電力工程師論文繼電保護可靠性及風險評估研究

　　在電力系統的運行中，繼電保護是非常重要的。繼電保護主要是研究電力系統故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。本文是一篇電力工程師論文范文，主要論述了繼電保護可靠性及風險評估研究。

　　【摘要】目前，電力系統故障的含義正在日益擴大，倘若無法及時地對電力風險故障加以妥善的解決，則必定會給發展社會經濟造成諸多的影響。所以為了確保社會經濟以及電力能源的更好發展，必須對繼電保護系統進行適當的風險評估，還必須切實做好繼電保護裝置的保護工作。本文對繼電保護的可靠性及評估繼電保護可靠性的指標進行了介紹，對影響繼電保護可靠性的原因進行了分析，并探討了相關的繼電保護系統風險評估。

　　【關鍵詞】繼電保護,可靠性,風險評估

　　引言

　　繼電保護是在對電力系統運作進行監測的過程中，根據電壓非正常減小、電流量非正常加大或測量抗阻不正常等電氣量的改變來對所保護的單元是否處在正常運作狀態加以判定，倘若察覺出現故障，要依據對故障種類及故障出現點的判定來自動實施切斷對應故障點的操作，以確保電力系統得以安全地運作，同時及時地將警報信號傳遞給值班工作人員。由于有某些安全風險存在，倘若判斷錯誤，實施了錯誤的保護操作，那么極有可能造成嚴重的電力事故。

　　1繼電保護的可靠性及評估繼電保護可靠性的指標

　　1.1繼電保護的可靠性

　　繼電保護的可靠性就是指當需要某些動作時其必定會實施動作，而不需要動作時則堅決不會實施動作，確保不會發生動作錯誤或拒絕動作的現象[1]。簡單而言，其本質目的就是為了確保電力系統的正常運作，倘若處在保護區域內的電氣設施的某些地方出現了問題，繼電保護就是會馬上傳遞出信號或警報，并自動跳閘，以便將故障點阻斷，這也就是所謂的繼電保護的可依賴性;倘若被保護范圍內的電氣設施沒有出現問題，電氣設施處在正常的工作狀態，繼電保護絕對不會在沒有任何選擇的情形下實施不正確的動作，這也就是所謂的繼電保護的安全性。另外盡管導致繼電保護系統中不正確的動作或拒絕動作出現的因素不一定是由于繼電保護系統中潛在的某些小漏洞，可是研究繼電器的可靠性也必須對繼電保護系統本身存在的漏洞信息的統計，因為它會在很大程度上阻礙繼電保護系統額定任務的順利完成。所以，由于繼電保護系統很容易發生不正確的動作、拒絕動作以及漏洞等，我們必須收集并整合那些漏洞信息，以便將其當作評估繼電保護裝置可靠性的一個層面，并進一步全方位地對其加以解析。目前對繼電保護的可靠性進行測算的辦法主要包括狀態空間法、CO法、故障樹法以及Markov模型法等[2]，而且不管是站在運行角度來預估短期風險，還是站在長期平均可靠性的角度來預估繼電保護的風險，都必須分別站在后果及可能性兩個層面來全方位、充分地預估可能發生的各類情況。

　　1.2評估繼電保護可靠性的指標

　　根據繼電保護系統裝置的工作原理可以發現，體現繼電保護可靠性的最關鍵的兩個方面就是不正確的動作以及拒絕動作，因此應當圍繞這兩個方面來制定電力系統功能可靠性、設備可靠性以及電力系統完整度等方面的電力系統的可靠性指標，可制定以下幾個標準來評估繼電保護可靠性的指標：①概率表示，其是指在額定的時間或規定的時間范圍內，電力元器件、設施或系統可以完成額定功能的機率;②時間表示，其中MTTF是指從應用電力設施到電力設施出現故障的平均時間，而MTBF是指故障的平均時間等;③頻率表示，其是指在某些特定的時間內電力設備元器件的非錯誤動作和動作資料總和之間的次數比，或是某些特定的時間內可以計算出來的可修復性系統。另外，制定繼電保護可靠性指標的時候，除了應當充分考慮繼電保護裝置本身的功能之外，還必須能夠充分體現出繼電保護裝置的環境條件和特殊的使用條件。

　　2影響繼電保護可靠性的原因

　　2.1繼電保護裝置本身潛在的質量缺陷

　　有些繼電保護裝置的生產廠家出于對經濟利益的考慮，時常會制造一些不符合質量標準要求的產品，從而導致繼電保護裝置出廠時在調試及配置方面就有許多缺陷存在，另一方面，企業的工作人員在許多時候貪圖方便，時常在安裝及驗收繼電保護裝置的過程中會省去二次檢查這一工作環節，進而給繼電保護裝置的可靠性埋下了安全隱患。

