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繼電保護(hù)自動化裝置可靠性分析
發(fā)布時間：2021年08月10日 來源：《中國電業(yè)》 瀏覽次數(shù)： 繼電保護(hù)自動化裝置為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供支撐。如果繼電保護(hù)自動化裝置出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量低劣、保護(hù)功能誤判或人員操作處理不當(dāng)、檢修效果不佳等現(xiàn)象，就會產(chǎn)生可靠性和保護(hù)能力達(dá)不到預(yù)期的效果，甚至出現(xiàn)有保無護(hù)的現(xiàn)象，對整個電力系統(tǒng)安全運行也會產(chǎn)生巨大的影響。這也凸顯了對繼電保護(hù)自動化裝置進(jìn)行可靠性分析的重要性和必要性。
引言
隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的約束下，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)成為新趨勢，更加龐大、復(fù)雜的新型電網(wǎng)對電力系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性提出了更高的要求和全新的挑戰(zhàn)。在電力系統(tǒng)快速發(fā)展的十幾年內(nèi)，自動化技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，提升了電網(wǎng)的可靠性。繼電保護(hù)自動化裝置作為電網(wǎng)安全運行的屏障，其可靠性的重要程度不言而喻。
繼電保護(hù)自動化裝置及工作原理分析
繼電保護(hù)自動化裝置應(yīng)用場景包括發(fā)電、輸變電、配電等電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)。以輸變電為例，繼電保護(hù)自動化裝置保護(hù)的對象主要是高壓輸電線路及變電站，繼電保護(hù)自動化裝置的保護(hù)功能主要包括以下三個方面：一是主變壓器保護(hù)，保護(hù)功能以電流保護(hù)、電壓保護(hù)、后備保護(hù)等為主；二是線路保護(hù)，以過流速斷保護(hù)、重合閘保護(hù)等為主；三是母線保護(hù)，保護(hù)功能以兩段充電保護(hù)、過流保護(hù)等為主。
產(chǎn)品質(zhì)量可靠性
改善研發(fā)生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量
通過不斷完善研發(fā)生產(chǎn)工藝來提升產(chǎn)品質(zhì)量，以增強(qiáng)繼電保護(hù)自動化裝置的可靠性，來保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。簡單來講，單一繼電保護(hù)自動化裝置出現(xiàn)問題不會對電力系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生重大影響，但是對于以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)來講，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是以繼電保護(hù)自動化裝置為基礎(chǔ)的，單一繼電保護(hù)自動化裝置故障也應(yīng)當(dāng)是極力避免的。單一裝置越復(fù)雜，裝置出現(xiàn)故障的可能性就越大，因此需要繼電保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家提升研發(fā)水平，改善生產(chǎn)工藝，做到繼電保護(hù)自動化裝置簡單化，一方面可以節(jié)約成本，達(dá)到提質(zhì)增效的效果，另一方面可減輕自身負(fù)荷，減少芯片壓力，提升保護(hù)功能效率。
生產(chǎn)工藝也會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不可忽視的影響。生產(chǎn)工藝主要體現(xiàn)在生產(chǎn)流程、原材料、人員操作等。繼電保護(hù)自動化裝置在生產(chǎn)流程方面有嚴(yán)格的規(guī)范，按照電子器件的相關(guān)特性，需要編制焊接、組裝、測試、老化生產(chǎn)管理規(guī)范，提升焊接水平，強(qiáng)化產(chǎn)品組裝能力等，通過檢測確保產(chǎn)品沒有虛焊、漏焊、靜電擊穿等生產(chǎn)不當(dāng)造成的產(chǎn)品質(zhì)量問題。原材料的質(zhì)量直接決定最終產(chǎn)品的質(zhì)量，影響產(chǎn)品的生命周期，以晶閘管為例，在小信號輸入、大電流大電壓輸出的實驗中，產(chǎn)品質(zhì)量低劣的晶閘管無法長期起到放大作用，導(dǎo)致實驗失敗。此外應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)生產(chǎn)人員培訓(xùn)，確保生產(chǎn)人員能夠嚴(yán)格按照生產(chǎn)管理規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn)，做好防靜電措施，以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度對待生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)。
豐富檢測手段，提升產(chǎn)品合格率
