电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性分析

发表时间:2020/7/20   来源:《当代电力文化》2020年7期   作者:王勇
[导读] 本文对继电设备的运行方式、优点和自动化可靠性措施进行了讨论。
        摘要:电力系统是我国经济发展的基础,关乎着企业正常运转和人们的日常生活,其中,继电保护设备是电力系统安全运行的重要保障。随着科技进步,人们的用电量越来越大,对继电保护设备及自动化的可靠性也提出了更高的要求,本文对继电设备的运行方式、优点和自动化可靠性措施进行了讨论。
关键词:继电保护设备;设备优化;产品质量

引言:继电保护设备是电力系统的安全卫士,每当电压或电流超出安全标准时,继电保护设备就会将故障部分断电隔离,防止一次设备损坏并保护运行人员的人身安全。近年来,我国科技水平不断提高,自动化技术有了重大进展,被广泛应用在电力系统的继电保护设备上,继电保护设备操作更加简单、智能,但是其可靠性还待提升。
一、继电保护设备运行方式   
        继电保护设备是当电力系统中的发电机、变压器、母线、线路等元件,或者电力系统本身出现故障时,能够及时发出警告,并将故障设备或系统与整个电网解列的一种制动化设备。继电保护系统主要由测量比较元件、逻辑审判元件和执行输出元件三部分组成。
        继电保护设备运行时主要分为四个阶段,分别是采样阶段、比较鉴别阶段、处理阶段和执行阶段。继电保护设备的运行原理是当电力系统中发动机、变压器、母线、线路等电力元件,或者电力系统本身发生故障时,利用电流、电压、功率的变化做出保护行为。电力系统中的电气量在正常运行和发生故障时,是有显著区别的,继电保护设备可以根据其中的变化来判断故障的程度和性质,进而判断是发出警报还是断开整个电路。
二、继电保护设备自动化的优点及重要性 
        在发电厂中经常会出现电气设施损坏、短路断路、系统故障等事故,这些事故会影响电压和电流,使电压、电流的变化超出系统所能承受的范围,对整个电力系统造成威胁,此时继电保护设备会自动发出警报或者强制断开线路,最大程度的保障设备及人身安全。
        随着我国自动化技术的不断发展,这种技术被逐渐应在了继电保护设备中。继电保护设备自动化有许多优点,在可靠性方面,继电保护设备能够在一定范围内对设备进行自动保护,当电力设备或电力系统出问题时,可以迅速的做出判断,根据故障的性质和程度,选择最科学的方案,将风险控制在最小范围,降低损失。在灵敏性方面,继电保护设备应具有必要的灵敏系数,保证有故障就准确动作。如果出现了保护范围之内的故障,可以通过修改参数,能更简单、更安全的做出调整。在选择性方面,继电保护设备在发生故障时,系统不会再一刀切,而是将故障部分独立出来,不影响整个电路,能够保证线路的其他部分正常运行。在快速性方面,继电保护设备动作的时间越短,对电力系统能个的影响就越小;同时能够显示故障位置,减少工作人员的寻找时间,提高工作效率,将故障带来的损失降到最低。
三、提高继电保护装置及其自动化可靠性的措施   
(一)优化继电保护设备设计
        当前继电保护设备的自动化应用已经取得了不错的效果,但还有一定的改进空间,可靠性方面可以继续提高。为了提升继电保护设备的可靠性,工作人员可以在设计上进行优化,从源头上提高设备的可靠性。比如在设计时,可以融合硬件冗余技术,来提高继电保护系统的可靠性。冗余技术是一种在继电器中的装置发生故障时,保证继电器不会对整个电路造成不良影响的技术。继电保护设备采用冗余技术,可以减少继电器的误动率,增强设备的可用度[1]。

