電力工程師論文繼電保護(hù)可靠性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

　　在電力系統(tǒng)的運(yùn)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(yùn)行的異常工況，以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)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(xiǎn)評(píng)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(wú)法及時(shí)地對(duì)電力風(fēng)險(xiǎn)故障加以妥善的解決，則必定會(huì)給發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成諸多的影響。所以為了確保社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及電力能源的更好發(fā)展，必須對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，還必須切實(shí)做好繼電保護(hù)裝置的保護(hù)工作。本文對(duì)繼電保護(hù)的可靠性及評(píng)估繼電保護(hù)可靠性的指標(biāo)進(jìn)行了介紹，對(duì)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(xiǎn)評(píng)估。

　　【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù),可靠性,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

　　引言

　　繼電保護(hù)是在對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)作進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，根據(jù)電壓非正常減小、電流量非正常加大或測(cè)量抗阻不正常等電氣量的改變來(lái)對(duì)所保護(hù)的單元是否處在正常運(yùn)作狀態(tài)加以判定，倘若察覺(jué)出現(xiàn)故障，要依據(jù)對(duì)故障種類(lèi)及故障出現(xiàn)點(diǎn)的判定來(lái)自動(dòng)實(shí)施切斷對(duì)應(yīng)故障點(diǎn)的操作，以確保電力系統(tǒng)得以安全地運(yùn)作，同時(shí)及時(shí)地將警報(bào)信號(hào)傳遞給值班工作人員。由于有某些安全風(fēng)險(xiǎn)存在，倘若判斷錯(cuò)誤，實(shí)施了錯(cuò)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(píng)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(dòng)作時(shí)其必定會(huì)實(shí)施動(dòng)作，而不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)則堅(jiān)決不會(huì)實(shí)施動(dòng)作，確保不會(huì)發(fā)生動(dòng)作錯(cuò)誤或拒絕動(dòng)作的現(xiàn)象[1]。簡(jiǎn)單而言，其本質(zhì)目的就是為了確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)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(wèn)題，繼電保護(hù)就是會(huì)馬上傳遞出信號(hào)或警報(bào)，并自動(dòng)跳閘，以便將故障點(diǎn)阻斷，這也就是所謂的繼電保護(hù)的可依賴(lài)性;倘若被保護(hù)范圍內(nèi)的電氣設(shè)施沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題，電氣設(shè)施處在正常的工作狀態(tài)，繼電保護(hù)絕對(duì)不會(huì)在沒(méi)有任何選擇的情形下實(shí)施不正確的動(dòng)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(dòng)作或拒絕動(dòng)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(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)本身存在的漏洞信息的統(tǒng)計(jì)，因?yàn)樗鼤?huì)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(dòng)作、拒絕動(dòng)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(píng)估繼電保護(hù)裝置可靠性的一個(gè)層面，并進(jìn)一步全方位地對(duì)其加以解析。目前對(duì)繼電保護(hù)的可靠性進(jìn)行測(cè)算的辦法主要包括狀態(tài)空間法、CO法、故障樹(shù)法以及Markov模型法等[2]，而且不管是站在運(yùn)行角度來(lái)預(yù)估短期風(fēng)險(xiǎn)，還是站在長(zhǎng)期平均可靠性的角度來(lái)預(yù)估繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，都必須分別站在后果及可能性?xún)蓚€(gè)層面來(lái)全方位、充分地預(yù)估可能發(fā)生的各類(lèi)情況。

