繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析及在電網(wǎng)中的應(yīng)用

繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析及在電XX中的應(yīng)

用

1、前言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)展，電力系統(tǒng)也在不斷完善中，其中繼電

保護(hù)技術(shù)的好壞直接影響著GJ電XX的穩(wěn)定運(yùn)行，因此，加強(qiáng)對(duì)

繼電保護(hù)技術(shù)的可靠性研究是非常必要的。

2、影響繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性因素

2.1、硬件裝置的影響

電力XX絡(luò)是由繼電保護(hù)裝置、二次回路、通道、裝置通信

等一些重要元件構(gòu)成的，這些元件的可靠性不僅影響著繼電保護(hù)

運(yùn)行中的可靠性，還直接關(guān)系著電力系統(tǒng)中線路的可靠性，所以

一旦發(fā)生問(wèn)題，將會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成嚴(yán)峻損失。主要有以下內(nèi)容:

一是繼電器中觸點(diǎn)的松動(dòng)。觸點(diǎn)對(duì)繼電器切換負(fù)荷工作有著重要

的作用，許多出現(xiàn)故障的繼電器都是由于觸點(diǎn)松動(dòng)或是開(kāi)裂造成

的，也有的是因?yàn)橛|點(diǎn)尺寸不合理形成誤差而造成的，這些都會(huì)

降低繼電器的可靠性。其中觸點(diǎn)松動(dòng)主要是因?yàn)榻佑|點(diǎn)和簧片沒(méi)

有進(jìn)行合理的配合造成的，而觸點(diǎn)開(kāi)裂則是由于材料問(wèn)題，例如

材料硬度過(guò)高或者壓力太大等，上述中任一弊病，都會(huì)對(duì)電力系

統(tǒng)安全性造成影響。二是電流互感器的飽和。近幾年來(lái)，人們用

電量不斷增加，使得電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，低壓配電系統(tǒng)中

的短路電流也隨著變大，若變電所與配電所中的出口發(fā)生短路現(xiàn)

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象，就會(huì)導(dǎo)致電流互感器的飽和，從而增加了電流互感器中的變

感誤差，在這種環(huán)境下，靈敏度不高的繼電保護(hù)裝置就很有可能

發(fā)生拒動(dòng)行為。

2.2、軟件因素

若電力系統(tǒng)中的軟件出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)使保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)或

是拒動(dòng)的行為。目前主要的軟件問(wèn)題有：編碼不正確；不能明確

需求分析定義、設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)時(shí)出現(xiàn)失誤；沒(méi)有規(guī)范測(cè)試及定值

輸入有誤等。

2.3、人為因素

安裝人員沒(méi)有根據(jù)指定的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行接線，或是沒(méi)有正確

安裝線路的極性，或是操作人員在工作過(guò)程中出現(xiàn)失誤等，這些

問(wèn)題在電XX中時(shí)有發(fā)生。

3、加強(qiáng)機(jī)電系統(tǒng)可靠性的相關(guān)技術(shù)措施

繼電保護(hù)運(yùn)行可靠性的提高將會(huì)很大程度上提高電XX運(yùn)行

的效率，從而能夠降低電XX運(yùn)行過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。而要想提高繼

電保護(hù)日常工作的效率和質(zhì)量，高水平的繼電保護(hù)技術(shù)及先進(jìn)的

保護(hù)措施是必不可少的，具有重要意義。

例如：為了進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性，某電力

公司合理應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，成功將一個(gè)傳統(tǒng)電磁式繼電器保護(hù)的

35kV變電所改造成微機(jī)保護(hù)裝置系統(tǒng)的終端變電站。在電力系

統(tǒng)的改造過(guò)程中，應(yīng)充分利用先進(jìn)的電力電子技術(shù)研究成果，逐

步實(shí)現(xiàn)輸、變、配電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與檢修，通過(guò)在線檢測(cè)及帶

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電測(cè)溫等先進(jìn)的測(cè)試手段，對(duì)于繼電保護(hù)裝置的可靠性進(jìn)行科學(xué)

