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陸?迪?萬潔霜

（國網(wǎng)河南省電力公司超高壓公司，河南鄭州  450000） 

摘?要：繼電保護及自動化在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。然而，由于復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行環(huán)境，繼電保護及自動化常常出現(xiàn)各種缺陷和問題。本文通過對這些缺陷的分類與分析，提出相應(yīng)的解決方案，以期為電力系統(tǒng)的安全運行和未來改進提供有益的參考意見。

關(guān)鍵詞：繼電保護；自動化；常見缺陷；處理分析

中圖分類號：TM76；TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2024）16-0014-03

 

0引言

繼電保護及自動化作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，其功能是保障電力系統(tǒng)的安全運行和穩(wěn)定供電。在實際運行中，由于設(shè)備老化、操作失誤、通信故障等原因，繼電保護及自動化系統(tǒng)常常出現(xiàn)各種缺陷和問題，給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了一定的安全隱患。因此，對繼電保護及自動化系統(tǒng)中常見的缺陷進行深入分析和處理顯得尤為重要。

1繼電保護常見缺陷的分析和處理 

1.1誤動和誤閉 

誤動和誤閉是繼電保護系統(tǒng)中常見的問題。誤動指的是在無故障情況下，保護裝置錯誤的動作會導(dǎo)致不必要的斷電或操作。誤閉則是指在有故障情況下，保護裝置未能正確地動作，導(dǎo)致故障未得到及時處理^[1]。導(dǎo)致誤動和誤閉的原因有多種，包括電力系統(tǒng)的復(fù)雜性和多變性，導(dǎo)致保護裝置對故障信號的誤判；保護裝置的參數(shù)設(shè)置不合理或調(diào)整不當，導(dǎo)致誤動或誤閉的發(fā)生。保護裝置的硬件故障或軟件缺陷，可能導(dǎo)致誤動或誤閉的發(fā)生；電力系統(tǒng)的運行環(huán)境變化，如電壓波動、頻率偏差等，導(dǎo)致保護裝置的誤動或誤閉。針對誤動和誤閉問題，可以采取多種措施，包括對保護裝置的參數(shù)進行合理設(shè)置和調(diào)整，確保其對故障信號的判斷準確性；定期對保護裝置進行檢測和維護，確保其硬件和軟件的正常運行。引入先進的故障診斷技術(shù)和算法，提高保護裝置的故障檢測和判斷能力^[2]；加強對保護裝置使用方法的培訓(xùn)，制定操作規(guī)程，提高操作人員的技術(shù)水平和操作準確性。

1.2靈敏度不足

繼電保護系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置可能不合理，導(dǎo)致其無法及時檢測到故障或異常情況。這可能是由于錯誤的參數(shù)選擇、過高或過低的閾值設(shè)置等引起的。繼電保護設(shè)備可能會隨著時間的推移而老化或損壞，導(dǎo)致其性能下降。老化或損壞的設(shè)備可能無法正常工作，從而導(dǎo)致靈敏度不足。繼電保護系統(tǒng)通常需要與其他設(shè)備進行通信，以便及時獲取故障信息。如果通信鏈路出現(xiàn)故障或中斷，繼電保護系統(tǒng)可能無法及時接收到故障信息，從而導(dǎo)致靈敏度不足^[3]。人為的誤操作或誤配置可能導(dǎo)致繼電保護系統(tǒng)無法正常工作。例如，錯誤地配置了繼電保護系統(tǒng)的參數(shù)或設(shè)置了錯誤的邏輯關(guān)系，都可能導(dǎo)致靈敏度不足。為了提高繼電保護系統(tǒng)的靈敏度，可以定期對繼電保護設(shè)備進行維護和檢修，確保其正常工作。這包括清洗設(shè)備、更換老化或損壞的部件、校準參數(shù)等。對繼電保護系統(tǒng)的參數(shù)進行合理的設(shè)置，確保其能夠及時檢測到故障或異常情況。這需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和設(shè)備特性進行調(diào)整。利用先進的技術(shù)來提高繼電保護系統(tǒng)的靈敏度，例如，使用數(shù)字化繼電保護設(shè)備、采用高精度的傳感器、應(yīng)用智能算法等，確保繼電保護系統(tǒng)與其他設(shè)備之間的通信可靠性。這可以通過采用冗余通信鏈路、使用可靠的通信協(xié)議、定期檢查通信設(shè)備等方式來實現(xiàn)。對繼電保護系統(tǒng)的操作人員進行培訓(xùn)和教育，提高其對系統(tǒng)的理解和操作技能^[4]，有助于減少誤操作和誤配置，提高系統(tǒng)的靈敏度。

