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学位论女版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学位论文保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。允许论文被查阅和借阅。本人授权上海应用技术学院可将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密年□—本学位论文属于／不保密囚／（必须在相应处打Ｖ，否则按不保密处理）学位论文作者签名？化ｒ指导教师签名：；年文月日年月曰：／如ｉｆｒＨ 学位论文作者声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表或撰写过的作品成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名、：４．化备遂Ｓ＾）＜＾年＾：月曰 上海应用技术学院硕±学位论文第Ｉ页继电保护状态评估方法的研究及其应用摘要目前，我国电力行业对保护设备的状态检修仍采用定期检修和事后维修的检修机＂＂＂＂制，必造成检修的过剩或不足。为此，需提出准确度高、可靠性强、应用广的继电保护状态评估方法，并给出可靠的预防性维修方案。继电保护系统状态评估方法及检修决策，大多单独采用专家评判模型或数学模型。本文充分利用专家评判模型和数学模型的优势，给出继电保护系统评估模型，并基于该评估模型对继电保护系统的决策方法进行研究。本文对继电保护系统状态评估方法和检修决策的研究进展进行了总结分析，并总结出目前状态评级方法及检修决策的不足与缺陷，给出继电保护状态评估及检修决策的技术方案：首先分析继电保护系统运行的在线检修技术及失效形式，利用可靠性串联系统框图＂＂法，验证了继电保护系统的失效特性服从典型的浴盆曲线：分析马夸尔参数评估方法，对基于威布尔函数分布的继电保护系统失效结果进行拟合，得出继电保护系统失效特性拟合曲线。－其次，依据继电保护系统失效模式建立因素集和状态评估标准，提出基于模糊灰。色理论状态综合评估方法，给出状态综合评估过程及评判状态等级的量化方法可有效。的将评判过程中不确定化因素给予表达，提高权重值的精确度然后，将状态评估结果引入保护系统的状态检修决策中，给出实时故障率算法及其参数的求解方法，推出基于等效役龄的最巧检修周期。最后一一，对单保护系统的最佳检修策略进行了研巧分析，结合次设备及保护系统运行状态评估的结果，将其故障率形式导入马尔可夫状态可靠性空间模型，对不同系统运行状态组合下的单一保护系统的最佳检修时间进行Ｍａｔｌ化仿真。依据仿真结果，一给出不同系统运行状态组合下单保护设备最佳检修时间的指导性建议。一关键词：继电保护系统；模糊灰色理论；状态评估；等效役龄；最隹检修决策 第ＩＩ页上海应用技术学院硕±学位论文ＴｈｅＳｔａ化ＥｖａｌｕａｔｉｖｅＭｅｔｈｏｄａｎｄ乂ｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲｅｌａＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｐｐｙＡｂｓ化ａｃｔＲｅｆｔｅｒ－ｅｖｅｎｇｕｌａｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｒａｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｉｓｓｔｉｌｌａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｓｔａｔｕｓｍａｉｎｔｅ打ａｎｃｅｏｆｒｅｌａｒｏ１：ｅｃｔｉｏｎｅｕｉｍｅｎｔｉｎｏｗｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｂｎｏｗａｎｄｙｐｑｐｐｙｙｙ，（（，，（‘，，ｅｘｃｅｓｓｏｒＩｎａｄｅｑｕａｔｅｍａｉｎｔｅ打ａｎｃｅｍｕｓｔｂｅｃａｕｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｈｉｇｈｅｒａｃｃｕｒａｃｙ，ｈｉｇｈｅｒｒｅｌｉａＷｌｉｔｙａｎｄｗｉｄｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅ化ｏｄｏｆｒｅｌａｙｒｃｒｔｅｃｔｉｏ打ｗｉｌｌｂｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ：ｐａｎｄｔｈｅｒｅｌｉａｂｌｅｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｐｌａｎｆｏｒｔｈｅｒｅｌａｙｐｒｏｔ：ｅｃｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｈｏｕｌｄｂｅｒｏｖｉｄｅｄ．Ｅｘｅｒｔｕｄｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓａｎｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓａｒｅｌｏｎｅｌｕｓｅｄｉｎｔｈｅｅｖａｌｕａｔｅｐｐｊｇｙｍｅｔｈｏｄａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｌａｎｏｆｒｅｌａｙｒｏｔｅｃｔｉｏ打ｓｓｔｅｍｓｔａｔｕｓｉ打ｍｏｓｔｔｉｍｅ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｅｓｐｐｙｇｏｆｅｘｐｅｒｔｕｄｇｍｅｎｔａｎｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓａｒｅｕｓｅｄａｄｅｕａｔｅｌｙｉｎｔｈｉｓａｅｒｗｈｉｃｈｌｏｗｅｒ，ｊｑｐｐｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏ打ｒｅｓｕｌｔｂｈｕｍａｎｆａｃｔｏｒｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｒｅｌａｒｏｋｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｉｓｙ，ｙｐｙｔ－ｍａｋｔｔｔｔｔｏｂａｉｎｅｄａｎｄｔｈｅｄｅｃｉｓｉｏ打ｉ打ｍｅｈｏｄｏｎｒｅｌａｒｏｅｃｔｉｏ打ｓｓｅｍｉｓｓｕｄｉｅｄｂｈｉｓ，ｇｙｐｙｙｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅ化ｏｄｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｂａｔｉｏｎｓｓｔｅｍａｎｄｔｉｈｅｓｔｕｄｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｙｙｐｍａ－ｔｅ打ａｎｃｅｅｃｓｏｎｍａｋｎｗｚｅｄａｎｄ１；ｉｓａｔａｅｓｏｆａｔｕｓｎｅｏｄｉｎｄｉｉｉｇａｓａｎａｌｙ，ｈｅｄｄｖａｎｇｓｔｇｒａｄｉｇｍＡａｎｄａ－ｍｉｎｔｅ打ａｎｃｅｄｅｃｉｓｉｏｎｍａｋｉｎｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｎｄｔｈｅｌ；ｅｃｈｎｉｃａｌｓｅｃｉ扫ｃａｔｉｏ打ｓｏｆｇ，ｐ－ｍａｋｅｖａｌｕａｔｉｏ打ａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｄｅｃｉｓｉｏｎｉｎｇｏｆｒｅｌａｙｒｏ化ｃｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｗａｓｏｔ．ｐｇｒ巧－Ｆｉｌｙｏｎｌｉｎｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｆａｉｌｕｒｅｆｏｒｍｏｆｒｅｌａｒｏｔｅｃｔｉｏ打ｓｓｔｅｍｗａｓ，ｇｙｙｐｙ＂ａｎａｚｅｄｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｃｈａｒａｃｔ：ｅｒｋｔｉｃｓｏｒｅａｒｏｔ：ｅｃｔｉｏ打ｓｓｔｅｍｏｂｅｔｅｔｃａｌｔｈｔｕｌｙｆｌｙｈｉｂａｂ，ｙｐｙｙｐ，，ｗｈｃｕｒｖｅ，ｉｃｈｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｂｌｏｃｋｄｉａｒａｍＭａｒｕａｒｄｔａｒａｍｅｔｅｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎｙｇ；ｑｐｍｅｔｈｏｄｗａｓａｎａｌｙ之ｅｄ，ａ打ｄｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏ打ｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏ打Ｗｅ化ｕｌｌｆｕｎｃｔｉｏ打ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｅｒｅｆｉｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｆｉｔｉｎｇｃｕｒｖｅｏｆｒｅｌａｙｒｏｔｅｃｔｉｏｎｐｓｙｓｔｅｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｅｔａｎｄｓｔａｔｕｓｅｖａｌｕａｔｉｏ打ｓｔａｎｄａｒｄｗｅｒｅｆｏｕｎｄｅｄｂａｓｅｄ０打ｒｅｌａｙ：ｙｒｏｃｍｅ－化ｔｉｏ打ｓｓ１：ｅｍｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅａｎｄ也ｅｃｏｍｒｅｈｅ打ｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｔｈｏｄｂａｓｅｄ０打ｆｕｚｚｐｙ，ｐｙｇｒａｙ比ｅｏｒｗａｓｕｔｆｂｒｗａｒｄａｎｄ化ｅｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅ化ｏｄｏｆｓｔａｔｕｓｃｏｍｒｅｈｅｎｓｉｖｅｒｏｃｅｓｓｙｐ，ｑｐｐｍｅｔｈｏｄａｎｄｕｄｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｌｅｖｅｌｗａｓｉｖｅ打．Ｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏ打ｍｅ化ｏｄｏｆｆｕｚｚｅｖａｌｕａｔｉｏｎｊｇｇｙｗｅｉｇｈｔｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｅｍｈａｔｉｃａｌｌｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｗｈｉｃｈｌｏｗｅｒ１：ｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏ打ｗｅｉｈｓｂｈｕｍａｎｐｙ，ｇｙｆａｃｔｏｒｓ．ｔｔｔｔｔｓｔｒｔｔ－ｍａｋｔＴｈｅｎｈｅｓａｕｓｅｖａｌｕａｉｏ打ｒｅｓｕｌｗｅｒｅｉｎｏｄｕｃｅｄｏｍａｉｎｅｎａｎｃｅｄｅｃｉｓｉｏ打ｉ打ｈｅ，ｇ，ｒｅａｌｔｉｍｅｆａｉｌｕｒｅｒａｔｅａｌｏｒｉｔｈｍａｎｄａｒａｍｅｔｅｒｓｏｌｖｉｎｍｅ１：ｈｏｄｗｅｒｅｉｖｅｎ，ａｎｄｔｈｅｌａｔｅｓｔｇｐｇｇｍａｉｎｔｅ打ａｎｃｅｃｃ．ｙｌｅｂａｓｅｄｏｎｅｑｕｉｖａｌｅｎｔａｇｅｗａｓｄｅｄｕｃｅｄＦｉｎａｌｌ化ｅｏｔｉｍａｌｍａｉｎｔｅ打ａｎｃｅｓｔｒａｔｅｏｆｓｉｎｌｅｒｏｔｅｃｔｉｏ打ｓｓｔｅｍｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．ｙ，ｐｇｙｇｐｙ 上海应用技术学巧硕±学位论文第面页Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｒｕｎｎｉｎｇｓｔａｔｕｓ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗ泌加ｐｏｒｔｅｄ化Ｍ进ｋｏｖｒｅｌｉａｂ化ｔｙｓｐａｃｅｍｏｄｅｌｂｙｆａＵｕｒｅｒａｔｅｆｏｒｍ．