的評(píng)估，運(yùn)行治理人員應(yīng)及時(shí)掌握繼電保護(hù)裝置的實(shí)際性能，以

此作為指導(dǎo)檢修工作的依據(jù)，及時(shí)排除可能存在的不可靠因素，

從而且確保電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定運(yùn)行。另外，在

電力系統(tǒng)保護(hù)裝置及監(jiān)控系統(tǒng)方面進(jìn)行了多方面的技術(shù)革新，具

體表現(xiàn)為：（1）通過(guò)對(duì)線路保護(hù)裝置、主變保護(hù)裝置進(jìn)行技術(shù)改

造，可以滿足變壓器的主、后備保護(hù)、線路保護(hù)、綜合保護(hù)、電

容器保護(hù)、小電流接地檢測(cè)、備用電源自投、綜合數(shù)據(jù)采集等方

面的功能需要，以進(jìn)一步提高其整體可靠性；（2）監(jiān)控系統(tǒng)的基

本功能擴(kuò)展為數(shù)據(jù)采集、操縱操作、事故處理、監(jiān)視顯示、畫面

制作、制表與打印等，為繼電保護(hù)可靠性的提高做好必要的準(zhǔn)備。

經(jīng)過(guò)技術(shù)改造后，該供電公司的電力線路及站內(nèi)設(shè)備的繼電保護(hù)

均采納計(jì)算機(jī)采集、運(yùn)算、推斷，反應(yīng)靈敏、迅速，在設(shè)備或線路

有故障時(shí)可靠切除故障點(diǎn)。對(duì)此，筆者總結(jié)了以下幾點(diǎn)，旨在提

高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

3.1、提高信息化與微機(jī)化的水平

近些年來(lái)，電子信息技術(shù)得到了高速進(jìn)展和創(chuàng)新，電力系統(tǒng)

的微機(jī)保護(hù)技術(shù)也逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。例如工控機(jī)的應(yīng)用,

無(wú)論是在功能、容量及速度上，工控機(jī)都比以前的小型機(jī)更有優(yōu)

勢(shì)。所以，繼電保護(hù)應(yīng)用工控機(jī)技術(shù)可操作性強(qiáng)。這樣可以降低

繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中的不可靠性風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)展也對(duì)繼

電保護(hù)技術(shù)產(chǎn)生了很大的影響，因?yàn)槔^電保護(hù)裝置作用較先單一,

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主要用于切除存有故障的元件，但是在工作中還存在一些問(wèn)題。

為了能夠解決這些問(wèn)題，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，就需把整個(gè)

電力系統(tǒng)連接成一個(gè)體，而利用計(jì)算機(jī)XX絡(luò)技術(shù)就可以很好的

實(shí)現(xiàn)該效果。

3.2、加強(qiáng)智能化程度

智能化是提高繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中可靠性的重要措施，同時(shí)

也是一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新,目前人工智能化已廣泛應(yīng)用于人們的日常生

活中，電力系統(tǒng)也無(wú)例外，比如進(jìn)化規(guī)劃、神經(jīng)XX絡(luò)、遺傳算

法等技術(shù)都已得到電力系統(tǒng)的廣泛利用，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的

擴(kuò)大中。電力系統(tǒng)引進(jìn)人工智能化技術(shù)很大程度上保障了繼電保

護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定性，并且還能操縱繼電保護(hù)設(shè)備中的一些不可靠因

素，例如工作隱蔽性和連續(xù)性等。人工智能化技術(shù)最突出的優(yōu)勢(shì)

就是可以快速處理故障，并且邏輯思維能力較強(qiáng)。經(jīng)調(diào)查表明,

在線評(píng)估工作中人工智能的運(yùn)用意義重大，不僅能夠突出人工智

能的優(yōu)勢(shì)，還具有緞大程度上的主導(dǎo)地位。所以，電力系統(tǒng)中的

繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)用人工智能技術(shù)將會(huì)很大程度上提高其運(yùn)行中

的可靠性，從而保障工作質(zhì)量。

3.3、使用性能好的數(shù)字操縱器件

使用性能相對(duì)較高的數(shù)字操縱器件能夠很大程度上提高繼

電保護(hù)工作的質(zhì)量。目前在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中常用的器件為

CPLD與FPGo其中CPLD較為復(fù)雜并可編程，而FPG屬于現(xiàn)場(chǎng)

可編程的門陣列，二者均在繼電保護(hù)中擁有很大的優(yōu)勢(shì)，這是因

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為CPLD與FPG具有很強(qiáng)的高度集成特點(diǎn)，能集中多個(gè)微機(jī)系統(tǒng)

