6个量级，降低了失效模式的影响。因此，需要注意继电保护装置核心元器件的硬件质量，特别是电源插件。

3.4多级级差保护和电压时间型馈线自动化配合的配电网故障处理

电压时间型馈线自动化是一种重合器和电压时间型分段器互相配合的故障隔离技术。电压时间型馈线自动化操作使用唯一的不足点是，尽管分支线路故障有时也会使变电站出线断路器跳闸故障，在跳闸故障后还会后续导致全线或暂时性的停电问题，而将两级级差保护和电压时间型馈线自动化控制结合在一起能解决全线或短暂停电问题，具体措施如下：变电站10kV出线开关一般选择重合器，并在重合器上设置200ms到250ms的延时性保护动作；主干馈线开关应用电压时间型分段器进行设置；用户开关和分支开关采用断路器，同时还需额外配置0s保护动作延时时间和一次快速重合闸。

3.5减少电磁干扰

电力系统的继电保护装置运行过程中，电感和电容的耦合作用下，将会使得装置运行受到一定的电磁干扰，尤其是高频电流通过高压母线的情况下，高压母线周边会形成电磁场，二次回路在感应时同样会存在干扰电压的影响。一旦继电保护装置中的接地系统与电磁干扰情况不一致，将会使得继电保护装置在运行时存在误动现象。因此，为维持电力系统的可靠运转，为人们提供优质的电力服务，必须要在电力系统的设计过程中，适当降低设备的接地电阻，并在高频电缆中连接电容，通过这种方式来有效应对电磁干扰现象。

结束语

我国人口众多，因此用电需求量相较于其他国家就非常大，为了使我国人民的用电安全系数能够更高，继电保护装置的应用就不可忽视。其在解决电路故障和作出预备处理等方面有着极大的优势，在保证其可靠性、选择性以及灵敏性的前提下，实现对这个用电设备的极致保护。另外，为了满足发电厂智能化生产的需要，在选择继电保护装置时，应该配合自动控制系统，实现保护系统的自动化，从而提高对发电厂的保护效果和运行效率。

参考文献

[1]刘洋,李强.探讨电力系统继电保护不稳定原因及解决办法[J].决策探索(中),2019(05):47.

[2]陈静,侯彦虹.电力系统继电保护不稳定运行因素及相关处理方法的探讨与研究[J].中国设备工程,2018(01):79-80.

[3]林鹏程.浅析电力系统继电保护中的不稳定因素与对策分析[J].山东工业技术,2017(21):168.

[4]李敏.电力系统继电保护不稳定因素及其解决对策研究[J].电子世界,2017(08):149.

[5]陈慧,罗健,侯晋芳,杨平.电力系统继电保护不稳定因素与检查处理[J].山东工业技术,2015(05):204.