Ａｎｄ化ｅｏｐｔｉｍａｌｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｔｉｍｅｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｔｕｓｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｉｎｓｉｎｇｌｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂｙＭａｔｌａｂｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｇｕｉｄａｎｃｅｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｔｉｍｅｗａｓｇｉｖｅｎｂｙ化ｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋ－ｅｏｒｄｓ：ｒｅｌａｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｆｉｉｚｚｒａｔｈｅｏｒｓｔａｔｕｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎＥｕｉｖａｌｅｎｔａｅｔｈｅｙｗｙｐｙ；ｙｇｙｙ；；ｑｇ；ｏｔｉｍａｌｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｓｔｒａｔｅｐｇｙ＇？出＇．扛 第扔页上海应用技术学晚硕±学位论文目录摘要ＩＡｂｓｔｒａｃｔＩＩ第１章绪论１１．１课题提出及其意义１１．２国内外研究的现状２１２．．１国外状态检修现状２１．２．２国内继电保护系统检修研究现状２１．３论文的主要工作４第２章继电保护设备的失效模式６２．１系统结构及其故障类型分析６２．１．１微机保护装置故障类型６２丄２二次回路失效类型８２丄３通讯系统失效类型９２．２基于故障机理的失效分布规律１１２．２．１保护设备失效分布规律１１ｅｖｅｎｂｅｒ－ａｒｕａ２．２．２ＬｇＭｑｒｄｔ法参数评估１２２．２．３基于威布尔函数的失效率分布拟合１３２．３案例分析１５２４．本章小结１７３－第章基于模糊灰色理论的继电保护状态综合评估１８３．１８当前继电保护状态评价方法存在的缺陷１３２模．糊理论综合评价评估方法１９３．２．１模糊理论概述１９３．２．２构建模糊综合评价方法１９３．２．３评价因素指标权重确定方法２０３．３灰色理论预测模型２０３．３．１灰色理论概述２０３．３．２构建ＧＭ１１模型Ｗ及参数的估计２０（，）３４基于模糊一灰色理论的综合评判方法．２１３．４．１构建评判模型２１ 上海应用技术学巧硕±学位论文第Ｖ页３．４．２状态评分的获取２５３．５案例分析２６３．６本章小结３３第４章基于状态评估的继电保护最优检修周期３４４．１状态最优检修决策机制的分析３４４．２保护系统最迟检修周期的推算３５４．２．１保护设备等效役龄的推算３５４．２．２基于等效巧齡的最迟检修周期推算％４．２３．３案例分析７一一４３基于、二次协同检修的单保护系统最佳检修决策巧４．３．１马尔可夫状态空间分析法概述３９４一．３．２基于马尔可夫的单保护系统可靠性空间模型巧４．３．３计状态评价及自检对检修周期的影响４４４．３４４７．案例分析４．４本章小结５０第５章结论与展望５１５．１结论总结５１５．２工作展望，．５１参考５３ｉｔ谢５７攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文５８附录５９ 上海应用技术学院硕±学位论文第１页第１章绪论１．１课题提出及其意义随着当代社会经济和技术的发展，人们的日常生活对电力生产可靠性的要求越来越高。电力系统也逐渐的朝着智能化、规模化的方向发展。２０１０年，美国《财富》杂志公布的全球５００强企业中，中国国家电网公司上升至前８名，成为全球最大的公共事业企业Ｗ。但是，随着电网的发展，人们对供变电设备的安全性和可靠性的要求也越来越高。然而，任何设各的运行都是有寿命的，，电力设备也不例外当设备在服务期内因为各种内部原因或外部原因出现故障，则将对电力系统的可靠性生产和传送造成极大的危害。电力设备通过自身合理的检修安排或通过外部保护系统控制，可有效的及时发现潜在的故障隐患或通过继电保护设备及时的切除故障的电力源，确保电网安全、经济、可靠的一运斤。当前，各国的学者对电力系统中次设备状态检修研究己经相当成熟，而作为电一道屏障的继电保护系统状态检修的研巧却相当少力系统第，仍处于起步阶段。因此，改进当前机继电保护检修机制，保证电力系统安全、可靠运行，降低电力系统维护费用一等成为当今电力行业必将解决的难题之。一继电保护装置（ＲｅｌａｉｎＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＲＰＳ是种自动化装置，它具备自检功ｙｇ，）能一，可随时监控系统的运行状态，并能快速的切除故障，有效地保护次设备的运行安全。对继电保护可靠性的研巧主要是通过对继电保护系统的状态检修的研巧来实现的。通过对保护设备的预防性检修，可Ｗ提前发现保护设备的隐性故障或存在的缺陷，，是提高继电保护系统可靠性运行的有效途径并及时的安排检修工作。状态检修Ｃｏｎｄ地ｏｎＢａｓｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＣＢＭ（，就是在状态监测智能化与挖掘故障诊断理论技术的）一Ｐ１，。基础上设备的实际运行健康状况为优化目标，具有针对性的种预防性检修技术对运＂＂＂行设各未来运行状态的提前预知可极大的解决检修机制中造成的检修过剩或不足＂等问题，降低电力系统大量的维修成本和因保护系统故障而带来的巨大经济损失。，包括设备状态量的检测状态检修通常具备三层含义、设备运行状态诊断和检修决Ｗ。