中的功能。通過(guò)使用這些性能高的數(shù)字操縱器件能夠使電子系統(tǒng)

的設(shè)計(jì)發(fā)生極大變革，增強(qiáng)繼電保護(hù)設(shè)置的生命力。由于這一操

縱器件與確保系統(tǒng)快速響應(yīng)、提高系統(tǒng)可靠性與系統(tǒng)集成度具有

緊密的聯(lián)系，同時(shí)還可以縮短研制保護(hù)裝置的周期，所以大大保

障了繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行時(shí)的可靠性。

4、繼電保護(hù)技術(shù)的進(jìn)展趨勢(shì)

隨著智能電XX建設(shè)的推進(jìn)，相關(guān)研究的深入，繼電保護(hù)專

業(yè)一定會(huì)適應(yīng)電XX需求向智能化方向進(jìn)展，跟進(jìn)電XX建設(shè)步伐,

對(duì)于繼電保護(hù)裝置的操縱和測(cè)量提出數(shù)據(jù)信息一體化的要求。

4.1、繼電保護(hù)技術(shù)的智能化應(yīng)用

在智能電XX中，電力系統(tǒng)對(duì)遺傳算法和神經(jīng)XX絡(luò)的應(yīng)用較

為普遍，將智能化的應(yīng)用在電力領(lǐng)域打下良好的基礎(chǔ)。神經(jīng)XX

絡(luò)可以充分解決非線性的問(wèn)題，而以生物神經(jīng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的人工

神經(jīng)XX絡(luò)以其分布式儲(chǔ)存信息和自組織的優(yōu)勢(shì)迅速占據(jù)智能化

的前沿。由于人工神經(jīng)具有方向保護(hù)、判定故障距離和保護(hù)主設(shè)

備的諸多功能，在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中產(chǎn)生巨大的應(yīng)用效應(yīng)。

通過(guò)使用神經(jīng)XX絡(luò)的辦法，分析故障樣本的信息，從而快速判

定故障發(fā)生的地點(diǎn)，提高解決問(wèn)題的效率。

4.2、繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化的應(yīng)用

由于現(xiàn)代XX絡(luò)技術(shù)的進(jìn)展，繼電保護(hù)裝置作為一個(gè)多功能

性的計(jì)算機(jī)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)XX絡(luò)的智能終端指導(dǎo)。繼電保護(hù)

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裝置通過(guò)互聯(lián)XX獵取電力系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)和信息，快速傳遞給

電力系統(tǒng)的XX絡(luò)操縱中心。同時(shí)，由于智能電XX的電力系統(tǒng)逐

步向綜合性的自動(dòng)化方向完善，變電站的各種功能得到了有效的

實(shí)現(xiàn)，不斷促進(jìn)電力系統(tǒng)的健康運(yùn)行。

4.3、繼電保護(hù)技術(shù)廣域化的應(yīng)用

近年來(lái)，由于人們的生產(chǎn)和生活對(duì)用電的需求加大，電XX

的電壓等級(jí)也有很大幅度的提高。在需求的高壓的之下，供電的

不穩(wěn)定性越來(lái)越明顯，而且故障的出現(xiàn)頻率也大為增加。因此,

智能電XX需要不斷提高信息技術(shù)和通信技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)廣域

測(cè)量的技術(shù)為電力系統(tǒng)的信息輸送提供保護(hù)，從而提高自動(dòng)化裝

置的性能，減少電力故障，確保電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。

4.4、提高繼電保護(hù)故障人員的專業(yè)技術(shù)和素養(yǎng)

智能電XX的穩(wěn)定運(yùn)行需要繼電保護(hù)技術(shù)來(lái)保駕護(hù)航。電力

系統(tǒng)的工作關(guān)乎RM群眾的生產(chǎn)和生活的許多方面，安全責(zé)任重

大，所以需要不斷提高工作人員的業(yè)務(wù)水平。加強(qiáng)對(duì)于繼電保護(hù)

故障人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，可以開(kāi)展相關(guān)的知識(shí)競(jìng)賽，實(shí)現(xiàn)人才

儲(chǔ)備的戰(zhàn)略要求。同時(shí)，業(yè)務(wù)人員的個(gè)人素養(yǎng)也是重要的考核部

分，加強(qiáng)其崗前培訓(xùn)，建立一支高素養(yǎng)和高技能的從業(yè)隊(duì)