電力工程師論文繼電保護(hù)可靠性及風(fēng)險評估研究

　　在電力系統(tǒng)的運行中，繼電保護(hù)是非常重要的。繼電保護(hù)主要是研究電力系統(tǒng)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(hù)可靠性及風(fēng)險評估研究。

　　【摘要】目前，電力系統(tǒng)故障的含義正在日益擴(kuò)大，倘若無法及時地對電力風(fēng)險故障加以妥善的解決，則必定會給發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)造成諸多的影響。所以為了確保社會經(jīng)濟(jì)以及電力能源的更好發(fā)展，必須對繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險評估，還必須切實做好繼電保護(hù)裝置的保護(hù)工作。本文對繼電保護(hù)的可靠性及評估繼電保護(hù)可靠性的指標(biāo)進(jìn)行了介紹，對影響繼電保護(hù)可靠性的原因進(jìn)行了分析，并探討了相關(guān)的繼電保護(hù)系統(tǒng)風(fēng)險評估。

　　【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù),可靠性,風(fēng)險評估

　　引言

　　繼電保護(hù)是在對電力系統(tǒng)運作進(jìn)行監(jiān)測的過程中，根據(jù)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(hù)的單元是否處在正常運作狀態(tài)加以判定，倘若察覺出現(xiàn)故障，要依據(jù)對故障種類及故障出現(xiàn)點的判定來自動實施切斷對應(yīng)故障點的操作，以確保電力系統(tǒng)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(fēng)險存在，倘若判斷錯誤，實施了錯誤的保護(hù)操作，那么極有可能造成嚴(yán)重的電力事故。

　　1繼電保護(hù)的可靠性及評估繼電保護(hù)可靠性的指標(biāo)

　　1.1繼電保護(hù)的可靠性

　　繼電保護(hù)的可靠性就是指當(dāng)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(fā)生動作錯誤或拒絕動作的現(xiàn)象[1]。簡單而言，其本質(zhì)目的就是為了確保電力系統(tǒng)的正常運作，倘若處在保護(hù)區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)施的某些地方出現(xiàn)了問題，繼電保護(hù)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(hù)的可依賴性;倘若被保護(hù)范圍內(nèi)的電氣設(shè)施沒有出現(xiàn)問題，電氣設(shè)施處在正常的工作狀態(tài)，繼電保護(hù)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(hù)的安全性。另外盡管導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)中不正確的動作或拒絕動作出現(xiàn)的因素不一定是由于繼電保護(hù)系統(tǒng)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(hù)系統(tǒng)本身存在的漏洞信息的統(tǒng)計，因為它會在很大程度上阻礙繼電保護(hù)系統(tǒng)額定任務(wù)的順利完成。所以，由于繼電保護(hù)系統(tǒng)很容易發(fā)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(dāng)作評估繼電保護(hù)裝置可靠性的一個層面，并進(jìn)一步全方位地對其加以解析。目前對繼電保護(hù)的可靠性進(jìn)行測算的辦法主要包括狀態(tài)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(yù)估短期風(fēng)險，還是站在長期平均可靠性的角度來預(yù)估繼電保護(hù)的風(fēng)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(yù)估可能發(fā)生的各類情況。

　　1.2評估繼電保護(hù)可靠性的指標(biāo)

　　根據(jù)繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置的工作原理可以發(fā)現(xiàn)，體現(xiàn)繼電保護(hù)可靠性的最關(guān)鍵的兩個方面就是不正確的動作以及拒絕動作，因此應(yīng)當(dāng)圍繞這兩個方面來制定電力系統(tǒng)功能可靠性、設(shè)備可靠性以及電力系統(tǒng)完整度等方面的電力系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，可制定以下幾個標(biāo)準(zhǔn)來評估繼電保護(hù)可靠性的指標(biāo)：①概率表示，其是指在額定的時間或規(guī)定的時間范圍內(nèi)，電力元器件、設(shè)施或系統(tǒng)可以完成額定功能的機(jī)率;②時間表示，其中MTTF是指從應(yīng)用電力設(shè)施到電力設(shè)施出現(xiàn)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(nèi)電力設(shè)備元器件的非錯誤動作和動作資料總和之間的次數(shù)比，或是某些特定的時間內(nèi)可以計算出來的可修復(fù)性系統(tǒng)。另外，制定繼電保護(hù)可靠性指標(biāo)的時候，除了應(yīng)當(dāng)充分考慮繼電保護(hù)裝置本身的功能之外，還必須能夠充分體現(xiàn)出繼電保護(hù)裝置的環(huán)境條件和特殊的使用條件。