设备状态量的监测被要求收集设备的故障因素判断故障类型策的制定，是状态检修１＾１综合的基础设备运行状态的诊断是设备的历史信息为依据，根据现有的各类诊断技术、专家系统、可靠性理论分析等技术判断当前状态健康状况；而状态检修决策是利用己有的状态评价结果结合决策技术给出最佳的检修计划。因而实现状态预防性检修可提前发现继电保护系统的实时运行状态，及将来要发生的故障，有效的避免因继电’ｓｓ一ｔｉ保护拒动或误动而引起次设备不必要的停电。对电网系统来说，可为电网的安全可靠性运行节约大量的人力、物力和宝贵的时间。由于当前继电保护系统己逐步趋于智能化，且随着状态监测与故障诊断技术的发ｗｉｔ展，送些为状态检，继电保护系统已具备了系统本身的自检测功能和和自诊断功能修技术的研究提供了可靠的数据收集技术。目前，怎样将收集的保护设备运行历史数据 第２页上海应用技未学院硕±学位论文有效的应用到保护系统状态评价中，并对保护系统给出预防性检修建议，成为继电保护状态检修技术实施的关键。然而，目前国内对继电保护系统状态检修技术的研巧尚处于起步阶段。在电力系统状态检修体制下继电保护系统状态评估和检修决策技术的研究是一个新颖的、有意义，的、有经济价值的、发展前景良好的课题。本文就是在此研究背景下，基于继电保护设备的运行过程中历史信息对当前保护设备的运行健康状况进行评估，并在得到的评估基础上根据当前设备运行状态，提出最佳的检修时机。１．２国内外研巧的现状１．２．１国外状态检修现状２０世纪７０年代，国外发达国家就开始了电力设备状态检修的研究，如美国早在７０Ｐ１一年代就开始了电力设备的状态检修的研究和应用，并取得了系列的研巧成果。日本ｔＷ是从８０年代开始针对电力设备的状态进行在线监测，开展基于设备状态的状态检修。欧洲的大多数国家也在进行状态检修的体制转变，美国、加拿大等国家己经普及应用了Ｗ计算机网络技术为基础的电力设备运行维修管理、设备事故分析和预警系统等，如ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＳｙｓｔｅｍ等，该软件系统集成了Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、ＧＩＳ（地理信息系统）等最新的计算机网络技术，可Ｗ有效地实现设备状态管理，、事故预警及故障分析等大－ｉｌ大提高了电力设备的运行维护化及监督管理水平ｔ气如今美国己有５０％＾上的电网针对发电设备应用状态检修技术。１９９１年美国己尔地摩电力公司就开始研究电力设备的状态检修工作，，建立了较为完善的状态检修制度取得了良好的效益和成果，如蒸汽机每一一５年大修次，机组每１至２年小修次，电机的检修费用更节省了７０％。新加坡的新能源电网公司也在电网的生产管理中引入设备状态检修，着重应用新技术新方法，如地理信息系统、通信与信息管理系统、数据采集与监控系统Ｗ及成熟的状态检测技术，可对电为设备的实时运行状况进行有效获取，并制定了故障处理措施、安全风险管理体＆ｔＷ系等相关规范和标准。随着电力技术的发展各国同继电保护系统的研究在逐步加大一。上个世纪，次式电一，进而又出现了感应型过流继电器磁型过电流继电器第次直接作用于断路器上，到２１ｉｗｓ一ｔｉ世纪初，继电保护技术得到重视并作为个独立的系统进入电力系统的舞台。经过一１０多年的研究，继电保护系统相继诞生微波保护装置，智能化微机保护装置等大批新型保护设备。１．２．２国内继电保护系统检修研究现状１）设备状态评估的研究现状Ｃ维电保护系統的状态评价方法大多是Ｗ设备运行规律和经验基础上分析，依据专家一系列的状态评分条例评判模型，制定。工作人员根据给定的评分标准对运行状态进行打分，然后根据专家评判模型对保护设备的运斤状态做出判断。一Ｗ文献［１７］给出了种基于加权平均法（ｅｉｇｈｔｅｄＡｖｅｒａｇｅＭｅｔｈｏｄ，ＷＡＭ）的继电保护 上海应用拔术学院硕±学位论文第３页￣状态检修评估分级方法一。该方法根据要求相应的应用在不局的宿护设备运行状态：其要停运检修的情况，如保护设备出现故障等现象，则设备将直接停止运行检修；其二是基于评分累计的情况，即根据相应状态量的大小给出评价项目具体分分值。两者相比较，第二种情况下的状态评价综合考虑了保护系统自检事故决策检修和预防性检修。但是基于专家评判模型的继电保护状态评估，受主观因素较大，并且评估过程中的ｔＷ不确定因素未能充分给予表达。因而有研究学者提出了基于数学模型评价方法，如模糊理论的状态评价，灰色理论的状态评价，ＢＴ网络的状态评价１＾及支持向量机的状态评价方法等。基于支持向量机（ＳｕｐｐｏｒｔＶｅｃｔｏｒＭａｃｈｉｎｅ，ＳＶＭ）的评估方法，该方法把历史运行数据和定期检修数据作为输入特征向量，通过径向基函数将输入的特征向量应用到高维，，最后特征空间模型中实现非线性问题线性化的转换，通过向量机的模式识别技术和１９３￡。样本训练，构建继电保护状态评价模型但是，这种方法需要大量的训练样本做基础，并且，样本的准确度对评价的结果有直接的影响。文献２０提出基于模糊理论的综合评判方法，该方法历史运行信息及各影响因［］，通过层次分析模型素等为评价内容，建立权值隶属函数，最后得到权值的权重。该方法降低了支持向量机所需要的大量样本，也省去了灰色理论复杂的公式计算，但是该方法一是基于模糊因素判断的，目前研巧较少，需要从次设备应用中吸取经验。基于专家评判模型的状态评价在评价过程中容易受主观判断偏差的影响，并且不能有效的将评判过程中不确定性因素予Ｗ表达。而基于数学模型的状态评价，目前，在二一次设备状态评价中研巧较少且应用案例更少，需从次设各的状态评价及应用中寻找方法。（巧继电保护状态检修决策研巧现状目前，，在电力设备的检修体制大致包括定期检修，事后维修状态检修。而我国长ＰＤ１一期采用定期检修和事后维修的检修体制。对于继电保护系统，我国大致采用次设备的检修体制，对于继电保护运行状态的预防性检修研究相对较少，且应用方法几乎未能一，，直接关系到应用到实践中而保护系统运行状态的健康与否次设备的安全运行，因此继电保护状态检修决策研巧也迫在眉睫。于是提前判断继电保护系统运行状态极为重要。预防性检修决策的提出其目的是为了提前判断继电保护系统内部的故障或隐藏的ＰＵ故障，。