摘 要：对于电力系统而言，继电保护与自动化装置是必不可少的基础组成，其可以直接反映出电力系统中相关电气设备的运行状态，具备遥测、遥信、遥调与遥控等功能，不仅可以及时判断相关设备是否发生故障，而且可以防止系统故障进一步扩大，所以保证继电保护与自动化装置的可靠性有着重要的现实意义。本文就针对该问题展开讨论，首先分析继电保护与自动化装置的工作特点，然后提出分析其可靠性的指标体系，接下来说明电力系统中继电保护的应用与自动化装置，最后提出提高继电保护可靠性的有效措施。
关键词：继电保护；自动化装置；可靠性分析
中图分类号：TM77 文献标识码：A
一、继电保护与自动化装置的工作特点
当电力系统出现故障，比如短路或者过载运行，要保证继电保护装置动作的可靠性，才能及时发送对应的信号，操作其它电气设备将故障点及时切除。而电力系统日常运行过程中发生故障的机率相对较小，因此继电保护装置动作不是很频繁。继电保护装置的故障形式包括拒动故障与误动故障两种，其中拒动故障是指继电保护装置无法在电力系统出现故障时及时、可靠的动作，从而无法将电力系统的故障及时切除，如果继电保护装置故障严重，有可能会导致电力系统的崩溃；而误动故障则是指继电保护装置因自身动作特性不良，或者受到其它干扰因素的影响在系统未发生故障时发出误动作，继电保护的误动也会带来一定的经济损失。而自动化装置的主要作用是针对电力系统中各种设计的运行参数进行实时监测与控制，对于自动化装置而言，其主要的故障形式就是无法保证运行参数的测量、调节、传输与控制的准确性。
二、电力系统中继电保护的基本要求
具体而言，继电保护装置必须满足以下几点基本要求：第一，选择性，一旦供电系统中出现故障，继电保护装置必须能够选择性的切除故障点，首先将与故障点距离最近的断路器切断，保证系统中其它未发生问题的部分可以继续正常运行。第二，灵敏性，通常可以采用灵敏系统对保护装置的灵敏性做出评价，在继电保护装置保护范围内，无论哪个位置发生短路，或者发生何种性质的短路故障，保护装置均不得产生拒动动作，相应的如果保区范围外出现问题，则保护装置不得产生误动作。第三，速动性，即要求保护装置能够在最短时间内将设备故障切除，将短路电流对电气设备的损坏控制在最小程度内，提高系统电压恢复的速度，为电气设备的自启动创造更加有利的条件，且发电机并列运行的稳定性也可以得到有效改善。第四，可靠性，如果无法保证继电保护装置的可靠性，则事故影响会进一步扩大，甚至会成为导致故障发生的根本原因。为保证保护装置动作的可靠性，要进一步保证保护装置在设计方面、整定计算以及安装调试过程中的准确性，并且要进一步保证保护装置的各个组成元件质量可靠，且采取合理的运行维护措施，从而提高保护的有效性与可靠性。
三、继电保护与自动化装置可靠性指标体系
通常继电保护装置无论是构成原理还是输入特征量，均体现出一定的复杂性，基于经济价值角度而言，其属于可维修产口。由于继电保护装置特殊的工作原因，所以必须采用多项可靠性特征量来表征其可靠性指标，当然可靠性指标体系中指标数量不宜过多，也不宜过于复杂。结合我国电力系统的实际情况，根据继电保护的工作特征，可以从以下几个可靠性特征量对继电保护的可靠性做出全面评价：
第一，成功率，即基于特定的条件下产品可以完成特定功能的机率，或者试验成功的机率。第二，平均无故障工作时间或者平均寿命，针对可修复产品而言可以选择平均无故障工作时间，即两次故障之间工作时间的平均值，针对不可修复产品则选择平均寿命，即产品在失效前的平均工作时间，继电保护装置属于可维修产品，因此选择平均无故障工作时间为指标。第三，有效度，通过该指标可以将修复的继电保护与自动化装置运行过程中的可靠性反映出来，还能够在某种程度上反映出整个电力系统运行的可靠性。有效度可以用下式表达：A=TMIBF/（TMIBF+TMTTR）
式中A表示有效度，TMTTR表示平均修复时间，即发现产品出现故障直至修复所需的平均时间，TMIBF则表示平均无故障工作时间。继电保护装置可靠性特征量可以如下图1表示：
电力自动化装置也属于可维修产品，其可靠性特征量包括平均无故障工作时间、平均修复时间以及有效度等。