　　2.2電磁波干擾

　　近年來，電力系統中應用比較廣泛的一種繼電保護方法就是微機保護裝置，其不僅擁有較高的正確性，而且也極易操作，根據目前的發展態勢而言，日后它極有可能會取代其他保護裝置。然而它也存在著一定的缺陷，那就是在運作微機保護裝置的過程中會產生電磁場，而電磁波的干擾會極大地影響繼電保護的可靠性。

　　2.3繼電保護裝置的硬件方面

　　不管是全數字化的保護裝置，還是微機保護裝置，它們的實質都是一個包含許多軟件和電子設備的有機整體[3]。因此，倘若電子設備有老化現象出現，或是受到損毀，都會極大地影響繼電保護裝置以及系統特定條件下規定功能的完成能力。譬如，全數字化的保護裝置與微機保護裝置相比，它的硬件結構相對更加簡單，然而由于全數字保護裝置當中存在著許多的光纖輸入接口以及輸出接口，因此，其在繼電保護可靠性方面也面臨著更多的問題，倘若光口因為發熱等因素而發生損毀，必將直接干擾保護跳閘的輸出以及采樣值的輸入。另一方面，繼電保護的硬件系統可靠性還會因運作環境以及運作維護水平而受到一定的影響。譬如灌封材料、密封化合物、運作環境中的溫度、元器件的涂層以及填充料等會因不斷改變的溫度而相繼發生涂層龜裂、掉落，或者外殼全部開裂或外漏等現象，從而使元器件的電性能被大大地降低。各種材質的產品會隨著不斷改變的溫度而發生各種迥異的情況，相應的其給繼電保護裝置以及系統可靠性帶來的影響也是存在著差異的。倘若系統的運作環境不干燥，會導致繼電保護裝置的機械性能和化學性能出現變化，譬如密封產品的密封性減弱、機械強度降低或機體膨脹等。圖1為繼電保護組成方框圖。

　　2.4繼電保護裝置的軟件方面

　　假如說繼電保護裝置的硬件為實現保護功能搭建了一個平臺，則軟件算法就是實現保護功能的關鍵，換言之就是繼電保護系統的正常運作能否實現在一定程度上取決于軟件的可靠性，而應用系統、原理性能、設計軟件以及輸入系統等原因都會在很大程度上干擾軟件的可靠性。

　　3繼電保護系統風險評估

　　評估風險事件出現之后帶來的損失及影響就稱之為風險評估，其除了包括對事故出現后可能造成的后果的評估之外，也包括對出現風險事故的機率的評估[4]。事實上，風險評估主要是對評估風險事故所帶來的消極影響，同時在對風險事故所造成的后果及風險事故出現機率加以全面考慮的基礎上對概率分析辦法及確定性分析辦法加以拓展，這樣不僅可以實現對某個設備進行評估，也可以實現對整個系統進行評估。目前模擬法及解析法是評估電力系統風險過程中使用較為廣泛的方法，與其他評估風險的辦法相比，以上兩種辦法的可靠性更高。盡管解析法的模擬精確度較高，邏輯關系也相對比較明確，且概念也比較清楚，可它并不適用于評估那些較為繁雜的系統的可靠性，因為其在建立數學模型時存在著一定的難度;而原理相對較簡單的模擬法不會受到過多的限制，其比較適合用來評估大型系統的可靠性。因此，在具體的使用過程中，通常需要把這兩種辦法結合起來使用，以得到更加精確的評估結果。

　　4結語

　　站在短期的角度而言，能否安全且穩定的供應電能會對人們的正常生活及生產造成直接的影響，而站在長遠的角度而言，電能能夠有效地推動整個社會及經濟的進步與發展。所以，對繼電保護可靠性及其風險評估進行研究具有重要的現實意義。

　　參考文獻

　　[1]張懷玉.繼電保護可靠性及其風險評估研究[J].中國新通信，2015(23).

　　[2]劉飛快.繼電保護可靠性及其風險評估研究[J].價值工程，2014(15).

　　[3]苗建勛，武毅，孫洪玉，宋麗潔.繼電保護可靠性及其風險評估研究[J].電子制作，2014(06).

　　[4]潘萬鵬，房艷.繼電保護可靠性及其風險評估研究[J].黑龍江科學，2013(12).
　　電力工程師論文投稿期刊推薦《中國電力》是國家中文核心期刊、中國科技核心期刊、中國科學引文數據庫（CSCD）核心期刊和 RCCSE中國核心學術期刊（A），曾多次在全國性和電力系統的期刊評比中獲獎，2004年榮獲第三屆“國家期刊獎”，2001年進入“中國期刊方陣”的雙效期刊，被英國《科學文摘》（SAINSPEC）、俄羅斯《文摘雜志》（AJ of VINITI)、美國《劍橋科學文摘》（CSA）收錄，并且是中國科技論文統計源期刊、中國科技文獻數據庫收錄期刊、中文科技期刊數據庫收錄期刊、中國期刊網收錄期刊、中國電力報刊協會優秀期刊。