使保护系统尽快回复正常状态，提高保护设备的运行可靠性对当前继电保护设备状态检修决策研究分析可知，继电保护设备的检修决策与保护设备的运行状态、运行寿命Ｗ及与一次设备运行状态等有着紧密的联系常见的继电保护状态检修预测方法有可靠性框图法、故障树法、状态空间法等。基于可靠性框图法的状态检修预测方法，，该方法指从可靠性角度出发采用系统图、ＰＳＩ功能框图来表示研巧系统Ｗ及其各单元之间的物理关系。在描述系统能否完成任务时，需体现出各单元之间的相互依赖关系，为预计或估算事件建立可靠性方框图模型和 第４页上海应用技术学院硕±学位论文数学模型－。文献２４２５分析了继电保护系统结构包括微机保护装置、合并单元、网络交［］换机、网络接口Ｗ及互感器等，根据可靠性框图法建立了基于５种模块不同配置下的可靠性评价预测框图，并给出了各模型单元对继电保护系统可行性的重要程度。基于故障树的状态检修预测方法，其原理通过搜寻事件原因来层层展开系统结构。一一它将故障结果为研巧目标，分级的向下级分析，需找出引发这故障的全部影响因一素，直到查。而后上级影响因素为目标进行向下级搜寻出影响因素最终位置为止。因此，故障树法又被称为因果树分析法或失效分析法，通过故障树法分析保护系统的各单元的故障模式和影响因素，常用于简单的系统故障状态分析。基于状态空间模型的状态检修决策可靠性模型。对于可修复性系统常使用该方法来Ｓ一Ｐｌ进行描述。因为状态空间法是通过空间图形的方，是分析可修复系统的重要方法之式描述各子事件的状态情况，挖掘系统内，ｔｉｌ及状态间转移关系部和外部的变量关系因而对许多未能发现的许多重要特性，特别是系统的能控性和能观测性具有重要的特殊意。义。故在继电保护的可靠性分析和状态检修周期的确定中常被应用将保护设备的检修状态和隔离状态等计入状态空间模型，同时构建基于经济分析的检修优化模型，通过两模型的组合运行，共同确定了继电保护设备的最佳检修周期，综上分析可知，从保护设备故障分析到状态评估方法再到状态检修决策，继电保一定的理论基础和技术支持护系统状态评估及其应用具有。但是，多数的继电保护设备状态评价的研究的仅Ｗ单一评价理论为基础建立继电保护状态评价模型，在评价过程中一具有定人为因素的影响，也有样本不足而引起的评价结果的不准确性。而对于继电保护系统的状态检修决策指导的研究也是仅限于对保护设备失效或故障统计下的数据完成检修决策的预测一，未将保护设备的运行状态情况和次设备的状态运行情况综合考虑进去，从而限制了对维修决策的指导性建议的深度研究。１．３论文的主要工作一本次课题将结合次设备状态评估及其检修决策相关方法的研巧经验，对继电保护的状态评估方法及其状态检修决策做了深入研究，并建立状态检修环境下的继电保护可靠性分析模型，将状态评价结果同可靠性分析模型相结合，对保护预防性检修作业的维修决策给出量化参考。论文的主要工作如下所示：１分析继电保护设备运行的在线检修技术及常见的失效形式，利用可靠性串联（）＂＂，验证继电保护的失效特性服从典型的浴盆曲线系统框图法；分析马夸尔参数评估方法，对基于威布尔函数分布的继电保护失效恃性进行拟合，给出继电保护设备失效特性拟合曲线。－０继电保护设备失效模式建立评价因素集和状态评分标准，提出基于模糊）依据，给出状态综合评价过程及评判状态等级的量化方法灰色理论状态综合评估方法。重点研究了权重的估算方法。最后，将所建的状态综合评估方法应用到算例中，验证所建状态评价方法的有效性和准确性。 上海应用技术学耗硕±学位论文第５页￣￣（３）将继电保护设备的状态评价引入到保护设备检修决策中，给出基于状态评价下的设备故障率算法，及其参数的求解方法，推导出基于等效役龄的最迟检修周期的推算。结合案例分巧给出该继电保护设在不同状态评价下的最迟检修时间。一４对单一保护系统的最佳检修策略进行研究（，将次设备的运行状态和保护设备）自身的运行状况引入马尔可夫状态可靠性空间模型一，对单保护系统在不同状态纽合下一。的最佳检修时间进行Ｍａｔｌ化仿真根据仿真的结果，提出不同状态下单保护设备最佳检修时机的指导性建议。 第６页上海应用技术学巧硕±学位论文第２章继电保护设备的失效模式状态检修通常具备三层含义，包括设备状态量的检测、设备运巧状态诊断和检修决Ｐ９３策的制定。通过对设备状态量的监测，收集设备的故障因素，判断故障类型，是状态＾检修的基础；设备运行状态的诊断是［＾１综合设各的历史信息为依据，根据现有的各类诊断技术、专家系统、可靠性理论分析等技术判断当前状态健康状况，而状态检修决策是利用已有的状态评价结果结合决策技术给出最佳的检修计划。２．１系统结构及其故障类型分析在保护设备发生故障之前采取一状态检修的目的是根据设备的故障特性，定的预防ＰＭ１１性检修措施，使故障设备或即将发生故障的设备及时的得到检修。状态检修的核必是对当前运行设备健康状态的准确评估，判断当前保护设备运行状态健康与否，是否存在失效隐患及失效隐患的程度。根据继电保护系统功能和结构进行分析，其失效形式大致来之于微机保护装置本体、二次回路Ｗ及相关通讯通道系统等多个模块。对于继电保护系统运行状态健康与否的研究，首先要确定保护系统中影响保护设备运行的因素，即通过对保护装置的软硬件特性分析、二次回路特性分析Ｗ及通讯通道的分析，确定当？及失效规律前保护设备的失效形式ｙ，为继电保护系统的状态评估打下基础。通常将正常运行情况下丧失规定功能的零件或系统称为失效或故障。对不可修零件或部件成为失效，可修的则称为故障。而在具体问题时，往往不易区分，因此，本文把＂＂＂＂失效和故障列为同义词。２丄１微机保护装置故障类型１）微机保护装置检测（微机保护装置是由高集成电路般、、总线、态片人机可控界面、高精度电流／电压互、感器中间继电器队及可靠开关电源模块等部件组成，其先进的在线监测和及时通讯技术，为继电保护状态检修提供了技术上支持。微机保护装置根据功能要求通常分为五大、／、模块，分别是数据采集单元、数据处理单元开关量输入输出单元通信接口和电源，其功能结构如图２．１所示 上海应用技术学院硕±学位论文第７页截机主控系绕ＰＬＣＤＩ一￣—■；－ｉ—：奉ｇＭＰＵ；Ｕ巧Ｆ关畳输入＾＿［Ｉ—目—ｇ＾￣ｈ：打巧机ＩＩ＾＞ｊ＾ＦＩ开关Ｍ．Ｉ—Ｌ一今虽输變奪ｉｊＬ」品１農Ｓ：出ｇＩＩｉｆｉａｉｏＵｊＩＷ自输入输出系统１巧］羣請数据采集系？！