　　2影響繼電保護(hù)可靠性的原因

　　2.1繼電保護(hù)裝置本身潛在的質(zhì)量缺陷

　　有些繼電保護(hù)裝置的生產(chǎn)廠家出于對經(jīng)濟(jì)利益的考慮，時常會制造一些不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品，從而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置出廠時在調(diào)試及配置方面就有許多缺陷存在，另一方面，企業(yè)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(hù)裝置的過程中會省去二次檢查這一工作環(huán)節(jié)，進(jìn)而給繼電保護(hù)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(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛的一種繼電保護(hù)方法就是微機(jī)保護(hù)裝置，其不僅擁有較高的正確性，而且也極易操作，根據(jù)目前的發(fā)展態(tài)勢而言，日后它極有可能會取代其他保護(hù)裝置。然而它也存在著一定的缺陷，那就是在運作微機(jī)保護(hù)裝置的過程中會產(chǎn)生電磁場，而電磁波的干擾會極大地影響繼電保護(hù)的可靠性。

　　2.3繼電保護(hù)裝置的硬件方面

　　不管是全數(shù)字化的保護(hù)裝置，還是微機(jī)保護(hù)裝置，它們的實質(zhì)都是一個包含許多軟件和電子設(shè)備的有機(jī)整體[3]。因此，倘若電子設(shè)備有老化現(xiàn)象出現(xiàn)，或是受到損毀，都會極大地影響繼電保護(hù)裝置以及系統(tǒng)特定條件下規(guī)定功能的完成能力。譬如，全數(shù)字化的保護(hù)裝置與微機(jī)保護(hù)裝置相比，它的硬件結(jié)構(gòu)相對更加簡單，然而由于全數(shù)字保護(hù)裝置當(dāng)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(hù)可靠性方面也面臨著更多的問題，倘若光口因為發(fā)熱等因素而發(fā)生損毀，必將直接干擾保護(hù)跳閘的輸出以及采樣值的輸入。另一方面，繼電保護(hù)的硬件系統(tǒng)可靠性還會因運作環(huán)境以及運作維護(hù)水平而受到一定的影響。譬如灌封材料、密封化合物、運作環(huán)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(fā)生涂層龜裂、掉落，或者外殼全部開裂或外漏等現(xiàn)象，從而使元器件的電性能被大大地降低。各種材質(zhì)的產(chǎn)品會隨著不斷改變的溫度而發(fā)生各種迥異的情況，相應(yīng)的其給繼電保護(hù)裝置以及系統(tǒng)可靠性帶來的影響也是存在著差異的。倘若系統(tǒng)的運作環(huán)境不干燥，會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的機(jī)械性能和化學(xué)性能出現(xiàn)變化，譬如密封產(chǎn)品的密封性減弱、機(jī)械強(qiáng)度降低或機(jī)體膨脹等。圖1為繼電保護(hù)組成方框圖。

　　2.4繼電保護(hù)裝置的軟件方面

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

　　3繼電保護(hù)系統(tǒng)風(fēng)險評估

　　評估風(fēng)險事件出現(xiàn)之后帶來的損失及影響就稱之為風(fēng)險評估，其除了包括對事故出現(xiàn)后可能造成的后果的評估之外，也包括對出現(xiàn)風(fēng)險事故的機(jī)率的評估[4]。事實上，風(fēng)險評估主要是對評估風(fēng)險事故所帶來的消極影響，同時在對風(fēng)險事故所造成的后果及風(fēng)險事故出現(xiàn)機(jī)率加以全面考慮的基礎(chǔ)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(xiàn)對某個設(shè)備進(jìn)行評估，也可以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)進(jìn)行評估。目前模擬法及解析法是評估電力系統(tǒng)風(fēng)險過程中使用較為廣泛的方法，與其他評估風(fēng)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(guān)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(tǒng)的可靠性，因為其在建立數(shù)學(xué)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(tǒng)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(jié)合起來使用，以得到更加精確的評估結(jié)果。

　　4結(jié)語

　　站在短期的角度而言，能否安全且穩(wěn)定的供應(yīng)電能會對人們的正常生活及生產(chǎn)造成直接的影響，而站在長遠(yuǎn)的角度而言，電能能夠有效地推動整個社會及經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。所以，對繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險評估進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實意義。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2]劉飛快.繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)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(hù)可靠性及其風(fēng)險評估研究[J].電子制作，2014(06).

　　[4]潘萬鵬，房艷.繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險評估研究[J].黑龍江科學(xué)，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(xué)引文數(shù)據(jù)庫（CSCD）核心期刊和 RCCSE中國核心學(xué)術(shù)期刊（A），曾多次在全國性和電力系統(tǒng)的期刊評比中獲獎，2004年榮獲第三屆“國家期刊獎”，2001年進(jìn)入“中國期刊方陣”的雙效期刊，被英國《科學(xué)文摘》（SAINSPEC）、俄羅斯《文摘雜志》（AJ of VINITI)、美國《劍橋科學(xué)文摘》（CSA）收錄，并且是中國科技論文統(tǒng)計源期刊、中國科技文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫收錄期刊、中文科技期刊數(shù)據(jù)庫收錄期刊、中國期刊網(wǎng)收錄期刊、中國電力報刊協(xié)會優(yōu)秀期刊。