檢測作為出廠前的最后一個環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)采用技術(shù)+人工的方式加強(qiáng)對繼電保護(hù)自動化裝置的測試，以提升產(chǎn)品出廠合格率。繼電保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家應(yīng)借助自動檢測系統(tǒng)、老化房老化、人工抽檢等方式確保產(chǎn)品出廠前單一裝置的軟件功能的可靠性。同時，定期對單一裝置的硬件進(jìn)行測試，不定期對單一裝置進(jìn)行EMC測試，確保繼電保護(hù)自動化裝置硬件功能的可靠性。通過軟件、硬件的測試，提升保護(hù)的有效率。
功能可靠性
繼電保護(hù)技術(shù)革新
面對科技的高速發(fā)展進(jìn)步及電力系統(tǒng)的日益龐大、復(fù)雜，繼電保護(hù)自動化裝置也應(yīng)當(dāng)不斷提升、革新。例如，多臺繼電保護(hù)自動化裝置通過記錄的故障電流、故障的波形等，能夠?qū)收线M(jìn)行定位，同時能夠避免因不能正確分析出故障點而出現(xiàn)誤報。此外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以實現(xiàn)毫秒級保護(hù)動作，采樣數(shù)據(jù)也更加精準(zhǔn)。
隨著智能變電站的出現(xiàn)和快速發(fā)展，電網(wǎng)變得日益復(fù)雜，在運行過程中容易出現(xiàn)一些問題，打破了傳統(tǒng)繼電保護(hù)的“四個基本特性”，“變壓器+合并單元”模式將整個繼電保護(hù)單元的工作時間延長，同時單個元件可能導(dǎo)致操作失誤出現(xiàn)誤動作的現(xiàn)象，這違背了繼電保護(hù)的快速保護(hù)獨立性，連接系統(tǒng)配置文件和次級設(shè)備受到了影響，由于沒有可視化“虛擬電路”的輔助，也沒有明確進(jìn)行維護(hù)隔離的斷點，增加了變電站現(xiàn)場保護(hù)維護(hù)等相關(guān)風(fēng)險。因此需要通過繼電保護(hù)的技術(shù)革新，不斷解決繼電保護(hù)時間與選擇方面的矛盾。
保護(hù)功能有效性
繼電保護(hù)自動化裝置的保護(hù)功能是實現(xiàn)對電網(wǎng)保護(hù)的關(guān)鍵。以現(xiàn)實電網(wǎng)故障中電流出現(xiàn)突變?yōu)槔?，繼電保護(hù)自動化裝置需要通過電流采樣感知電流突變，通過比較電流突變程度以及電流大小與整定定值的關(guān)系判斷電網(wǎng)是否有故障，以采取相應(yīng)保護(hù)報警或動作，達(dá)到保護(hù)電網(wǎng)的效果。因此，產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)充分考慮電力系統(tǒng)實際運行情況，根據(jù)電力系統(tǒng)特點，合理設(shè)計裝置保護(hù)功能保護(hù)邏輯，同時減輕代碼復(fù)雜性，讓產(chǎn)品保護(hù)功能的有效性不斷提升。此外，在繼電保護(hù)自動化裝置定值整定過程中，通過程序計算系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)等，能夠準(zhǔn)確判斷繼電保護(hù)自動化裝置整定值是否合理、保護(hù)功能是否能夠起到作用。
操作可靠性
工作人員的可靠性
繼電保護(hù)自動化裝置可靠性一方面體現(xiàn)在產(chǎn)品的質(zhì)量和功能，一方面體現(xiàn)在操作人員的職業(yè)素養(yǎng)，其中包括操作人員的專業(yè)水平和綜合素養(yǎng)。這里要求操作人員能夠以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，正確處理在日常運行過程中遇到的突發(fā)情況，以確保產(chǎn)品能夠正常發(fā)揮保護(hù)功能。
此外，電力企業(yè)應(yīng)定期對檢修人員進(jìn)行培訓(xùn)，不斷強(qiáng)化提升繼電保護(hù)檢修技能，強(qiáng)化檢修人員的工作素養(yǎng)。明確繼電保護(hù)檢修工作人員在檢修過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照檢修流程逐個巡檢，杜絕僥幸心理，確保繼電器沒有磨損，繼電器觸點沒有粘連、燒壞、卡住等現(xiàn)象。檢查繼電保護(hù)自動化裝置面板顯示、指示燈、連接線、轉(zhuǎn)換開關(guān)、軟硬壓板位置是否正確等。通過培訓(xùn)和實際操作訓(xùn)練，不斷提高繼電保護(hù)自動化裝置檢修的效率，強(qiáng)化其運行效果。
定期檢修
定期檢修是保障繼電保護(hù)自動化裝置有效運行必不可少的一環(huán)。在定期檢修前做好準(zhǔn)備工作，主要包括通過圖紙了解設(shè)備的接線及二次回路安裝情況，了解產(chǎn)品近期的運行情況等。在檢修過程中，考慮到安全性，應(yīng)當(dāng)將繼電保護(hù)自動化裝置設(shè)定于檢修狀態(tài)，檢查二次回路、二次回路絕緣情況、屏柜、保護(hù)功能有效性等。在所有檢查結(jié)束后，嚴(yán)禁插拔插件。檢修過程應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照操作手冊進(jìn)行，避免有漏檢項，減少產(chǎn)品出錯的可能性。
結(jié)語
經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，電力行業(yè)的競爭更加激烈，要求也不斷提高。電力企業(yè)要想在競爭激烈且要求嚴(yán)格的電力行業(yè)立足，就需要使用質(zhì)量過關(guān)的繼電保護(hù)自動化裝置，并培養(yǎng)一批技術(shù)過硬，有能力有擔(dān)當(dāng)?shù)膯T工。通過繼電保護(hù)自動化裝置的質(zhì)量可靠、功能可靠及操作人員可靠保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，在競爭激烈的電力市場中保持核心競爭力。