定財瓷？串行通信图２．１微机巧护裝置基本结构图２．１Ｔｈｅｂａｓｓｒｕｃｕｒｅｄｉａｍｆｍｃｒｏｃｏｍｕｅｒｒｔｎｖ巧复．ｉｃｔｔｇｒａｏｉｐｔｏｔｅｃｉｏｄｅｉｃｅｐ数据采集单元：其功能是采集的模拟信号转换为计算机处理器所识别的数字量信号或者对采集的数字量信号进行处理，供计算机处理器。其工作原理是采集装置从电压互一感器或电流互感器上采集电压、电流的信号，经过系列的装换将１００Ｖ左右的电压，￣±２５Ｖ和小于１Ａ１００Ａ的电流转换成．、±５Ｖ或±１０Ｖ的直流电压信号，经Ａ／Ｄ模块装换，等出的数字信号供主系统处理。数据处理单元：数据处理单元即微机保护的主系统，是由微处理器（ＭＰＵ）、存储器、定时器，进行数字运算、逻揖处理与Ｉ／Ｏ控制等。微机保护主系统自动工／计算器等构成作的核屯、是ＭＰ化因此ＭＰＵ运行性能的好坏决定了微机保护主系统性能／Ｏ开关量Ｉ／Ｏ单元：开关量Ｉ由输入输出接口芯片、光电隔离器、有触点中间继电器等组成、运行条件等，便于控制程序的。开关量输入单元主要作用于识别运行方式流程，如重合阐的方式、收讯状态及定制区号等；开关量输出单元主要完成跳间出曰、本地和中央信号、通信接日、打印机接日Ｗ及人机对话等功能。，通信单元：通信单元分为串斤通信和并仔通信，用于纵联保护中实现与其他硬件＾４１１，完成保护信息的上传或捜集来之远程信息的查询装置之间的数据交换（＾及定值修Ｉ／Ｏ改，其装置有串行接口芯片纪成。一电源：：具有强抗干扰能力的电源插件，般通三种稳压电源提供各种ＣＰＵ芯片电源＋５Ｖ、提供运行放大器和ＶＦＣ数／模转换电源±１５ＶＷ及提供其它装置如启动、跳闽、报警等电源巧４Ｖ。＾微机保护装置使用大规模集成电路文及成熟的数据采集系统，发挥其高速处理能力巧强大的逻揖运算能为Ｗ及完善的存储功能，同时采用Ａ／Ｄ转换器、大批量传感器、数护系统在线监测提供了技术支持，使的继电保护系统在线状态字滤波等技术，为继电保 第８页上海应用技术学院硕±学位论文检修成为了可能。（２）微机保护失效类型一系统自检功能和自诊断是微机保护装置的项重要的功能，如系统内部出现了软件异常、硬件老化、不能完成自动复位Ｗ及逻辑混乱报警等，能迅速发出报警信号。理论上，微机保护装置可实现对电压／电流回路、逆变电源、数据采样、保护定值、输入输出接点、数据通信环节等进行监视。但从实际工程的运行效果，现有的微机自检功能仍不能保证１００％。特别是对于回路接口、电路腐蚀等并不能完全诊断出来，这也是当前继电保护状态检修体制中仍然需要进行检修的重要原因。因此，对微机保护装置结构的＾。分析，其失效形式可式划分为硬件失效和软件失效两大类型硬件故障失效表现在微机设备内部部件的失效，使得微机强制关机，停止运行。而软件失效则表现在运行程序的逻辑的奈乱、程序设计存在缺陷、定值的错误等。所微机装置硬件故障失效的类型主要包括电子元件老化，，，电源插件老化主机系统失效人机对话失效，开关输入输出电路动作接点故障，通信设备故障，Ｗ及家族性缺陷等。２１．２二．次回路失效类型继电保护二次回路是由回路中的端子箱、接线盒Ｗ及起设备连接作用的各电缆组一一成。其功能主要是采集次系统的电压、电流信号，对次设备进行监视、控制、调节Ｗ及保护的回路，二，具有节点多而分散的特点。因此次回路的失效形式多为过电流引起的线缆软化、易腐蚀、脱落等。通常二次回路包括交流回路和直流回路。（１）交流回路的监控交流回路按其性质分又为电压回路和电流回路，电压回路主要实现对供电电路单相或两项故障Ｐｙ监控，Ｌ义及Ｈ相电压发生故障时对线路的篮控，继电保护设备电压回路的监控示意图，如图２．２所示。电流回路主要检测线路的零序电流，如果检测到线路中电压为零，电流不为零，则说明电流回路出现故障．，保护设各电流回路监控如图２３所示。在继电保护系统中，对一次设各电信号的采集来自于ＣＴ变压器一，故交流回路检测的数据可Ｗ用来对次设备的运行状态进行判断。Ｐ）直流回路的监控＾义及遇辑回路等，直流回路又分为操作控制回路、信号回路。在我国电力系统中常ｓ一Ｐ规的保护控制回路中ｉ般没有在线自检监测和数据上传的功能。随着计算机技术和电气自动化的发展，基于ＰＬＣ技术的智能操作柜的使用使继电保护的自检和自诊断功能应用到＂＂了二次回路中。另外，随着监测技术的发展，采用无损监测技术可［＾对跳巧回＂’’路连接片状态的进行实时监测，解决了检测盲点的问题，为继电保护状态检修决策的实现奠定了技术基础。 上海应用技术学院硕±学位论文第９页—＂＂＊＂ＡＣ＊、＊＊＊８＊／ｉ？Ｎ。…一Ｙ．…公微＿＿Ｔｔ１ｉＪｌｆｌｌＩＩＩ巧泛ａ彰＊Ｉ＊＊—■ＩｉｉＶＷＣＺ３￣￣—Ｉ＿ＩＩ—＿ｌＷｖ＂ｌｉｒｉ＂去图２．２电压回路检測巧意图Ｆｉｌｌｍｏｎｉｇ．２．２Ｔｈｅｄｉａｇｒａｍｏｆｖｏｔａｇｅｏｏｐｔｏｒ－Ｆｔ＝Ａ＾４：＾ＢＩｉｐ＾１０。Ｌ＿？？！《妻巧酱闭锁、ｉ！￣￣￣￣＊Ｉ。Ｉ＾狂？？事件报告ｒｍ＊—＾占羣Ｉ％化—０。。口１ｉ困２．３电流回路监测巧意图Ｆｉ．２Ｔｈｉａｒａｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｃｕｒｒｅ打ｔｌｏｏｍｏｎｉｔｏｒ．３ｅｄｍｇｇｐ。因为二次回路的失效形式多为过电流引起的线缆软化，电磁干化，节点腐蚀等为二二降低抗干扰和保护内部电线，通过次回路检测技术，可有效地解决次回路故障无法检测的问题。２丄３通讯系统失效类型，通讯系统通常有两个部分组成在继电保护系统中，即通道保护和信息系统。通道一保护失效是伴随着双端信号保护系统产生的，此类保护通道通过与另侧的保护设备进一。行信号互换，判断次设备通讯是否出现故障通常，通道保护系统的失效原因主要分为通讯装置的失效。、线雞腐蚀损坏Ｗ及调节器故障等信息系统主要信息传谨和信息记录等，，当继电保护设备执行动作或故障时发生的拒动或误动而引起的电流和电压变化。，则信息系统则将其记录下来，并上传存储装置Ｗ备后续的状态检修提供判断依据通过对继电保护系统结构、检测形式及失效方式的分析，对其主要的失效类型进行整理如表２．１所示； 第１０页上海应用技术学席硕古学位论文表２．１继电保护系统失效类型Ｔａｂｌｅ２．１Ｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｔｙｐｅｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ故障源失效类型影响￣微机主系统故障电源故障人机对话系统故障—－Ｉ／Ｏ系统装置闭锁梗件系统异常，停止工作通讯设备异常电磁场干扰—微机保护电路板损坏本体装置定值异常程序异常装置闭锁，停止工作装置通讯失效软件系统：程序设计缺陷反措施未执行保护系巧可靠性降低人为操作失误设计缺陷Ｉ线雞故障寄生回路工艺不良保护装置误动或拒动线路老化绝缘失效环境受潮二次回路线路破损端子曰腐蚀线路连接连接口松动保护装置拒动或误动故障连接点虚焊电阻增大维修措施为实施线路再次被障通讯的模块卡板坏掉Ｉ通道故障装置闭锁工作，停止通讯系统故障通讯系统主站与主站，主站与保护系绕巧障信息数据不能及时信息传迸子站，子站与子站等上传，影响工作人员或自检设备失效之间信息传送失效对运行设备状态健康的判断 上海应用技术学院硕±学位论文第１１页２．２基于故障机理的失效分布规律２．２．１保护设备失效分布规律レ设备的使用寿命与许多因素有关，包括设备中各部件使用的材料、产品设计义及工艺制造等。，同时还与存放和使用时的环境等有关设备的使用寿命也与产品需要完成的功能有关，，，，当该产品功能己不具备预设的功能时产品失效即寿命终止。通常根据统汁学分析，记录设备发生故障或失效的统计数据，利用概率理论进行分析，可Ｗ知道一定的规律设备失效的发生总是服从。ｙ的ｔＩ＇？０？ｔｉ位ｔ图２．４典翌的谢璋率分布浴盆曲线图Ｆｉ．２．４Ｔｈｅｂａｔｈｔｕｂｃｕｒｖｅｏｆｔｉｃａｌｆａｉｌｕｒｅｒａｔｅｄｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｇｙｐｉ电气设备典型的失效率曲线基本形状是两头高、中间低，符合浴盆形状，因此这种＂＂Ｐｑ浴盆曲线，如图２．４所示。由图可知失效率曲线通常被称为，失效率大致可分为一＜阶段ｔ时，失效率呈下降趋势，称为磨合失效期，该阶段的三个阶段，第，在当ｔｉ失效主要是由设计、原料、制造工艺进程中的缺陷Ｌ义及磨合等问题影响形成的。第二阶段是ｔｉ＜ｔ＜ｂ么间的部分，该阶段失效率基本保持常数，不随时间变化，因此，称为偶。然失效期或随机失效期，，，在该阶段失效率基本保持恒定系统处于最佳状态第Ｈ阶段，即ｔ＞ｔ２时称为损耗失效期也称为磨损失效期，该阶段失效率呈上升趋势，设备性能逐渐劣化。，失效率随时间而迅速増加在电力设备正常运行情况下，保护装置与二次设备Ｗ及多个执行元件协同作用，保一一护电力系统旦某，，部分出现故障则将导致继电保护系统运斤故障，使电力系统处于无保护状态。因此，可Ｗ看出，继电保护系统各模块是形式共同构建了继电！＾串联的一保护系统体系，因此可Ｗ判定，继电保护系统各模块构成了个可靠性计算中的串联系２。统如图．５所示 第１２页上海应用技术学院硕壬学位论文Ｐ１Ｐ２Ｐ３ｐｎ—一０一——微机模块二次回路动作执巧器．．．其它模块０图２．５缠电保护系绕串联可靠性框困２ｍ＊Ｆｉｇ．．５Ｔａｎｄｅｍｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｂｌｏｃｋ出ａｒａｏｆｉｅｌａｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｇｙｐｙ＝ｉｌ２．．．ｉ其中，（，，，ｎ表示保护系统中第个模块发生的故障率为，结合可靠性串联模Ａ）Ａ型进行可靠性计算，则继电保护系统的整体故障率为：．＾＝＝＇１２。２Ｊ乏化，鬥（）由于继电保护系统中，线幾、微机保护装置化及控制箱等连接原件的失效分布均服＂＂＂－从典型的浴盆曲线，由式（２１）可知，继电保护系统的整体失效率也基本服从浴＂盆曲线模型。２－Ｍｒｄ评估．２．２Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇａｒｑｕａｔ法参数Ｌｅｖｅｎｂｅｒ－ｕａｒｄｔ（简称Ｍａｒｕａｒｄｔ）二ｇＭａｒｑｑ是使用最广泛的非线性最小乘法，其中文一名称为列文伯格－马夸尔特法，是种解决已知非线性关系式的参数拟合问题的有效方跳法。ｕａ一Ｍａｒｑｒｄｔ关系式形式般为：＇＝＿＇《．．Ｊ６６．．６＋０．２ｙ，，，，，／（，ｌ２ｎｌ２ｍ）口）：是己知非线性函数（．．．（．．．其中；／是１１个自变量，６１１１／，，，也为个待估未知参数；１２。１也ｅ为随机误差项。设对ｙ和Ａ也通过Ｐ次观察，等到次观察值，得到：．．．组数据，ＰＰ姑如為，如’＝一＝。！１２．．．＂将第ｉ次观察值代入／也．．．６ｂ，，，与也Ａ）／片，），设其中的个初始值。。（））））（＂一６＝．．．１），，处按泰勒级数展开，只保留：巧皆，，巧）将化，６）在次项得《－．．．－沪向＋＋－化，巧化，如＾Ｌ（巧如（２３）由最小二乘法原理，令２－（＂））＝进－２＋。＋＇任４）乏心［／Ｍ）Ｅ’皆）Ｕ连＆皆等４Ｍ＝Ｏｂ＝＼１［ｊｊＪ；＝其中ｃ为阻盾因子，ｙｌ，２，．．．，ｎ一＝（对６６．．．６进行阶偏导０＝２。令＾，并令偏导数等于零，即，＊１．．．／？，，，并，２？＾＾孤，，，ｋ转化得： 上海应用技术学晓硕±学位论文第１３页—－’。（））－－＝…－＋ｃ６６＋／６＾＋佔）１＾２Ｍｍ化巧）（ｉ的、）））－＿＋＋Ｃ＆＋．．．＝脚皆＋）也２皆咕ｍ化）（）＞＞２（句）＂－－＿６＋＋．．．＝Ａ＋＋Ｃ化６ｍｉ，ｒ、２化皆）化＂１）（）＝其中：。０（（）－６＝。６Ｖ公化，））鸣吗＾＇＝１ｂｊ求解上述公式，进而得出待求未知参数。６．。若求解的与之间的绝对值满足设定值，则表明上式对参数的估算正确如果／一－绝对值大于设定值，５）重，则将上步奏计算的与作为新的６ｆ带入公式（２复上述步＞骤．。，直到马与皆绝对值很小可从忽略为止２．２．３基于威布尔函数的失效率分布拟合在可靠性工程应用领域，威布尔分布函数在不同参数情况下，可！＾模拟出不同的变ＰＳＩ，化规律，尤其适用于产品累计失效的分布形式特别是利用概率值很容易推断出它的＂＂分布参数，正因为威布尔的运种灵活性，所Ｗ应用于拟合浴盆曲线的Ｈ个不同阶段的失效率分布情况，。由于继电保护设备磨合失效期呈现的有效数据信息较少所在拟合失效率分布曲线时，只考虑随机失效阶段和磨损失效阶段。