电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析

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1、电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析随着我国经济的不断发展，电网的覆盖地域和规模也在不断增大，电气线路将各种类型的电气设备紧密联系在一起。电气设备在各种复杂的环境下运行，并受到一些人为因素的影响，就会不可避免地发生故障。为保证电网供配电系统的正常运行，必须提高继电保护的可靠性。可靠性技术以概率论为基础，是提高产品质量的重要手段之一。继电保护和自动化装置是电力系统中二次回路的保护和控制部分，它们的稳定运行能够保证电力系统的安全、可靠运行。本文结合实际，谈谈电力系统继电保护与自动化装置的可靠性。1电力系统的继电保护1．1继电保护及其基本任务继电保护是保障电气设备安全、为电力系统供电提供可靠性的

2、有效技术手段之一。当电力系统出现异常时，它能够及时准确地发现故障并发出信号，迅速切断电路防止故障扩大，从而保障电力系统的安全。继电保护系统一般由～套或几套相互独立的继电保护装置连接而成，电力系统中的任何电力设备都必须在继电保护的状态下运行。对于较大的电力系统来说，有效的继电保护能够降低资金的投入。继电保护装置应满足安全性、可靠性、快速性、选择性和灵敏性的要求，以保证其有效的发挥自身的性能。1．2继电保护的可靠性指标继电保护的可靠性是指配置一个技术和质量性能合理、优良的系统、设备或元件，并令它们在规定的条件下和预定的时间内完成规定的功能，以确保切除故障线路或设备，这是继电保护的最根本要求。继电保

3、护可靠性包括设备的可靠性和功能的可靠性，其核心是提高不拒动和误动作。通常采用马尔科夫模型法、故障树分析法和概率分析法来分析继电保护的可靠性。继电保护装置的工作特点决定不能用单一的可靠性特征量来分析其可靠性，因此，笔者结合我国实际情况和继电保护的工作特点，采用以下可靠性特征量来反应继电保护的可靠性：(1)平均寿命(M或平均无故障工作时间(MD。MTTF为不可修复产品失效前的平均工作时间；MTBF表示可修复产品2次故障间工作时间的平均值。(2)成功率)。R为装置产品条件下试验成功的概率或者在规定条件下完成规定功能的概率。(3)有效度64)。A反映可以修复的继电保护装置和自动化装置运行时的可靠性综合

4、指标，在一定程度上反映了电力系统运行的可靠性。--------式中，为平均修复时间；为平均无故障工作时间。继电保护装置的可靠性各特征量之伺的关系如图1所示。1．3提高继电保护可靠性运行的方法(1)冗余设计及其优化。硬件冗余是实现继电保护系统容错技术的方法之一。继电保护在设计时采用容错技术，是指允许系统中某个保护装置可以不正确地工作，但对整个系统的正确工作不会产生影响。硬件冗余可以采用并联、备用切换、多数表决等方式来改善拒动率和可用度等指标，并能显示恶化的误动率。在实际使用时，要根据继电保护系统的实际情况，合理选择冗余方式。在满足可靠性指标的基础上，利用优化的冗余设计能实现投资额最小、采用保护装

5、置数量最少的目的。(2)提高装置的可靠性。继电保护装置的可靠性是指，在该装置规定的范围内发生了它该动作的故障时，它不应该拒动作；而在其他保该保护不应动作的情况下，它不应该误动作。合理正确地计算继电保护装置的可靠性指标在继电保护的可靠性运行问题中非常重要，可在计算继电保护装置运行的正确率时将区外故障的正确不动作纳入其中。继电保护辅助配套装置主要用于电力系统的二次继电保护和自动控制回路中，其工作的可靠性对继电保护的安全运行起着重要的作用，因此应通过各种有效途径或措施提高辅助装置的可靠性。2电力系统继电保护的自动化装置继电保护的自动化装置是监测、控制电力系统运行的各种设备运行参数的设备，它能实现继电

6、保护的各项功能，如遥信、遥测、遥控、遥调等，应满足所有继电保护功能的要求。继电保护装置的可靠性决定了电力系统继电保护的成效，继电保护是电力系统安全运行的关键。继电保护自动化装置的可靠性特征量包括平均修复时间、平均无故障工作时间和有效度等，其可靠性特征量如图2所示。继电保护自动化装置的可靠性应从以下几方面进行分析：(1)全面了解装置的设定、初始状态等状况。继电保护自动化装置大多较为复杂，其初始设定对日后运行会产生重要影响。装置的原始数据是可靠性判断的重要因素之一，在使用装置之前，应了解装置的技术资料、设计图纸和数据资料(初次使用的数据)。(2)统计并分析装置的运行状况，总结其运行的规律。装置都会

7、在不同的程度上存在缺陷，随着使用时间的增长，漏洞会逐渐出现。因此，应及时盘查装置中可能存在的缺陷，进行科学地检修，以增强机械设备的可靠性，提高装置的使用周期和安全系数。(3)电力系统发展的新要求也影响着继电保护自动化装置的可靠性，因此应注意自动化装置的更新换代。(4)使用装置检测器对装置运行的可靠性进行检测。目前，我国的电力系统普遍采用一定的离线数据和在线检测数据相结合的方式，分析设备的基本运行状