1.3抗干擾能力差

外部電磁場的干擾可能影響繼電保護設(shè)備的正常工作，導(dǎo)致系統(tǒng)誤動作或無法正確識別故障信號。繼電保護系統(tǒng)的通信鏈路可能受到外部干擾，例如電磁干擾、信號衰減等，導(dǎo)致系統(tǒng)無法及時獲取準確的故障信息。當繼電保護設(shè)備與其他設(shè)備共同接地時，可能會出現(xiàn)共模干擾，影響系統(tǒng)的抗干擾能力。繼電保護系統(tǒng)在面對干擾時，可能由于誤動作抑制能力不足而無法正確判斷故障信號，導(dǎo)致誤動作的發(fā)生。惡劣的環(huán)境條件，如高溫、高濕、強電磁場等，可能影響繼電保護系統(tǒng)的正常工作，降低其抗干擾能力^[5]。為此，要對繼電保護設(shè)備進行屏蔽和隔離，減少外部干擾對系統(tǒng)的影響，這包括采用屏蔽設(shè)備、隔離設(shè)備、合理布置設(shè)備等。要使用信號處理技術(shù)來抑制干擾信號，包括濾波技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)等，提高系統(tǒng)對故障信號的識別能力。在繼電保護系統(tǒng)的設(shè)計階段要考慮抗干擾能力，采用抗干擾設(shè)計原則，如合理的線路布置、信號處理電路設(shè)計等。要對繼電保護系統(tǒng)所處的環(huán)境進行監(jiān)測和控制，確保環(huán)境條件符合系統(tǒng)的要求，減少環(huán)境因素對系統(tǒng)的影響。要使用先進的故障診斷技術(shù)，提高系統(tǒng)對故障信號的識別和判斷能力，減少誤動作的發(fā)生。要對繼電保護系統(tǒng)的操作人員進行培訓(xùn)和管理，提高其對系統(tǒng)抗干擾能力的理解和應(yīng)對能力。

2自動化常見缺陷的分析和處理

2.1系統(tǒng)響應(yīng)時間過長

自動化系統(tǒng)的硬件可能無法滿足系統(tǒng)的要求，例如處理速度較慢、存儲容量不足等，導(dǎo)致系統(tǒng)在處理輸入信號時需要更長的時間，從而延長系統(tǒng)的響應(yīng)時間。自動化系統(tǒng)的軟件算法可能過于復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)在處理輸入信號時需要較長的計算時間，這可能是由于算法設(shè)計不合理、代碼優(yōu)化不足等原因引起的。自動化系統(tǒng)可能需要與其他設(shè)備進行通信，例如傳感器、執(zhí)行器等。如果通信鏈路存在延遲或不穩(wěn)定，系統(tǒng)在接收到輸入信號后需要等待較長的時間才能獲取到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，就會延長系統(tǒng)的響應(yīng)時間^[6]。自動化系統(tǒng)可能同時處理多個任務(wù)或請求，導(dǎo)致系統(tǒng)負載過重。當系統(tǒng)負載過重時，系統(tǒng)在處理輸入信號時需要等待其他任務(wù)完成，就會延長系統(tǒng)的響應(yīng)時間。更新或升級自動化系統(tǒng)的硬件組件，以提高系統(tǒng)的處理速度和存儲容量，包括更快的處理器、更大的內(nèi)存、更快的存儲設(shè)備等。對自動化系統(tǒng)的軟件算法進行優(yōu)化，以減少計算時間和復(fù)雜度，包括改進算法設(shè)計、優(yōu)化代碼、使用并行計算等技術(shù)。優(yōu)化自動化系統(tǒng)與其他設(shè)備之間的通信，減少通信延遲，包括使用更快的通信協(xié)議、優(yōu)化通信鏈路、減少數(shù)據(jù)傳輸量等。對自動化系統(tǒng)的任務(wù)進行合理的分配和調(diào)度，避免系統(tǒng)負載過重，包括使用負載均衡算法、優(yōu)化任務(wù)調(diào)度策略等。將自動化系統(tǒng)的任務(wù)并行化處理，提高系統(tǒng)的處理能力和響應(yīng)速度，通過使用多線程、分布式計算等技術(shù)實現(xiàn)。對頻繁使用的數(shù)據(jù)進行緩存，減少系統(tǒng)對外部數(shù)據(jù)的依賴和等待時間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