四、提高继电保护与自动化装置可靠性的措施
（一）提高继电保护的可靠性
具体而言，提高继电保护可靠性运行的主要方法有以下几种：
1冗余设计及优化措施
可以采用硬件冗余可以实现继电保护系统容错的设计要求。所谓容错技术，是指继电保护系统中的某个保护装置即使动作不正确，仍然不会对系统的整体性能产生太大影响。硬件冗余可以有效改善拒动率以及可用度等指标，具体的方法包括并联、备用切换以及多数表决等，而且如果误动率有所恶化，也可以通过硬件冗余显示出来。在实际应用过程中，在选择冗余方式时要与继电保护系统的实际运行情况密切结合，以满足系统各项可靠性指标为前提，通过硬件冗余的优化实现投入最小、保护装置数量最少的运行保护管理目标。
2提高继电保护装置的可靠性
在继电保护可靠运行管理过程中，要对继电保护装置的各项可靠性指标进行准确、合理的计算，在计算继电保护装置运行的正确率时，区外故障的正确不动作也可以包含在内；此外，在电力系统的二次继电保护与自动控制回路中，主要采用继电保护辅助配套装置进行保护，该辅助设备运行的可靠性会对整个继电保护系统运行的安全性产生直接的影响，所以不能忽略辅助装置的可靠性管理，要采取多种有效措施保证其可靠性。
3做好继电保护装置的维护工作
在日常运行管理过程中，要做好继电保护装置的维护工作，才能进一步提高系统工作的可靠性。具体而言要做到以下几个方面：第一，对继电保护装置进行定期检修与查评，具体检修项目包括各类二次设备元件标志、名称是否齐全；检查各类转换开关、按钮与动作等，保证其灵活性，排除接点接触压力不足或者被烧伤等问题；全面检查制室光字牌与红绿指示灯泡，保证其完好性；排除各种盘柜上表计、继电器、接线端子螺钉松动的故障；进一步排除电压互感器与电流互感器二次引线端子的故障；检查配线，是否存在固定卡子脱落的问题；此外，还要排除断路器各个操作机构的异常问题等。在完成继电保护装置的定期查评工作后，还要根据设备的运行状态将其分类：其中一类设备要达到技术状况良好、无运行缺陷、保护系统运行的安全性与经济性的标准；二类设备要达到设备基本完好、允许个别零件存在一般缺陷、不会危及到人身与设备安全的标准；而三类设备则是指存在重大性能问题，直接影响到系统运行的安全性与可靠性。在维护检查过程中，如果发现继电保护存在问题，要在第一时间予以处理，排除隐患；对于一些已经排除缺陷的继电保护装置，则要建立相应的缺隐台账，做好记录，为后续的检修工作提供参考。
（二）提高继电保护自动化装置的可靠性
首先对设备的设定值、初始状态等情况进行全面了解，因为继电保护自动化装置的结构与运行相对比较复杂，其初始设定情况对后续的运行操作会产生重要的影响，可以说评价装置可靠性的一项重要因素就是其原始数据的设定情况，因此在设备投运前要对其相关初始数据进行全面了解，例如技术资料、设计图纸以及其它数据信息等；其次，要对装置的运行情况进行全面的统计与分析，并以此为参考对其运行规律进行总结，因为经过一段时期的运行，任何设备均会出现不同程度的问题，并且运行时间越长，问题就会越突出，所以要对设备中可能出现的问题进行定期检查与排除，提高检修工作的科学性，提高设备的可靠性与安全性；第三，要注意自动化装置的技术更新与改造，以适应不断发展的电力系统，在选择自动化装置时，选用两套生产厂家不同、同时原理也不同的继电保护与自动化装置对线路、母线等进行有效的保护，这样做可以有效减少事故发生的频率，同时也要注意，同一站内不应有太多的保护装置型号。采用全数字化保护系统，其非常规互感器的数字信号以多播方式通过合并单元发布到过程总线，采样和控制信息存储在过程总线中。第四，使用装置检测器对装置运行的可靠性进行检测。此外，还可用变压器绕组变形测试和红外热成像技术等对设备进行日常监测和保护。
总之，经过相关人员的长期努力，继电保护与自动化装置的可靠性已经得到了显著的提高。相信经过坚持不懈的努力，继电保护与自动化装置的可靠性还会不断提高。
参考文献
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