權(quán)曉艷

（國網(wǎng)四川省電力公司廣元供電公司，四川 廣元 628000）

繼電保護(hù)裝置壽命分析及壽命影響機(jī)理研究

權(quán)曉艷

（國網(wǎng)四川省電力公司廣元供電公司，四川 廣元 628000）

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速提升，國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)亦隨之進(jìn)一步發(fā)展，電網(wǎng)繼電保護(hù)更是被人們所關(guān)注。電力工程控制系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置十分重要，此類裝置可有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效果，更能確保整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行安全。繼電保護(hù)裝置壽命大都是12年，其具體使用中會(huì)因諸多外界因素而縮短其使用時(shí)間，這時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置壽命分析及其壽命影響機(jī)理進(jìn)行分析則非常重要，對(duì)我國整體電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著極大的現(xiàn)實(shí)意義。

繼電保護(hù)裝置；壽命分析；影響機(jī)理

繼電保護(hù)裝置對(duì)國家電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著重要意義，這也說明其自身運(yùn)行的可靠性則十分關(guān)鍵，其直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)及其各種精密設(shè)施的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置均由軟硬件組成，其間軟件問題與時(shí)間的推移并無關(guān)系，且會(huì)由于軟件升級(jí)而提升自身運(yùn)行可靠性，不過這期間設(shè)備器件老化對(duì)其壽命影響較大，會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置存在多種硬件故障，這也說明繼電保護(hù)裝置失靈多是因其自身設(shè)備硬件質(zhì)量偏低而產(chǎn)生的。繼電保護(hù)裝置運(yùn)行時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)其處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，這時(shí)才能對(duì)其壽命影響機(jī)理進(jìn)行分析與探討，從而提出針對(duì)性處理對(duì)策，以便合理延長繼電保護(hù)裝置使用壽命，且快速提升整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行能力，這也是繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中應(yīng)注意的問題。因此，分析繼電保護(hù)裝置壽命及其壽命影響機(jī)理十分必要，這對(duì)國家電網(wǎng)運(yùn)行水平的提升非常關(guān)鍵。

一、繼電保護(hù)裝置概論

1.繼電保護(hù)裝置

繼電保護(hù)裝置正常使用時(shí)間大都是12年，但是其在具體使用和運(yùn)行中會(huì)因外界環(huán)境因素而縮短使用時(shí)間，此類裝置運(yùn)行不穩(wěn)定或是外界環(huán)境惡劣時(shí)，其使用時(shí)間會(huì)相應(yīng)的縮短大約2年，這時(shí)其均是于10年或是13年之后被拆除。不過國家地域遼闊，電網(wǎng)亦是眾多，其間也有運(yùn)行穩(wěn)定的繼電保護(hù)裝置，這時(shí)被損壞的繼電保護(hù)裝置壽命已到，但運(yùn)行穩(wěn)定的繼電保護(hù)裝置壽命并未結(jié)束，這也說明繼電保護(hù)裝置自身壽命與所處環(huán)境息息相關(guān)。

2.繼電保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的重要性

繼電保護(hù)裝置可于被保護(hù)的電力系統(tǒng)器件出現(xiàn)故障時(shí)，而使電網(wǎng)即刻脫離該器件，此項(xiàng)指令是經(jīng)由最近斷路器而發(fā)出的跳閘指令，促使故障器件即刻脫離電力系統(tǒng)而處于斷開狀態(tài)，此項(xiàng)指令可充分降低電力系統(tǒng)器件自身損壞程度，同時(shí)確保了整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行是安全可靠的，且以此充分滿足電力系統(tǒng)中的各種特定要求；再是反應(yīng)類電氣設(shè)備于不正常的情況下，可基于具體情況及其設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件而發(fā)出對(duì)應(yīng)信號(hào)，提醒相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行處理，或者是經(jīng)由繼電保護(hù)裝置更好地調(diào)節(jié)，亦可將繼續(xù)運(yùn)行會(huì)造成故障的電氣器件快速切除，且繼電保護(hù)裝置反應(yīng)不正常工作時(shí)，可具備相應(yīng)的延時(shí)動(dòng)作。

