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摘要:继电保护系统是电力系统中重要的安全设施,电力系统中存在故障或者异常时,能够在短时间内自动响应,切除故障线路,避免故障进一步扩大,同时能够发出告警信息,工作人员能够第一时间找出故障点,并迅速开展检修工作。但是继电保护系统自身也存在一定的运行风险,可能会造成元件故障,也有可能会不正确运行,造成用户停电。为了维持继电保护系统正常运行,需要对继电保护系统运行风险进行在线评估,从而制定有效的风险规避策略,实现电网高效、安全、稳定的运行。本文从继电保护概述出发,对继电保护的隐患分析,并阐述了继电保护的隐患在线风险评估。
关键词:继电保护;安全隐患;运行风险;在线评估
继电保护在电力系统的正常运行过程中发挥着十分重要的作用,它是促进电力系统正常有效运行的重要保证。很多的停电事故,都是因为继电保护系统出现故障而导致的,因此,我们必须要积极采取有效的措施,做好继电保护工作。通常情况下来说,其中最重要的原因有继电保护相关定值的设置存在缺陷和问题以及继电保护装置的相关元件的老化问题,继电保护隐患的存在是导致继电保护设施出现问题和事故的重要原因,因此我们必须要对继电保护的隐患进行深入分析和研究,然后在此基础上科学把握继电保护隐患的运行风险在线评估,提高继电保护的质量,保证整个电力系统的安全与稳定。
一、继电保护概述
继电保护是伴随着电网的不断发展出现的一种保护措施,当电力系统在运行中受到外界干扰时,电气设备的参数就会因干扰发生改变,长此以往,电气设备就会出现老化的情况,而导致电网运行不正常,所以这时就需要在电气设备上增设一个继电器,当设备出现问题时继电器能够自动向上级发出信号并且让断路器等装置动作,以达到保护电网的目的,以使电网故障控制在一定的范围之内,缩小因设备故障而引起的停电范围,保证其他区域电气设备的继续运行。由此我们可以看出,继电保护的任务主要有:①电力系统出现故障时,能够自动有选择的切断故障设备与电网系统的连接,保证其他设备的正常运行。②电力系统出现故障时,能够自动有选择的进行跳闸和发出警告信号。所以继电保护在现代电力系统中是不可或缺的一种保护装置,是保证电网安全运行的重要措施,因此继电保护存在隐患的话对整个电网的运行也会造成影响。
二、继电保护的隐患分析
随着科学技术的不断发展和进步,计算机技术和信息技术等实现了在继电保护领域深入而广泛的应用,这是得继电保护逐渐走上了智能化的发展道路。目前,大多数继电保护装置的具体构成是比较复杂的,一旦任何的构成元件出现了问题,那么就会导致继电保护装置出现严重问题,难以正常工作。另外,我们必须要科学确定继电保护装置的相关设置是否正常,才能找出继电保护隐患出现的主要原因,具体来讲,我们需要通过相关的计算和统计,根据相关的数据进行判断,只有这样才能合理确定导致继电保护装置出现问题的真正原因,准确找出继电保护存在的主要隐患。一般情况下来说,导致继电保护出现安全隐患的原因有很多,其中最重要的原因有两个方面。首先,继电保护相关定值的设置存在缺陷和问题,不能够根据相关规范的要求严格做好与当前电网实际运行方式相符合的继电保护定值。其次,继电保护装置的相关元件的老化问题也是导致继电保护出现重大隐患的重要原因。因此,我们要从更加全面的角度出发对继电保护隐患出现的原因进行深入分析和研究,然后在此基础上采取积极的措施,加强继电保护的优化和改进。
三、继电保护的隐患在线风险评估
1、进行风险评估的方法。由于在电网正常运行时,继电保护的隐患一般不会造成什么影响,只有当电网设备受到外界干扰时隐患才会爆发出来,使继电保护装置不能正确动作,所以只有采用风险评估的方式才能够综合地评估出继电保护隐患会对电网安全造成的影响值,即用风险值R的大小来表示继电保护隐患对电网运行的影响大小,而R的值则是用R=P×S公式来进行计算。式中P是继电保护的隐患导致继电保护装置出现不正常动作的概率;而S则是评估继电保护不正常动作导致严重程度的指标。将这几个值都计算出来之后我们按照上面介绍过的两大类继电保护隐患来分别进行风险的评估。