在应用冗余技术时,工作人员要根据电路的实际情况,保证与系统指标一致,选择适宜的冗余方式,可以将装置量达到最小,达到节省成本的目的。
(二)加强日常检修与维护
        任何设备都有使用寿命,在使用中经常会出现各种故障,日常维护与检修是提高继电保护设备可靠性的重要手段。在对继电保护设备进行检测时,要注意设备的状态,如果继电保护设备处于过热或者无负荷状态时,不能对设备进行负荷试验和负荷采集,回路升流和升压试验也放在最后的阶段。另外,也要注意继电保护设备的日常维护,日常维护一种经常被忽视的手段,可以有效提高设备的使用性,降低发生故障的概率。日常维护主要包括设备清洁、连接部分加固、焊点检测等。继电保护系统的构造复杂,零件繁多,在运送和安装过程中可能出现螺丝松动、焊接部分不牢靠等问题,很容易引发故障。在安装完成之后,要进行整体的检查,确保没有任何问题。另外,在每次检修后,检修人员都要按照规范进行记录,记录内容包括故障的原因、故障发生日期、故障的程度和修理措施,并为每台设备都建立完整的档案,这样做能极大提高检修效率,降低维护成本。
(三)加强自动化装置的管理
        为了提高继电保护设备的可靠性,需要对设备中的自动化装置进行管理。自动化装置的结构非常复杂,所有操作都是依据初始设定进行的,所以工作人员需要熟练掌握自动化系统的初始参数和初始状态,对了解自动化装置的运行方式有很大好处[2]。初始参数是判断自动化设备可靠性的重要指标,决定着整个继电保护设备的工作模式,一旦出现错误,将会影响整个供电系统。所以,工作人员要对初始参数和程序进行仔细的核查,并且定期检查,确保没有病毒入侵程序,保证继电保护系统的安全运行。另外,自动化装置关乎着继电保护设备能否正常运行,工作人员要准备备用程序和设备,当自动化装置故障或者失效时,可以自行切换到备用设备上,保证电力系统不受影响。
(四)保证设备质量
        继电保护设备造价高昂,部分生产厂家为了压缩成本,可能会选用二手零件,也可能使用一些没有达到质量标准的材料,滥竽充数,极大影响了继电保护设备运行的精度。部分二手零件会导致设备对电流、电压等电气量的敏感度下降,不能在电气量超过安全标准时及时检测出来,无法及时发出警报,导致员工的生命安全受到威胁。因此电力企业的采购人员和检测人员,要选择可以信赖的大公司来购买设备,并要将设备送到专门的检测机构进行检查,确保设备的每一个零件和材料都符合行业质量标准。
(五)加强电力系统员工的培养
        任何工作都离不开人来执行,目前我国电力企业很多员工都存在专业素养参差不齐、对电力保护的重要性认识不到位的问题。电力企业想要提高继电保护设备自动化的可靠性,就必须加强对员工专业技能的培养。电力企业可以定期组织学习大会,请一些经验丰富的老员工或者技术专家,来分享工作经验,为基层员工讲解设备检修、维护过程中的难点,也要向员工讲解国际上的前沿技术,将员工培养成复合型人才。另外,企业也要建立科学合理的绩效赏罚制度,从根源上加强员工对安全问题的重视,提高员工对工作的积极性。
结论:继电保护设备是电力系统的重要组成部分,关乎着电力系统能否安全运行。近年来,继电保护设备中应用了自动化技术,取得了良好的成效,降低了风险,提高了效率,而且还可以从设备设计、日常检修与维护、自动化装置管理、设备质量和员工培养几方面,进一步提高继电保护设备的可靠性。
参考文献:
[1]王瑞梅,张晓娜,杨岚.电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性研究[J].通信电源技术,2020,37(06):35-36.
[2]曲维杰.电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性研究[J].中国新通信,2019,21(24):100.

作者简介:王勇(1984.01);性别:男,籍贯:河北沧州,学历:本科,毕业于华北电力大学;现有职称:助理工程师。
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