二、繼電保護(hù)裝置壽命分析

1.浴盆曲線

可以將繼電保護(hù)裝置故障階段分為3個(gè)階段，其主要是早期故障階段和偶然故障階段與耗損故障階段這3個(gè)部分：其一，早期故障階段。該階段屬于第一階段，此階段中的繼電保護(hù)裝置均是因設(shè)施設(shè)備試運(yùn)行缺乏而導(dǎo)致的；其二，偶然故障階段。此階段屬于第二階段，該階段中的繼電保護(hù)裝置運(yùn)行是較為穩(wěn)定的，其間偶爾出現(xiàn)某些小故障；其三，耗損故障階段。這屬于第三階段，此階段中的繼電保護(hù)裝置使用時(shí)間是在快速縮短?？傮w而言，繼電保護(hù)裝置故障階段可呈現(xiàn)為浴盆形狀，此類形狀被稱之為浴盆曲線。

2.加速壽命

繼電保護(hù)裝置壽命試驗(yàn)務(wù)必精確無誤，可以說普通的壽命試驗(yàn)均應(yīng)進(jìn)行很長時(shí)間，且此類試驗(yàn)所需的資金較大，本文中的加速壽命試驗(yàn)方式十分有效，此類試驗(yàn)方式并不需要相關(guān)失效機(jī)理的應(yīng)用，試驗(yàn)中是加大應(yīng)力而使得加速樣品可短時(shí)間內(nèi)失效或是失靈，不過其加速老化環(huán)境及其實(shí)際環(huán)境未能相同，且加速老化模型及其不同模型所使用的參數(shù)不能合理設(shè)定。此類試驗(yàn)方式的主要目的就是基于環(huán)境中的應(yīng)力來激發(fā)試驗(yàn)樣品中的設(shè)計(jì)缺陷，從而及時(shí)提出科學(xué)適宜的處理方式來抵抗其間缺陷，可充分提升繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性。

三、繼電保護(hù)裝置壽命影響機(jī)理

1.開關(guān)電源引起的故障

繼電保護(hù)裝置應(yīng)用中有46%的故障誘因都是開關(guān)電源引起的，可以說這是繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問題的關(guān)鍵因素，從而嚴(yán)重影響了繼電保護(hù)裝置使用壽命。繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障的誘因主要是其電解電容容量不高且二極管出現(xiàn)故障，這時(shí)裝置開關(guān)電源出現(xiàn)問題后，則務(wù)必更換，且確保一次性設(shè)備全部斷電。這時(shí)裝置壽命的延長則應(yīng)注重開關(guān)電源的穩(wěn)定運(yùn)行，不過具體運(yùn)行時(shí)，許多廠家提供的開關(guān)電源使用壽命及其實(shí)際壽命差距太大，這時(shí)繼電保護(hù)裝置開關(guān)電源應(yīng)選擇散熱性能好，且選擇通風(fēng)良好的機(jī)箱，這樣才能及時(shí)清除實(shí)際工作中產(chǎn)生的熱量，以便快速提升繼電保護(hù)裝置使用壽命。

2.電纜質(zhì)量引起的故障

繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行均應(yīng)基于電纜而實(shí)現(xiàn)，這也說明電纜質(zhì)量對(duì)其運(yùn)行十分重要。繼電保護(hù)裝置使用中應(yīng)確保其電源穩(wěn)定，更應(yīng)注重其電纜質(zhì)量，因?yàn)槿绻b置運(yùn)行中因電纜質(zhì)量而導(dǎo)致供電情況極其不穩(wěn)定。導(dǎo)致供電不穩(wěn)定的情況有其電纜質(zhì)量不高，這時(shí)其供電電壓及其電流則非常不穩(wěn)定。如變電站中的電纜絕緣老化，這時(shí)繼電保護(hù)裝置需要承擔(dān)的負(fù)荷量則快速增長，以至于嚴(yán)重影響整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.錯(cuò)誤操作引起的故障

許多電網(wǎng)故障均是因操作失誤而造成安全事故，繼電保護(hù)裝置操作時(shí)極易因操作失誤而出現(xiàn)問題，其間主要是接線錯(cuò)誤而造成的事故或者是二次回路誘發(fā)的誤動(dòng)作。整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行故障還會(huì)因廠家配線錯(cuò)誤而出現(xiàn)事故，亦或是現(xiàn)場的各種接線問題較大而出現(xiàn)問題?？梢哉f繼電保護(hù)裝置功能性設(shè)定非常清晰，這時(shí)其如果接線錯(cuò)誤則故障極大，關(guān)系到繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行，或者是導(dǎo)致其內(nèi)部的相關(guān)器件被損壞，這也說明其間出現(xiàn)接線錯(cuò)誤時(shí)，務(wù)必及時(shí)更正，以便確保電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行；再就是繼電保護(hù)裝置具體運(yùn)用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)二次回路而衍生誤動(dòng)作，這時(shí)則極易引發(fā)故障，此類故障會(huì)涉及自身線路，更會(huì)導(dǎo)致其他回路異常跳閘。如某電站中的某條線路，此線路中出現(xiàn)了跳閘問題，導(dǎo)致其余線路工頻快速變化，其相應(yīng)的阻抗動(dòng)作出現(xiàn)了3次跳閘，最終促使其成功重合。

