1 继电保护的基本概念
可靠性是指一个元器件、设备或系统在预定时间内, 在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元器件失效数据的统计和处理, 系统可靠性的定量评定, 运行维护, 可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置, 其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时, 它不应该拒动作, 而在任何其它该保护不应动作的情况下, 它不应误动作。
继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同, 拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量, 输电线路很多, 各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作, 使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小;但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作, 将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏, 损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要。但在系统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下, 继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时, 将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏, 损失是巨大的。而当某—保护装置拒动时, 其后备保护仍可以动作而切除故障, 因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要。
2 影响继电保护可靠性的因素
继电保护装置是一种自动装置, 在电力系统中担负着保证电力系统安全可靠运行的重要任务, 当系统出现异常情况时, 继电保护装置会向值班人员发出信号, 提醒值班人员及时采取措施、排除故障, 使系统恢复正常运行。继电保护装置在投入运行后, 便进入了工作状态, 按照给定的整定值正确的执行保护功能, 时刻监视供电系统运行状态的变化, 出现故障时正确动作, 把故障切除。当供电系统正常运行时, 保护装置不动作。这就有“正确动作”和“正确不动作”两种完好状态, 说明保护装置是可靠的。如果保护装置在被保护设备处于正常运行而发生“误动”或被保护设备发生故障时, 保护装置却拒动或无选择性动作, 则为“不正确动作”。就电力系统而言, 保护装置“误动或无选择性动作”并不可怕, 可以由自动重合闸来进行纠正, 可怕的是保护装置的“拒动”, 造成的大面积影响, 可能导致电力系统解列而崩溃。而导致继电保护工作不正常的原因可能有以下几种。
(1) 继电保护装置的制造厂家在生产过程中没有严格进行质量管理、把好质量关。
(2) 继电保护装置在运行过程中受周围环境影响大。由于其周围空气中存在大量的粉尘和有害气体, 同时又受到高温的影响, 将加速继电保护装置的老化, 导致性能改变。有害气体也会腐蚀电路板和接插座, 造成继电器点被氧化, 引起接触不良, 失去保护功能。
(3) 晶体管保护装置易受干扰源的影响, 如电弧、闪电电路、短路故障等诸多因素, 导致发生误动或拒动。
(4) 保护可靠性在很大程度上还依赖于运行维护检修人员的安全意识、技能和责任心。继电保护的可靠性与调试人员有密切关系, 如技术水平低、经验少、责任心不强发现和处理存在问题的能力差等。
3 提高继电保护可靠性的措施
由于保护装置投入运行后, 会受到多种因素的影响, 不可能绝对可靠, 但只要制定出各种防范事故方案, 采取相应的有效预防措施, 消除隐患, 弥补不足, 其可靠性是能够实现的。提高继电保护可靠性的措施应注意以下几点。
(1) 保护装置在制造过程中要把好质量关, 提高装置整体质量水平, 选用故障率低、寿命长的元器件, 不让不合格的劣质元器件混进其中。同时在设备选型时要尽可能的选择质量好, 售后服务好的厂家。
(2) 晶体管保护装置设计中应考虑安装在与高压室隔离的房内, 免遭高压大电流、断路故障以及切合闸操作电弧的影响。同时要防止环境对晶体管造成的污染, 有条件的情况下要装设空调。电磁型、机电型继电器外壳与底座间要加胶垫密封, 防止灰尘和有害气体侵入。
(3) 继电保护专业技术人员在整定计算中要增强责任心。计算时要从整个网络通盘考虑, 认真分析, 使各级保护整定值准确。上下级保护整定值匹配合理。
(4) 为了使保护装置在发生故障时有选择性动作, 避免无选择性动作, 在保护装置设计、整定计算方面应考虑周全、元器件配合合理、才能提高保护装置动作的可靠性。
(5) 从保证电力系统动态稳定性方面考虑, 要求继电保护系统具备快速切除故障的能力。为此重要的输电线路或设备的主保护采用多重化设施, 需要有两套主保护并列运行。
(6) 加强对保护装置的运行维护与故障处理能力并进行定期检验, 制定出反事故措施, 来提高保护装置的可靠性。
4 新形势下继电保护检修策略及措施
鉴于继电保护的重要性, 对其定期进行预防性试验是完全必要的, 决不能只是在出现不正确动作后再去分析和修复。继电保护定期检修的根本目的应是“确保整个继电保护系统处在完好状态, 能够保证动作的安全性和可靠性”。因此, 原则上定检项目应与新安装项目有明显区别, 只进行少量针对性试验即可。应将注意力集中在对保护动作的安全性和可靠性有重大影响的项目上, 避免为检修而检修, 以获取保护定期检验投资效益的最大回报。建议以下几点。
(1) 尽快研究新形势下的新问题, 制定新的检修策略修订有关规程耐大量出现的非个别现象, 不宜由运行单位自行批准, 指导当前乃至今后一个时期的继电保护检验工作, 积极开展二次设备的状态检修, 为继电保护人员“松绑”, 使检修对系统安全和继电保护可用性的影响降到最低。
(2) 在检修策略的制定上应结合微机保护的自检和通信能力, 致力于提高保护系统的可靠性和安全性, 简化装置检修, 注重二次回路的检验。
(3) 今后, 在设计上应简化二次回路运行上加强维护和基础管理, 注重积累运行数据, 尤其应注意对装置故障信息的统计、分析和处理, 使检修建立在科学的统计数据的基础上;在基本建设上加强电网建设和继电保护的更新改造, 注重设备选型。以提高继电保护系统的整体水平, 为实行新策略创造条件。
(4) 大力开展二次线的在线监测, 研究不停电检修整个继电保护系统的技术。
(5) 厂家应进一步提高微机保护的自检能力和装置故障信息的输出能力, 研制适应远方检测保护装置要求的新型保护。
(6) 着手研究随着变电站综合自动化工作的进展, 保护装置分散布置、集中处理、设备间联系网络化、光纤化继电保护运行和故障信息网建成后的保护定检工作发展方向。
5 结语
本文讨论了供电系统中的继电保护装置的可靠性问题, 提出了探讨继电保护可靠性的必要性、影响继电保护可靠性的因素及提高继电保护可靠性的对策。其可靠性问题不仅与设计、制造、运行维护和检修调试等有密切关系而且继电保护装置维护人员也将起到关键性作用。
摘要：可靠性研究是继电保护及自动化装置的重要因素, 由于电力系统的容量越来越庞大, 供电范围越来越广, 系统结构日趋复杂, 继电保护动作的可靠性就显得越来越重要, 本文对此也提出相应措施, 来提高继电保护可靠性。
关键词：继电保护,可靠性,影响因数,措施