2.2邏輯錯誤和誤操作

自動化系統(tǒng)的設(shè)計可能存在邏輯錯誤或不合理之處，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正確地執(zhí)行預(yù)期功能，這可能是由于設(shè)計人員對系統(tǒng)需求理解不準確、邏輯關(guān)系錯誤等原因引起的。在系統(tǒng)配置過程中，可能會出現(xiàn)配置錯誤或參數(shù)設(shè)置不當?shù)那闆r，這可能導(dǎo)致系統(tǒng)無法按照預(yù)期的邏輯進行操作，從而引發(fā)邏輯錯誤或誤操作。操作人員在使用自動化系統(tǒng)時可能會出現(xiàn)操作失誤，例如誤按按鈕、誤操作控制臺等，這些誤操作可能導(dǎo)致系統(tǒng)執(zhí)行錯誤的邏輯或產(chǎn)生意外的結(jié)果。操作人員缺乏對自動化系統(tǒng)的充分培訓(xùn)和了解，可能無法正確理解系統(tǒng)的邏輯和操作流程，這可能導(dǎo)致操作人員在使用系統(tǒng)時出現(xiàn)邏輯錯誤或誤操作。為解決上述問題，必須采取科學(xué)合理的技術(shù)措施。在系統(tǒng)設(shè)計階段，確保系統(tǒng)的邏輯關(guān)系和功能設(shè)計合理^[7]，這需要設(shè)計人員對系統(tǒng)需求進行充分的理解和分析，避免出現(xiàn)邏輯錯誤。在系統(tǒng)配置過程中，要確保配置和參數(shù)設(shè)置的準確性和合理性，這可以通過嚴格的配置流程和審核機制來實現(xiàn)，避免配置錯誤，制訂操作規(guī)程和標準，明確系統(tǒng)的操作流程和操作要求。操作人員應(yīng)按照規(guī)程和標準進行操作，避免誤操作和邏輯錯誤。對操作人員進行充分的培訓(xùn)和教育，提高其對系統(tǒng)的理解和操作技能，培訓(xùn)內(nèi)容可以包括系統(tǒng)的邏輯原理、操作流程、常見問題和故障處理等。對操作人員的操作進行驗證和審核，確保其按照規(guī)程和標準進行操作，這可以通過操作記錄、操作日志和定期的操作審核來實現(xiàn)。定期對系統(tǒng)進行評估和改進，識別和糾正潛在的邏輯錯誤和誤操作問題，這可以通過用戶反饋、系統(tǒng)日志分析和定期的系統(tǒng)維護來實現(xiàn)。

3結(jié)語

在繼電保護和自動化系統(tǒng)中，常見的缺陷會對系統(tǒng)的可靠性、靈敏度和抗干擾能力產(chǎn)生負面影響。對于靈敏度不足、抗干擾能力差、系統(tǒng)響應(yīng)時間過長、邏輯錯誤和誤操作等問題，可以通過分析原因并采取相應(yīng)的措施來解決。在處理靈敏度不足時，通過合理設(shè)置參數(shù)、定期維護設(shè)備、加強通信可靠性設(shè)計，以及對操作人員進行培訓(xùn)教育等措施可以提高系統(tǒng)的靈敏度。對于抗干擾能力差的問題，可以采取屏蔽隔離、信號處理、抗干擾設(shè)計和環(huán)境監(jiān)測等策略來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。對于系統(tǒng)響應(yīng)時間過長的缺陷，可以通過優(yōu)化硬件性能、軟件算法、通信和負載均衡等措施縮短系統(tǒng)的響應(yīng)時間。而預(yù)防邏輯錯誤和誤操作則需要合理的系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備配置、制訂科學(xué)的操作規(guī)程和標準，以及進行培訓(xùn)和教育等措施。通過分析和處理繼電保護和自動化系統(tǒng)中的常見缺陷，可以提升系統(tǒng)的性能、可靠性和安全性，確保系統(tǒng)在運行過程中能夠正常工作，達到預(yù)期的功能和效果。

 

參考文獻

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[7] 袁灼新.變電站繼電保護自動化常見缺陷的處理方法及辨析思路[J].電工電氣,2019(10):67?69.

 

收稿日期：2024-05-15

作者簡介：陸迪（1985—），女，河南南陽人，研究方向：電氣工程及其自動化、繼電保護。

 

Discussion on Handling Common Defects in Relay Protection and Automation

LU Di,WAN Jieshuang

(State Grid Henan Electric Power Company Ultra High Voltage Company, Zhengzhou  Henan  450000)

Abstract:Relay protection and automation play a crucial role in power systems. However, due to the complex system structure and operating environment, various defects and problems often arise. By classifying and analyzing these defects, corresponding solutions are proposed in order to provide useful reference opinions for the safe operation and future improvement of the power system.

Key words:relay protection;automation;common defects;processing analysis