4.不適當(dāng)檢修引起的故障

設(shè)施設(shè)備的檢修主要強(qiáng)調(diào)其間電力設(shè)備運(yùn)行情況的合理判斷，以此方式防止設(shè)施出現(xiàn)故障，同時(shí)亦可有效延長設(shè)備使用壽命。設(shè)施設(shè)備檢修時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)繼電保護(hù)裝置最初的情況有著相應(yīng)的了解，這也是各項(xiàng)檢修工作的關(guān)鍵，其間應(yīng)強(qiáng)調(diào)設(shè)備型號(hào)及其注意事項(xiàng)的掌握，確保設(shè)備檢修時(shí)不會(huì)出現(xiàn)不必要的損壞。再是嚴(yán)格統(tǒng)計(jì)設(shè)施設(shè)備初始數(shù)據(jù)，觀察其器件磨損與應(yīng)力等方面的變化情況，并對(duì)其進(jìn)行全面分析，基于器件具體問題提出適應(yīng)的處理方式，選擇科學(xué)有效的技術(shù)方式及手段處理其間出現(xiàn)的問題。當(dāng)下我國各大供電企業(yè)中的監(jiān)測技術(shù)并不成熟，這時(shí)就不能充分滿足設(shè)備檢修工作中的各項(xiàng)要求與需求，其間就更應(yīng)強(qiáng)調(diào)設(shè)施設(shè)備全方位檢測，以便獲得更為準(zhǔn)確的初始數(shù)據(jù)。不能是設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)問題了，才想著去處理和彌補(bǔ)，應(yīng)未雨綢繆地定期或不定期進(jìn)行設(shè)備全面檢修，以此方式確保繼電保護(hù)裝置使用壽命的有效延長。

結(jié)語

國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)一步完善，人們亦更加注重電網(wǎng)繼電保護(hù)質(zhì)量。電力工程控制系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置十分重要，可確保整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行安全，亦可快速提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效果。繼電保護(hù)裝置可于被保護(hù)的電力系統(tǒng)器件出現(xiàn)故障時(shí)，促使故障器件即刻脫離電力系統(tǒng)而處于斷開狀態(tài)，此項(xiàng)指令可充分降低電力系統(tǒng)器件自身損壞程度，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。此類設(shè)備器件的老化對(duì)其使用時(shí)間影響較大，會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置存在多種硬件故障，這也說明繼電保護(hù)裝置失靈多是因其自身設(shè)備硬件質(zhì)量偏低而產(chǎn)生的。這時(shí)分析繼電保護(hù)裝置壽命及其壽命影響機(jī)理十分必要，對(duì)國家電網(wǎng)運(yùn)行水平的提升非常關(guān)鍵，其間應(yīng)注重繼電保護(hù)裝置的合理運(yùn)用，以此確保其于壽命期間更好地運(yùn)行，這也是繼電保護(hù)裝置可靠性及其經(jīng)濟(jì)學(xué)提升的關(guān)鍵。本文對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行了概論，簡述了其于電網(wǎng)運(yùn)行中的重要性，并全面分析了繼電保護(hù)裝置壽命及其壽命影響機(jī)理，且基于其相關(guān)故障提出了對(duì)應(yīng)的改進(jìn)意見，為我國電網(wǎng)運(yùn)行水平的提升提供可靠的理論性依據(jù)。

［1］馬卓越，王俊芳，曹鳳霞.影響繼電保護(hù)裝置使用壽命原因分析［J］.通訊世界，2015（4）：88-89.

［2］馬澤群，吳緒蒿，張楠.分析影響繼電保護(hù)裝置使用壽命的因素［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2015（5）：273-274.

［3］徐巖，白靜，戴志輝.一種基于威布爾分布的繼電保護(hù)裝置可靠性分析的新方法［J］.華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（7）：255-256.

［4］朱璠.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性［J］.智能城市，2016（2）：66.

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