繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析及在電網(wǎng)中的應用

繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析及在電XX中的應

用

1、前言

隨著經(jīng)濟的不斷進展，電力系統(tǒng)也在不斷完善中，其中繼電

保護技術(shù)的好壞直接影響著GJ電XX的穩(wěn)定運行，因此，加強對

繼電保護技術(shù)的可靠性研究是非常必要的。

2、影響繼電保護系統(tǒng)可靠性因素

2.1、硬件裝置的影響

電力XX絡是由繼電保護裝置、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

運行中的可靠性，還直接關系著電力系統(tǒng)中線路的可靠性，所以

一旦發(fā)生問題，將會對整個系統(tǒng)造成嚴峻損失。主要有以下內(nèi)容:

一是繼電器中觸點的松動。觸點對繼電器切換負荷工作有著重要

的作用，許多出現(xiàn)故障的繼電器都是由于觸點松動或是開裂造成

的，也有的是因為觸點尺寸不合理形成誤差而造成的，這些都會

降低繼電器的可靠性。其中觸點松動主要是因為接觸點和簧片沒

有進行合理的配合造成的，而觸點開裂則是由于材料問題，例如

材料硬度過高或者壓力太大等，上述中任一弊病，都會對電力系

統(tǒng)安全性造成影響。二是電流互感器的飽和。近幾年來，人們用

電量不斷增加，使得電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，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，就會導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裝置就很有可能

發(fā)生拒動行為。

2.2、軟件因素

若電力系統(tǒng)中的軟件出現(xiàn)問題就會使保護裝置出現(xiàn)誤動或

是拒動的行為。目前主要的軟件問題有：編碼不正確；不能明確

需求分析定義、設計軟件結(jié)構(gòu)時出現(xiàn)失誤；沒有規(guī)范測試及定值

輸入有誤等。

2.3、人為因素

安裝人員沒有根據(jù)指定的設計要求進行接線，或是沒有正確

安裝線路的極性，或是操作人員在工作過程中出現(xiàn)失誤等，這些

問題在電XX中時有發(fā)生。

3、加強機電系統(tǒng)可靠性的相關技術(shù)措施

繼電保護運行可靠性的提高將會很大程度上提高電XX運行

的效率，從而能夠降低電XX運行過程中的風險。而要想提高繼

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

保護措施是必不可少的，具有重要意義。

例如：為了進一步提高電力系統(tǒng)繼電保護的可靠性，某電力

公司合理應用先進技術(shù)，成功將一個傳統(tǒng)電磁式繼電器保護的

35kV變電所改造成微機保護裝置系統(tǒng)的終端變電站。在電力系

統(tǒng)的改造過程中，應充分利用先進的電力電子技術(shù)研究成果，逐

步實現(xiàn)輸、變、配電設備的狀態(tài)監(jiān)測與檢修，通過在線檢測及帶

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電測溫等先進的測試手段，對于繼電保護裝置的可靠性進行科學

的評估，運行治理人員應及時掌握繼電保護裝置的實際性能，以

此作為指導檢修工作的依據(jù)，及時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、高效、穩(wěn)定運行。另外，在

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

體表現(xiàn)為：（1）通過對線路保護裝置、主變保護裝置進行技術(shù)改

造，可以滿足變壓器的主、后備保護、線路保護、綜合保護、電

容器保護、小電流接地檢測、備用電源自投、綜合數(shù)據(jù)采集等方

面的功能需要，以進一步提高其整體可靠性；（2）監(jiān)控系統(tǒng)的基

本功能擴展為數(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，為繼電保護可靠性的提高做好必要的準備。

經(jīng)過技術(shù)改造后，該供電公司的電力線路及站內(nèi)設備的繼電保護

均采納計算機采集、運算、推斷，反應靈敏、迅速，在設備或線路

有故障時可靠切除故障點。對此，筆者總結(jié)了以下幾點，旨在提

高繼電保護系統(tǒng)的可靠性。

3.1、提高信息化與微機化的水平

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

的微機保護技術(shù)也逐漸成為人們關注的焦點。例如工控機的應用,

無論是在功能、容量及速度上，工控機都比以前的小型機更有優(yōu)

