继电保护可靠性及风险评估研究

继电保护可靠性及风险评估研究

樊欣

（国网上海浦东供电公司上海市200122）

摘要：随着电网运行的日益复杂化，继电保护系统作为电网正常运行的首要保护屏障，对电网的安全稳定运行发挥着重要的保护作用。本文对继电保护的可靠性及影响可靠性的因素进行分析，以期对电力系统安全稳定运行提供坚强的保证。

关键词：继电保护；可靠性；风险评估

前言

继电保护系统作为电网正常运行的首要保护屏障，对电网的安全稳定运行发挥着重要的保障作用。为使继电保护系统正确发挥保护作用，必须合理的配置继电保护装置，并对其进行适当的风险评估，增强继电保护的可靠性。

1继电保护的工作原理

继电保护是在对电力系统运作进行监测的过程中，根据电压非正常减小、电流量非正常加大或测量抗阻异常等这些电气量的改变，来判断被保护单元处于正常状态或者异常状态，继电保护通过监测这些可测变化，如果发现故障，要根据所判断的故障点和故障类型，自动实施切断对应故障点的操作，并将警报信号及时传递给值班人员。需要指出的是，通过测定值对故障进行判断有可能发生判断失误，实施错误的保护操作，从而导致严重电力事故发生。因此必须要对继电保护做必要的风险评估。

2继电保护的可靠性

作为保护电力系统的首要屏障，要求继电保护必须要达到保护电力系统的要求，即继电保护必须要可靠，在应该动作时必须动作，不应该动作时不能动作，在正确的时间发生正确的变动，不拒动、不误动，具有可依赖性、安全性、速度性、选择性和灵敏性等特点。可依赖性指的是当发生故障时，继电保护能进行切断动作，比如电气设施的某部位出现问题，继电保护会马上传递信号或警报，自动跳闸将故障点阻断；安全性指的是继电保护系统在正常的工作状态时，不能实施正确的保护动作，发生误动；速度性是指电力系统发生故障和问题时继电保护装置能迅速的检测故障位置并及时消除故障；选择性是指当电力系统发生故障时继电保护装置在清除故障的同时，必须保证系统其它位置的正常运行；灵敏性是指电力系统发生故障时，保护装置在第一时间发现和检测到故障。因为继电保护系统容易发生不正确的动作、拒绝动作和漏洞，我们必须加强对继电保护可靠性的研究，科学监测继电保护系统的缺陷情况，收集并整合那些漏洞信息，对监测到的缺陷信息进行深入的研究分析，对继电保护的可靠性进行科学评估，使继电保护在故障发生时能实施可靠的保护动作，不拒动不误动。评估继电保护的可靠性要从可能性和后果两个方面考虑，利用相应的可靠性模型，综合考虑其各种影响因素。当前对继电保护可靠性进行分析测算的办法主要包括状态空间法、CO法、故障树法以及Markov模型法等。故障树解析法根据继电保护系统的故障模式，利用瞬间抓拍技术进行推理；成功流法根据系统的结构特点，仿真模拟系统部件之间的逻辑关系和分析数据，分析更为直观，因此被广泛采用。

3影响继电保护可靠性的因素

3.1继电保护装置自身因素。继电保护内部包括主保护、后备保护、异常运行保护以及辅助保护四种保护装置，有各自的保护功能、特点以及适用范围，彼此互不干扰，因此对其技术性要求比较高。但是市场上仍然存在质量不合格的继电保护设备。有些继电保护装置出厂时在调试及配置方面存在一定缺陷，或者在安装及验收继电保护装置的过程中二次检查不严格，给继电保护装置的可靠性埋下了安全隐患。

3.2电磁干扰因素。微机保护装置是电力系统中应用比较广泛的继电保护方法，正确性高、易操作。但是微机保护装置运用的是微电子技术，继电保护装置的电源在为装置输送电量的时候，容易产生电磁感应现象，发生电磁波的干扰，会一定程度上影响继电保护的可靠性。合理的外接电容器，对于干扰源有很好的过滤作用。

3.3继电保护内部因素。消除和抑制继电保护内部因素的影响，要注重噪声电路的设计，在设计噪声电路时地线的连接要按照标准规范操作，用短粗的电线，尽量采取密集型网状结构。因为电路切换瞬间容易造成大电流的瞬时击穿现象，所以要安装高频去耦电容设备进行防护。

3.4外部环境等因素。温度变化对继电保护装置组成原件有很大影响，高温容易导致元器件表皮融化，低温容易导致密封化合物倾泻从而使元器件性能下降，对继电保护可靠性造成影响；继电保护装置如果长期处在潮湿的环境下，容易造成机械装置腐蚀、密封性被破坏等影响，使自身功能性下降，降低继电保护的可靠性；继电保护装置如果遭到强烈的冲击和振动，容易造成元器件弯曲、折断，使元器件性能损坏，严重影响其可靠性。

4电力系统继电保护风险评估

继电保护出现故障之后带来的损失及影响称为风险评估，除了包括对事故出现后可能造成的后果评估外，也包含风险事故机率的评估。事实上，继电保护风险通常包括损害的可能性和损害的严重程度，是可以累积和组合的，用相应的定量风险指标可以全面分析风险对整个系统的影响。一般用表达式R=P•I表示，R代表风险，P代表概率，I代表后果。风险评估评估风险事故所带来的消极影响，对风险事故所造成的后果及风险事故出现机率，通过概率分析法和确定性分析法加以拓展，对某个设备和整个系统进行评估。目前评估电力系统风险经常使用模拟法及解析法，这两种办法可靠性较高。需要指出的是，解析法模拟精确度较高、逻辑关系明确、概念比较清楚，但在建立数学模型时有一定难度，所以不适合评估较为繁杂系统的可靠性。模拟法受到的限制少，适合评估大型系统的可靠性。具体工作中通常两种办法结合使用，使评估结果更加精确。

4.1对保护定值进行风险评估。继电保护运行前需要设置相应的保护定值提高其灵敏性。保护定值的设定对电网安全的保护一般有三种不同效果，一是保护定值达不到继电保护要求的灵敏度；二是保护定值不能满足继电保护要求的选择性，达不到跳闸选择；三是对相间距离三段保护值的设定不能满足大负荷选择。定值设定不合理会使继电保护存在风险隐患，对电网处于不同运行状态或不同负荷水平，定值设定的不同也存在不同风险。在实际评估过程中，要根据电网系统实际状况和相间距离保护定值的设定情况进行分析研究，发现定值不合理隐患，再分析整个系统的主要断面，测算出在故障发生时继电保护动作的规律性。

4.2对继电保护硬件系统缺陷进行风险评估。继电保护硬件系统不同的设备和线路有不同的缺陷，继电保护的保护功会产生不同影响。当系统发生故障时，继电保护某些硬件可能存在问题产生拒动，或者继电保护某些硬件存在问题致使其它硬件产生误动保护；或者系统无故障时由于电网运行状态的不同致使继电保护系统因硬件问题出现保护误动。也就是说，当故障点因继电保护硬件缺陷产生的保护误动作，会增加相邻设备的误动概率，从而产生连续的继电保护误动作，严重的会造成事故。

5总结

为使继电保护系统正确发挥保护作用，必须合理的配置继电保护装置，并对其进行适当的风险评估。而要提高继电保护风险评估的准确度，增强继电保护运行的可靠性，必须加强学习研究和探索，促进评估技术的不断完善成熟。

参考文献

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