1、 照明电器 2023 年 第 1 期 总第 176 期 光源与照明174继电保护装置可靠性的测试及提升措施许双斌湖北华电襄阳发电有限公司，湖北 襄阳 441000摘要：要想确保电力系统内部无故障或异常，就需要进行继电保护，通过继电保护装置及时传递预警信息，达到减少或者消除故障的目的。现实生活中，需要合理应用继电保护装置分析产生故障的原因，结合故障的变化情况确认产生故障的范围。对此，文章主要介绍继电保护装置可靠性的科学检测方法，并提出提升继电保护装置可靠性的方法，可以确保电力系统的稳定性。关键词：电力系统；自动化；继电保护装置分类号：TM76；TM770引言电能是现代社会必不可少的能源，其应用优
2、势十分明显，被行业内部广泛使用。电能能够影响人民的生活，电力系统运行期间会存在不稳定或短路的问题，此时，系统内部设置的继电保护装置可以发挥重要作用1，极大程度地保障电力系统的电压与电流的相对稳定。同时，继电保护装置能一定程度减少电压、电力不稳定导致的负面影响，延长电力装置的使用年限。但是，继电保护装置会受电力系统内部存在的不稳定因素的影响，因此，需要提升继电保护装置的可靠性2。1继电保护装置可靠性的测试1.1 可靠性测试指标（1）成功率（R）。成功率是指装置正常运行期间，工作成功的次数与总次数的比，成功率同装置的可靠性成正比3。（2）平均故障时间周期（MTBF）。平均故障时间周期是指装置故障的
3、时长，同保护装置的可靠性成反比，故障的时间越长，装置的可靠性越差。（3）平均故障恢复周期（MTTR）。平均故障恢复周期是指工作人员根据装置内部运行情况，结合运行过程中出现故障的平均时长估算得到的故障恢复所需的时间。可以用有效度这一指标衡量平均故障恢复周期，二者呈正比关系4。1.2 可靠性测试方法继电保护装置的故障时间同电气系统的可靠性存在密切关联，进行可靠性测试时，需要检测装置发生故障的平均周期。这种试验方法相对简便，不需要复杂的试验过程，只须在一般的试验室采取定数截尾法就能完成测试。定数截尾法测试对照表如表 1 所示。表 1定数截尾法测试对照表抽样数据截尾失效数截尾时间0.1 1 2.20.
4、1 2 2.50.1 3 4.70.1 4 5.30.1 5 6.80.1 6 8.70.1 7 9.50.1 811.120.1 913.160.11014.13电力从业者需要确保电力系统及装置在稳定的运行状态下测试，这就意味着测试的装置不能存在任何问题，只有如此，测试的结果才能符合标准。可以选择截尾失效数进行测试，标准值为 4 7。首先，预先设置整个系统发生故障的平均时长为 N，将 N 作为截尾数倍数纳入测试。其次，按照系统随机的办法对测试对象进行测试。选取的样品 T 要具备较强的代表性，T 的数量也需要符合标准，不能过高或过低。大多数情况下，需要结合一定需求选取样品，如表 2 所示。从表
5、 2 可以发现，若 T 取量较小，可以对全部样本进行测试；若样本数量超过测试负荷，对全部样本进行测试比较烦琐，可能不能达到测试目的，此时需要按照合适的比例选取样本数，执行测试工作5。作者简介：许双斌，男，大专，电气二次高级检修工，研究方向为发变组继电保护技术的应用。文章编号：2096-9317（2023）01-0174-03光源与照明 总第 176 期 2023 年 1 月 照明电器1752提升继电保护装置可靠性的措施2.1 合理选择继电保护装置（1）继电保护装置需要具备专门的故障识别系统，能结合装置自身判断做出最佳选择，解决系统存在的故障，做好系统保护的统筹规划工作6。（2）继电保护装置需要
6、能够抵抗输出电压的影响，能够轻易进行增量式差流保护。同时，装置需要具备超强的抗 CT 能力，能对侧负载变化和故障状况进行及时处理，确保电气装置和人们的生命健康。（3）继电保护装置需要实行差动保护，需要提升装置的反应速度，确保在最短的时间内达到保护的效果，杜绝副作用的产生。通常情况下，若存在重大金属事故，正常操作时间需要小于 20 ms，而普通金属故障的操作时长不能超过 30 ms。（4）继电保护装置需要具有较强的灵敏性，确保变特性差动保护期间不产生任何问题，以便及时做出调整并削弱问题造成的影响，保障装置的正常运行。（5）继电保护装置需要使用多种算法，如滤波算法，利用各种算法保障电子互感器的正常
7、有序运行，避免不符合要求的数据对保护装置产生误导7。2.2 加强继电保护测试装置管理随着供电系统的结构日益复杂化、智能化，继电保护测试装置的种类也日益多样化，可以用于组件保护、线路维护、辅助保护。在实际应用中，各类继电保护测试装置存在一定问题，需要设计一个综合的智能化监测平台，借助计算机对多个测量仪表进行管理，保障保护装置在运行期间的安全稳定性。需要在测试后并把结果传输给主机，经过系统归类后记录在册8。智能化监测平台中有条形码识别系统，能够保证测试数据记录的完整性，可以在一定程度上降低人工工作量，且能快速针对多个对象完成测试，可以提升测试效率和质量。在测试期间，可以通过中央控制 PC 对所有测
8、试仪进行远程设置，把测试计划提供给测试仪，并建立测量基准。在实际运行过程中，可以通过中央控制 PC对所有装置的调试程序进行集中监视和控制。在调试后，所有试验装置会生成调试报表，报表会保存在数据库中，这样一来，仅需一名工作人员操作中央控制PC，就能够同时智能化地调试多台仪器。在优化过程中，需要为继电保护测试装置设计各种 I/O 接口插件和整机检测模块的组态软件。其中，硬件结构的设计并不复杂，关键点是整机检测模块配套应用软件的研发。2.3 改进现有继电保护技术要想保障电力系统内部继电保护装置的安全稳定性，需要对原有继电保护技术进行优化升级。在电力系统运行期间，工作人员需要及时改变原有技术模式，在施