勢。所以，繼電保護應用工控機技術(shù)可操作性強。這樣可以降低

繼電保護運行過程中的不可靠性風險。計算機技術(shù)的進展也對繼

電保護技術(shù)產(chǎn)生了很大的影響，因為繼電保護裝置作用較先單一,

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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題。

為了能夠解決這些問題，保障電力系統(tǒng)的安全運行，就需把整個

電力系統(tǒng)連接成一個體，而利用計算機XX絡技術(shù)就可以很好的

實現(xiàn)該效果。

3.2、加強智能化程度

智能化是提高繼電保護運行過程中可靠性的重要措施，同時

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

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

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

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

護設備的穩(wěn)定性，并且還能操縱繼電保護設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

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

在線評估工作中人工智能的運用意義重大，不僅能夠突出人工智

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

繼電保護設備運用人工智能技術(shù)將會很大程度上提高其運行中

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

使用性能相對較高的數(shù)字操縱器件能夠很大程度上提高繼

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

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

可編程的門陣列，二者均在繼電保護中擁有很大的優(yōu)勢，這是因

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為CPLD與FPG具有很強的高度集成特點，能集中多個微機系統(tǒng)

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

的設計發(fā)生極大變革，增強繼電保護設置的生命力。由于這一操

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

緊密的聯(lián)系，同時還可以縮短研制保護裝置的周期，所以大大保

障了繼電保護裝置在運行時的可靠性。

4、繼電保護技術(shù)的進展趨勢

隨著智能電XX建設的推進，相關研究的深入，繼電保護專

業(yè)一定會適應電XX需求向智能化方向進展，跟進電XX建設步伐,

對于繼電保護裝置的操縱和測量提出數(shù)據(jù)信息一體化的要求。

4.1、繼電保護技術(shù)的智能化應用

在智能電XX中，電力系統(tǒng)對遺傳算法和神經(jīng)XX絡的應用較

為普遍，將智能化的應用在電力領域打下良好的基礎。神經(jīng)XX

絡可以充分解決非線性的問題，而以生物神經(jīng)系統(tǒng)為基礎的人工

神經(jīng)XX絡以其分布式儲存信息和自組織的優(yōu)勢迅速占據(jù)智能化

的前沿。由于人工神經(jīng)具有方向保護、判定故障距離和保護主設

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

通過使用神經(jīng)XX絡的辦法，分析故障樣本的信息，從而快速判

定故障發(fā)生的地點，提高解決問題的效率。

4.2、繼電保護綜合自動化的應用

由于現(xiàn)代XX絡技術(shù)的進展，繼電保護裝置作為一個多功能

性的計算機裝置，實現(xiàn)對整個XX絡的智能終端指導。繼電保護

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裝置通過互聯(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絡操縱中心。同時，由于智能電XX的電力系統(tǒng)逐

步向綜合性的自動化方向完善，變電站的各種功能得到了有效的

實現(xiàn)，不斷促進電力系統(tǒng)的健康運行。

4.3、繼電保護技術(shù)廣域化的應用

近年來，由于人們的生產(chǎn)和生活對用電的需求加大，電XX

的電壓等級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)的應用，通過廣域

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

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、提高繼電保護故障人員的專業(yè)技術(shù)和素養(yǎng)

智能電XX的穩(wěn)定運行需要繼電保護技術(shù)來保駕護航。電力

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

大，所以需要不斷提高工作人員的業(yè)務水平。加強對于繼電保護

故障人員的專業(yè)技術(shù)培訓，可以開展相關的知識競賽，實現(xiàn)人才

儲備的戰(zhàn)略要求。同時，業(yè)務人員的個人素養(yǎng)也是重要的考核部

分，加強其崗前培訓，建立一支高素養(yǎng)和高技能的從業(yè)隊