　　1.2評(píng)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(gè)方面就是不正確的動(dòng)作以及拒絕動(dòng)作，因此應(yīng)當(dāng)圍繞這兩個(gè)方面來(lái)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)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(shí)間或規(guī)定的時(shí)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(shí)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(shí)間，而MTBF是指故障的平均時(shí)間等;③頻率表示，其是指在某些特定的時(shí)間內(nèi)電力設(shè)備元器件的非錯(cuò)誤動(dòng)作和動(dòng)作資料總和之間的次數(shù)比，或是某些特定的時(shí)間內(nèi)可以計(jì)算出來(lái)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(shí)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(chǎng)家出于對(duì)經(jīng)濟(jì)利益的考慮，時(shí)常會(huì)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(chǎng)時(shí)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(shí)候貪圖方便，時(shí)常在安裝及驗(yàn)收繼電保護(hù)裝置的過(guò)程中會(huì)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(lái)，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(shì)而言，日后它極有可能會(huì)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(yùn)作微機(jī)保護(hù)裝置的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，而電磁波的干擾會(huì)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(shí)質(zhì)都是一個(gè)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(huì)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(duì)更加簡(jiǎn)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(wèn)題，倘若光口因?yàn)榘l(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(huì)因運(yùn)作環(huán)境以及運(yùn)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(yùn)作環(huán)境中的溫度、元器件的涂層以及填充料等會(huì)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(kāi)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(huì)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(lái)的影響也是存在著差異的。倘若系統(tǒng)的運(yùn)作環(huán)境不干燥，會(huì)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(shuō)繼電保護(hù)裝置的硬件為實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能搭建了一個(gè)平臺(tái)，則軟件算法就是實(shí)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(yùn)作能否實(shí)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(jì)軟件以及輸入系統(tǒng)等原因都會(huì)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(xiǎn)評(píng)估

　　評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)事件出現(xiàn)之后帶來(lái)的損失及影響就稱(chēng)之為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，其除了包括對(duì)事故出現(xiàn)后可能造成的后果的評(píng)估之外，也包括對(duì)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)事故的機(jī)率的評(píng)估[4]。事實(shí)上，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要是對(duì)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)事故所帶來(lái)的消極影響，同時(shí)在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事故所造成的后果及風(fēng)險(xiǎn)事故出現(xiàn)機(jī)率加以全面考慮的基礎(chǔ)上對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。目前模擬法及解析法是評(píng)估電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)過(guò)程中使用較為廣泛的方法，與其他評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)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(duì)比較明確，且概念也比較清楚，可它并不適用于評(píng)估那些較為繁雜的系統(tǒng)的可靠性，因?yàn)槠湓诮?shù)學(xué)模型時(shí)存在著一定的難度;而原理相對(duì)較簡(jiǎn)單的模擬法不會(huì)受到過(guò)多的限制，其比較適合用來(lái)評(píng)估大型系統(tǒng)的可靠性。因此，在具體的使用過(guò)程中，通常需要把這兩種辦法結(jié)合起來(lái)使用，以得到更加精確的評(píng)估結(jié)果。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　站在短期的角度而言，能否安全且穩(wěn)定的供應(yīng)電能會(huì)對(duì)人們的正常生活及生產(chǎn)造成直接的影響，而站在長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度而言，電能能夠有效地推動(dòng)整個(gè)社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。所以，對(duì)繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　參考文獻(xiàn)

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　　電力工程師論文投稿期刊推薦《中國(guó)電力》是國(guó)家中文核心期刊、中國(guó)科技核心期刊、中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)（CSCD）核心期刊和 RCCSE中國(guó)核心學(xué)術(shù)期刊（A），曾多次在全國(guó)性和電力系統(tǒng)的期刊評(píng)比中獲獎(jiǎng)，2004年榮獲第三屆“國(guó)家期刊獎(jiǎng)”，2001年進(jìn)入“中國(guó)期刊方陣”的雙效期刊，被英國(guó)《科學(xué)文摘》（SAINSPEC）、俄羅斯《文摘雜志》（AJ of VINITI)、美國(guó)《劍橋科學(xué)文摘》（CSA）收錄，并且是中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊、中國(guó)科技文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊、中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊、中國(guó)期刊網(wǎng)收錄期刊、中國(guó)電力報(bào)刊協(xié)會(huì)優(yōu)秀期刊。