9、工中引入新型科学技术，确保施工效果达到最佳。在电网继电保护优化期间，要想提升继电保护装置的使用质量，施工人员需要按照施工标准对线路进行改造，确保符合信息传输的要求。同时，需要控制母线传输电压在 220 kV 以下。同时，需要将母线的分差值固定在合理范围，减少由于信号传输造成的影响，提升电力系统的控制效果9。2.4 提升操作规范性为保证配电系统的结构与使用性能满足继电保护装置的要求，有关部门必须改进运行规程，提升相关人员的操作规范性。通过完善运行标准，可以优化信息传送和防护。例如，在控制电网继电器时，要实现足够的功率传送效应，输电工作人员应该尽量提高技术和操作的规范性，从而控制继电器的使用。输电
10、工作人员需要按照传输线路图中的保护设计原理，对输电线路的防护进行相应的优化设计。在实施安全防护时，要对二次电力线路和信号标志进行适时的维护。供电部门也应根据有关规定，做好相应的保护10。2.5 合理降低电磁干扰在建立输电体系时，为了改善整体的输运效应，输送电工作人员必须合理排除电磁干扰，才能构成完整的电磁干扰传输体系，保证系统运行的安全性。为确保电网运行的安全性，有关输电单位必须对电磁干扰进行屏蔽，以提升整个电网的输电效率。可以采用专用的继电防护技术，保证电网整体的安全可靠性。2.6 做好冗余设计与改进为增加继电保护装置的安全性，需要在设计时选表 2样本总量和选用样本的对照NT1 223 72
11、8 102 412 154 617 206 925 589 1288 16012 15160 以上11 30 照明电器 2023 年 第 1 期 总第 176 期 光源与照明176用冗余设计方法，以提高继电保护装置的容错能力。使用冗余设计可以确保某个继电保护装置发生问题时，不会对系统产生过大的负面影响11。冗余设计方法分为并联、预留转换、多表决等，需要结合继电保护的实际状态选取合适的冗余设计方法，以确保选取的方法可以提升系统的可靠性，在降低装置硬件变化概率的同时，降低系统的运行风险。2.7 提高继电保护装置事故处理效率继电保护装置可以为电力系统正常运行提供辅助保护，提升系统结构的稳定性，减小风
12、险事故发生的概率。需要在配电站安装接地装置，确保在线路产生任何风险或问题以后，可以结合接地装置的数据信号，迅速找到问题所在，帮助工作人员找到问题产生的原因。继电保护装置的安全稳定性受多方因素的影响，有关部门需要统筹规划、科学决策12。2.8 强化辅助装置应用继电保护装置的期间，需要控制相关区域的影响因素和故障风险，在分析继电保护装置的工作参数的同时，需要分析事故原因。大多数情况下需要借助辅助装置达到操作目的，辅助装置与继电保护装置的安全稳定性存在密切关联，为此，需要确保辅助装置性能良好，提升辅助装置的可靠性。继电保护装置的线路维护一般由辅助装置进行，需要增加辅助装置的数量，以提供良好的辅助功能
13、。2.9 改善研发生产工艺通过不断完善研发生产工艺，可以提升继电保护装置质量，增强继电保护装置的可靠性，保障电力系统的安全、稳定运行。虽然单一继电保护装置出现问题不会对电力系统的可靠性产生重大影响，但是对于以新能源为主体的新型电力系统而言，电力系统稳定性是以继电保护装置为基础的，单一继电保护装置故障也应当极力避免。装置越复杂，装置出现故障的可能性就越大，因此继电保护装置生产厂家需要提升研发水平，改善生产工艺，简化继电保护装置结构13。一方面可以节约成本，达到提质增效的效果，另一方面可减轻装置自身负荷，减少装置压力，提升保护效率。生产工艺会对产品质量产生不可忽视的影响，生产工艺主要包括生产流程、
14、原材料、人员操作等内容。继电保护装置在生产流程方面有严格的规范，按照其特性，需要编制焊接、组装、测试、老化生产管理等规范，提升焊接水平，强化产品组装能力等，通过检测确保产品没有虚焊、漏焊、静电击穿等生产不当造成的产品质量问题。原材料的质量直接决定最终产品质量，影响产品的生命周期，以晶闸管为例，在小信号输入、大电流大电压输出的实验中，产品质量低劣的晶闸管无法长期起到放大作用，导致实验失败。此外应当加强生产人员培训，确保生产人员能够严格按照生产管理规范生产，做好防静电措施，并以认真负责的态度对待生产的每个环节。3结束语在电力系统的正常运转中，需要加强对继电保护装置的自动控制。为保证电网的信息传输安
15、全性和可靠性，必须加强对继电保护装置的管理。为了保证电网的正常运转，必须加强对继电保护装置的检测，突出其作用，从而保证电网的正常发展。参考文献1 陈乾.数据驱动的交流电力系统保护装置缺陷诊断研究D.北京:华北电力大学,2021.2 谢国印.电力系统自动化建设和继电保护的关系研究J.光源与照明,2021(1):112-113.3 李少伟.变电站继电保护失效检测及检修策略研究D.天津:河北工业大学,2019.4 燕美玲.智能变电站过程层网络与继电保护的建模与仿真D.太原:山西大学,2018.5 薛钟,董贝,张云,等.继电保护装置选配功能的设计与实现J.电器与能效管理技术,2018(5):51-56
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