2、定值不合理的风险评估。在继电保护的隐患中有一种比较常见的是保护定值设置的不合理,导致继电保护在工作时出现不正确动作,而保护定值要设置的合理要同时满足两个条件就是在灵敏的同时要有所选择,只有这两个条件都满足了才能算得上是合理的保护定值。由此我们可以把以下几种定义为不合理的保护定值:①保护定值未达到一定的灵敏度;②保护定值不具有选择性的功能,如出现越级跳闸的情况;③三段式相间距离保护躲不过最大负荷电流。这三种类型对电网都会造成危害,但是危害大小又存在差别。而这三种定值在电网中发生的位置不同所造成的危害也是不一样的,并且电网的运行方式和电网负荷大小也会对不合理定制对电网造成的危害产生影响,所以对不合理定值的评估需要进行分情况计算,评估在不同情况下不合理定值对电网的危害的具体大小,以此来确定将继电保护装置的保护定值设置为多少才能最大程度上减小不合理定值发生时的危害。
(1)要进行不合理定值隐患范围的计算,因为由不合理定值引发的继电保护隐患只有在一定的范围内发生了电气故障才能使继电保护不正确动作,所以要对这个范围进行计算。为了能够精确的计算出电网中不合理定值隐患的范围,在计算中不再使用定值整定规程里的可靠系数以及分支系数,而是采取了一种全新的计算方法,这种计算方法就是沿线逐点计算,通过这样的方法确定出来的隐患范围更加精确,通过这一方法我们可以先将各个相间距离的保护范围计算出来,再依据上下级保护之间的配合关系来计算出不合理定值的范围来。
(2)要计算不合理定值的风险还要对其爆发的概率进行计算。对概率的计算要采取事件树的方法进行计算,从事件树的示意图中可以看出只有顺着特定的分支路线行进时,不合理定值的隐患才会爆发出来,所以要找出不同线路上不合理定值隐患的爆发条件,分别进行概率的计算,再根据计算出来的每条线路上的概率值,计算出整个线路上不合理定值隐患爆发的总概率。有了总概率的值就可以进行不合理定值风险的计算,利用前面已经给出的计算风险R值的计算公式,就可以计算出不合理定值隐患的风险,就能够知道这一隐患对电网运行的危害究竟是怎样的。这样我们就可以根据计算出来的各种风险值来找出继电保护系统中的薄弱环节,加强对薄弱环节的管理就能实现规避风险增强电网运行安全性的目的。
3、要对数据软件进行集中的处理和管控,确保数据分类系统的完整性,从而维护数据信息的接收过程和有效性,结合电脑信息判定激活类别和具体方式,也要对数据管理软件中的不同模块予以重视。首先,主动调节模块和数据状态模块,能对数据进行全面分析,确保继电保护项目能按照标准化流程有序推进。其次,对相间距离的保护范围进行多重计算,在此基础上划定定值的具体范围和管理要求,从根本上减少继电保护项目隐患的留存,也能为电力系统的安全运行和稳定发展奠定坚实基础。
4、硬件缺陷隐患的风险评估。对于硬件缺陷这类隐患的风险评估比不合理定值隐患的风险评估在方法上容易一些,也容易操作一些。首先也是对硬件缺陷导致继电保护出现不正确动作情况的概率进行计算,在这个问题的上我们可以先分析出硬件缺陷导致继电保护异常的几种情况:①电气设备出现故障时,设备本身继电保护正确动作了,但是邻近的设备的继电保护硬件出现问题而导致不正确动作。②设备本身的继电保护硬件出现问题而导致不正确动作。③设备未出现问题,但是电网受到干扰而使继电器硬件因为缺陷而误动。根据分析出来的这三种情况分别计算硬件缺陷隐患爆发的概率,然后根据计算出的概率值来计算硬件缺陷隐患的风险值,通过研究风险值来研究硬件缺陷这类隐患对电网运行的具体影响是怎样的,从而找出继电保护系统中存在的严重的硬件缺陷隐患,对其进行改进以增强电网运行的安全性。
总之,在日常生活中所遇到的很多的停电事故,都是因为继电保护系统出现故障而导致的,继电保护在电力系统的正常运行过程中发挥着十分重要的作用,它是促进电力系统正常有效运行的重要保证一般情况下来说,导致继电保护出现安全隐患的原因有很多,其中最重要的原因有继电保护相关定值的设置存在缺陷和问题以及继电保护装置的相关元件的老化问题。因此,我们要从更加全面的角度出发对继电保护隐患出现的原因进行深入分析和研究,然后在此基础上采取积极的措施,科学掌握风险评估的有效方法,着重做好继电保护定值的风险评估,加强继电保护的优化和改进,保护电力系统的安全与稳定。
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作者简介:
庞瑾:(1987),女,河南西华,国网安徽省电力有限公司芜湖供电公司,运维站站长,工程师
余嘉文:(1987),男,湖北鄂州,国网安徽省电力有限公司芜湖供电公司,运维站副站长,工程师
涂鑫国:(1987),男,湖北潜江,国网安徽省电力有限公司芜湖供电公司,工程师