数字化变电站继电保护系统可靠性

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1、数字化变电站继电保护系统可靠性［摘要］随着社会经济的迅猛发展，科学技术水平也不断提高，在这样的大前提下，变电站继电保护系统建设也越来越趋向数字化、智能化、网络化，与传统保护系统相比较，数字化的保护系统增加了许多新的元素，其稳定可靠性也变得不那么明确。基于继电保护系统在变电站中的重要作用，有必要针对其可靠性进行分析研宂。［关键词］数字化/变电站;继电保护系统;可靠性屮图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1009-914X(2016)27-0133-01智能电网随着计算机技术、数字通信技术、自动化技

2、术等多种现代化技术的发展以及与电力技术的融合应运而生，并且以其经济、安全、高效、节能、环保等优点夺得世界范围的眼球，各界人士对其的认可和青睐自不必说。虽然数字化保护具有一系列常规继电保护所没有的优点，但是因为其发展历程较短，在可靠性方面自然有进一步改进和提高的空间。本文结合数字化变电站继电保护系统的实际情况，通过硬件及软件的技术措施来提高继电保护系统的可靠性。1数字化继电保护系统可靠性研究现状科学技术的飞快发展，使得可靠性技术得到了广泛的应用。如今的精细化工、火箭发射、定位系统、电气工程等领域中已离不

3、幵可靠性技术的支持。随着电力系统的普及，继电保护技术的要求也越来越高。继电保护作为保障电力系统正常运行的第一道安全线，其可靠性的研宄显得十分重要。继电保护技术的改良与升级，使得电力系统的发展开创了一个全新局面。通过建立科学的三维模型和分析继电保护的技术要求，己成为当下一种评估继电保护可靠性的重要方法，同时也促进了继电保护方案的进一步完善。近年来，国内外大量优秀学者在继电保护方面进行了大量研宄，其中包括继电保护方案的可靠性和判断其指标的正确方法，促进了继电保护装置在材料选取、元件构造、系统传动、检测错误

4、等方面的进一步发展。对于采取的研究方法，大部分学者选择的是最普遍应用的解析法，少数则是选择了故障排除法和状态空间法。其屮，解析法不仅方便可行，准确度也是极高，其优势使研究顺利进行，在解决复杂的物理概念，提高精度，计算电力系统的可靠性指标方面起到了关键性作用。对于研究系统性能和构件结构方面，逻辑类方法显得十分有优势，它具冇简明清晰的思路、逻辑性强大缜密，可以十分形象直观的对故障问题进行严密的分析，得到准确的结果，效果非常理想。根据目前国内的研宄现状，电力系统继电保护的可靠性获得了不少可观的科研成果。然而

5、却缺少了评估各项指标的通用标准，使得继电保护装置的选取仍是艰难。因此，在判断指标的通用标准这一方妞，仍需进行相关的学术研究，才能从本质上促进继电保护方案的进一步完善。产品、系统在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力称为可靠性。在继电保护系统中，最初常用的评价标准有正确动作率、平均寿命、平均无故障工作时间等，但这些指标无法预测和估计继电保护可能具有的可靠性，而只能通过以往的数据来对系统可靠性进行一个大致的评价，因此，这些评价标准在继电保护系统的安全建设有一定局限性。现在，系统保护可靠性评估中最

6、常用的方法有以下几种，下具体分析。1.1故障树法故障树分析又称事故树分析，是安全系统工程屮最重要的分析方法。事故树分析从一个可能的事故开始，自上而下、一层层的寻找顶事件的直接原因和间接原因事件，直到基木原因事件，并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来。1961年，美国贝尔电报公司的电话实验室于开发，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研宄安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方

7、法之一。故障树分析法也存在一些缺点。其中主要是构造故障树的多余量相当繁重，难度也较大，对分析人员的要求也较高，因而限制了它的推广和普及。在构造故障树时要运用逻辑运算，在其未被一般分析人员充分掌握的情况下，很容易发生错误和失察。目前故障树法在电力系统中也有较为广泛的应用，如将其应用于变电站通信系统的可靠性建模，并且可以对其进行定量分析和预测；或采用故障树法构建风险评价指标，然后运用集对分析理论，推导集对故障树计算法则，并建立输变电工程风险评估模型。1.2马尔可夫状态空间法马尔可夫过程是一类随机过程。它的

8、原始模型马尔可夫链，由俄国数学家A.A.马尔可夫于1907年提出。该过程具有如下特性：在己知目前状态（现在）的条件下，它未来的演变（将来）不依赖于它以往的演变（过去）。因为马尔可夫方程是以状态空间图为基础，因此乂可成为马尔可夫状态空间法。电力系统大部分元件都是可以维修的，并且其寿命和维修时间都服从指数分布，所以在一个固定时间段A，其故障的条件概率是一个常数，如此，便可用平稳马尔可夫过程来分析。2继电保护硬件系统可靠性提高措施与传统继电保护相比，数字化变电