1概述

繼電保護是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要保障,也是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的重要技術支撐。繼電保護是可以檢測電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況,并發(fā)出報警信號,將故障部分隔離、切除的一種技術。在實際使用時,必須正確區(qū)分被保護元件的運行狀態(tài),依據故障發(fā)生前后的電氣物理量變化,判斷故障發(fā)生在保護區(qū)內還是保護區(qū)外。繼電保護與自動化抓裝置能夠判斷電力系統(tǒng)中的故障,及時采取有效措施,減少重大安全事故的發(fā)生,保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行。繼電保護與自動化裝置在電力系統(tǒng)中表現(xiàn)出來的可靠性主要體現(xiàn)在選擇性、靈敏性與速動性上。選擇性是指當供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,繼電保護與自動化裝置直接選擇切除故障點。靈敏性是指使用靈敏系統(tǒng)保護裝置的靈敏性。速動性是指繼電保護與自動化裝置能夠在最短時間內將故障設備排除到系統(tǒng)正常運行以外。

2電力系統(tǒng)中繼電保護與自動化裝置的可靠性

2.1選擇切斷故障點

故障點指的是自動化裝置為保證電力系統(tǒng)正常運行,選擇解決故障問題的位置點。繼電裝置因其特殊的輸入特征量而比較復雜,在實際工作時主要按照如圖1所示的指標判斷故障點。

由圖1可知,繼電保護裝置有多項可靠性指標,可維修部分的成功率表示在特定條件下,繼電保護可以完成特定功能的概率。計算無故障工作時間的平均值,繼電保護裝置會針對電力系統(tǒng)中不同種類的故障調節(jié)自身工作時間,自動調節(jié)對不可修復產品的作用時間,避免在電力系統(tǒng)中不可修復部分過度浪費工作時間。有效度指標表示的是自動化裝置與電力系統(tǒng)之間的故障關系。

在自動化裝置電子式互感器的可靠性不低于常規(guī)電磁型互感器的前提下,隨著電力系統(tǒng)長時間運行,自動化裝置故障的修復率與常規(guī)互感器作用相等,二次回路采用了通信網絡代替銅電纜,其間指標大小發(fā)生驟變,表示故障的發(fā)生,例如基本指標成功率在不可修護的前提下,以正常成功率數值為基準,數值比正常數值大時,在距離電力系統(tǒng)近處的500m內,自動化裝置會任意選擇一點切斷電纜,保護電力系統(tǒng)的正常運行。當數值小于基本數值時,繼電保護裝置會選擇大于500m某處的電纜為故障點。在可維修部分,繼電保護與自動化裝置也會自動比較指標數值的變化,但此時自動化裝置會選擇一個故障點去修護,而不是采取切斷電纜的操作。

這種依據故障指標判斷電力系統(tǒng)故障的方式,得到判斷指標與電力系統(tǒng)正常運行指標的大小關系,以此推測故障的發(fā)生點,促使自動化裝置選擇故障切斷點,維持電力系統(tǒng)的正常運行,增強了繼電保護自動化裝置的可靠性。

2.2評價保護裝置靈敏度

繼電保護及自動化裝置內含有靈敏模塊,內置一個電子式互感器,這種電子式互感器使用了多個獨特的光纖輸入/輸出口。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,多個光口的發(fā)熱量會影響電子式互感器的采樣值,采樣值會傳輸至繼電保護裝置中,自動化裝置會執(zhí)行備用切換操作,將保護裝置自動調節(jié)到合適的冗余方式。繼電保護及自動化裝置分析采樣值的變化規(guī)律,將其作為參考,找到電力系統(tǒng)中各個線路以及母線的故障部位,自動使用繞組變形測試判斷保護裝置的靈敏性,得到對應的靈敏度情況如表1所示。

此時繼電保護及自動化裝置采用優(yōu)化評價方式評價靈敏度,當靈敏度發(fā)生偏差時,繼電保護自動化裝置會改變硬件設備的冗余方向,自動變更硬件的容錯技術,采用多表計數,切換電力系統(tǒng)的電纜連接方式?；蚴鞘褂脗溆昧慵嵘`敏模塊的可用度及誤動率,當靈敏模塊中某個繼電保護裝置出現(xiàn)了錯誤行為時,靈敏模塊依舊可以檢測電力系統(tǒng)是否正常運行。繼電保護裝置也依舊可以繼續(xù)評價電力系統(tǒng)保護裝置的靈敏性。

2.3短時間切除故障設備

電力系統(tǒng)在正常運行過程中,其中的某項設備會突然發(fā)生故障,此時繼電自動化裝置會在最快速度內感知到設備故障發(fā)生位置,依據故障位置信息以及故障模式,將兩種信息轉化為信號提示給工作人員。在故障不嚴重時,繼電裝置會自行修復故障設備,在短時間內切除電力系統(tǒng)中的故障設備,然后將更換成功的信號發(fā)送到管理人員的監(jiān)管口,提示電力系統(tǒng)已正常運行。當故障嚴重時,繼電設備除了向電力系統(tǒng)管理人員傳輸警示信號外,還會根據靈敏模塊接受到的故障模式及所在部位,自行判斷是否要執(zhí)行短時間切除指令,將電力系統(tǒng)局部失效與最終失效后果轉化為信號,予以提示。具體的故障發(fā)生模式及后果如表2所示。

表2中的失效后果指的是繼電裝置在切除電力網絡中的故障時,局部網絡產生的后果以及對整體區(qū)域性電網產生的后果。

3結語

繼電保護及自動化裝置為電力系統(tǒng)的正常運行提供了保障,是電力系統(tǒng)的重要組成部分。除了在裝置設計上精益求精,還要提升電力工作人員的專業(yè)素養(yǎng),讓技術人員在實際工作中熟練判斷繼電保護及自動化裝置的各項活動,以及發(fā)出信號所代表的含義,以便保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。