１（）建立威布尔分布的失效率函数…令有组依据时间顺序排列的继电保护设备故障率数据片ｆ。Ｐ，７１），化，少２），，（ｐ，ｙｐ）２９１３两参数形式的威布尔分布的故障率函数为：（Ｐ（ｔ＝口－６卿罕７）６其中：９表示故障率函数的形状参数；Ａ表示故障率画数的尺度参数，如，Ｗ为评估参数，利用Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法对威布尔故障率画数分布参数进行评估。？口ｂ。）确定初始值２－Ｉ对公式；：（巧中的参数巧和分别求偏导得－ＭＬｉ２－７（）ｄ巧义义＞义１义ｑ＾／）－１＝－＿－１２－８響妾尚袁卸知）（）在威布尔分布的故障率函数上取两个数据点，构建方程组 第１４页上海应用技术学院硕±学位论文７今）咱，）乂义－．９（２）裤．一ＷＷ＝由此可得到组初始值＜ｐ义（，）（３计算评估参数值）．．－和式（２－７）、８）化－４由Ｐ组如乂），化，托），，ｙ）式（２及式（２），令Ｑ对Ｐ和；Ｉ化ｐＷｂ２－５）的偏导等于霉得到方程组：，并将代入式（。义（））尚。传６人，１八邸ＪＵ邸）＾Ｊ－１０（２）＂）＝－６乂，。施），替）＾Ｕ。）。（（）－口＋义是Ｕｕ‘＂））（皆０聲聲口乂＞长口乂）Ｊ）〇２￣Ｗ。－（）＝６义地，）（。＞各）嘴％６２（ｆ、、Ｗ一Ｃ的定初值ｃ＝＝〇ｌ：令ｃ〇．＾，求得第轮参数Ｐ和Ａ的值片ｌｉ卽ｙ）、［＂（〇）／＋ｃＬＡｖ中［ＶＷｌ「，，ＴＴＩｂ＝＝２－１２。（））Ｕ＋ｃ（」ｂ叫ＬＡ，」Ｗ－兵，’’＇’１２２Ｕ（＂叫占５义［Ｊ争卸也巧１卸Ｍ）／＿／Ｉ。２１各）＝－地戶；马），卽）＾ｕ。（）王＝－６耸乂；２，旅）以＞｜（）＾（４）计算残差平方和－６将求得的参数估汁量代入故障率分布函数式（２）得残差平方和为；￣＇ｐｆｆｎｆｔＹＹ。（）２＝－２－１３乏乂等导（）乂乂、；ｊｗＷ＝＝＝—＝二－、（５）ｌ〇ｔ１１２。ｋ重复上述步骤进行第次迭代，令＆６ｃ沁〇ｌ，，依次取，，，＝＝＝Ｗｋ０、ｋｌ、ｋ２ｂ。，求解出新的参数值，并计算新的残差平方和ｑ比较计算出的残差 上海应用技术学院；硕±学位论文第１５页平方和的大小，若则结束迭代，相反，如则分别将ｋ的取值依次代ＷＷ仰入，重新计算求出ｑ，直到ｑ《ｑ为止。６＞（）重复上述步骤（４）和步奏（５）进行反复迭代，当巧含巧为设置１的精度系数时，停止迭代，这时的参数值可认为是威布尔分布代求参数值，）（７），选取适度散点Ｌ个对待估参数计算根据设备故障率搜集的原始数据，未选取的－Ｌ个故障点绘制平行于时间ｔ轴的直线Ｌ点取Ｐ，Ｗ连接点的故障率ｙ，这时的值满足公式：＝＿－．＋２－Ｓ＞以＋地））１４１／１赤２｜（）材７＋１通过计算Ｓ＝ｍｉｎ求得分界点／的值。（＆）２．３案例分析１本节？上，１＾海市某地区智能变电站变压器的继电保护保护设备为例依据捜集的继电。保护设备故障统计数据拟合其失效率分布曲线规律，并为下文的分析做铺垫该区１１０ＫＶ变压器保护设备的故障统计数据如表２．２所示。表２．２维电保护设各巧障率绕计Ｔａｂｌｅ２．２Ｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｒａｔｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅ巧１巧ｐｒｏｔｅｃｔｏｒａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ时间许／）巧障率（次／年）时间俾）故障率（次年）时间许）故障率（次／年１００２０８６０．０２５４１１．５０２９７．．１．４０．０２１３６．５０．０２３７１２０．２５６２０．０１９２７０．０２９４１２．５０．３５９２２２．５０．０２１４７．６０．０３５１．９０．４１２３０．０２３６８０．０３１０１３．５０．４８７３．５０．０２０６９０．０４１０１４０．５４９４０．０２７９９．５０．０７９０１４．５０．６８４．５０４．０２３６１００．１４５１５０．７％４９０．０２７６１０．５０．１７８．５．６０．０３４８１１０．２４３由上述统计数据，绘制继电保护设备失效率隨年限变化的曲线图，如图２．６所示 第１６页上海应用技术学巧硕±学位论文１ＩＩ「Ｊ＼Ｉ■０－／－．７０．－．６Ａ－－０．５Ｉ巧Ｎ江４－运／心？ｉ注２－／户。，－／？２４６８１０１２１４保护系统运巧时间ｔ俾）困么６保护设各故障牵分布曲线图Ｆｉ．２．６Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅｕｉｍｅｎｔｆａｉｌｕｒｅｒａｔｅｇｐｑｐ由图２．６分析可知，保护设备在第８年左右的时候保护设备故障率开始逐渐升高，即进入了威布尔分布曲线的磨损期。为了准确的判断磨损阶段发生的时间，则需要对威布尔分布参数进行估计。利用上文介绍的基于Ｍａｒｑｕａｒ出法对威布尔参数进行估计，计Ａ和＜？２．３，算不同的分界点时？估计值化及五（／）值，其结果如表所示表２．３参巧估汁值Ｗ及分界点Ｔａｂｌｅ２．３Ｐａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｖａｌｕｅａｎｄｂｏｕｎｄａｒｙｏｉｎｔｐ７７．分界点年．６年８年９年９５年（ｐ４．６６２４．７０２４．５９９４．６０９４．７９８义２８．３１３２８．３３２２８．２９６１２８．３０３４２８．３５１７Ｓ１０．００５９３０．００６５６０．００５７０．００７０２０．００７７１｛）＾根据表２．３的计算结果可１＾？得到，随机失效与磨损失效分界点定位在第８年，此时ＳＷ值最小为化００５７。因此，根据上述介绍的理论基础，则可视第８年为保护设备随机失效期与磨损失效期的分界点。因此，根据继电保护故障率威布尔参数Ｗ及确定的分，．７：界点，对故障率的威布尔曲线进行拟合拟合后的故障率曲线分布图如图２所示 上海应用技术学膀硕±学位论文第１７页ＩＩＩＩ泣巧Ｉ１ＩＰｊ‘療始霸揚点／－。－Ｉ．、—威布东函敷分布棋含融线贈凤夹效期巧＾ｏ－＿．ｅ昔障率拟含曲线／＾－變狂４－－爸抓失效期－－聲还置向句？／－２４ｅ８晒巧１４保护磊统迄巧时间Ｋ年）困２．７保护设备失巧率拟合曲线－Ｆｉ．２．７Ｆｉｔｔｉｎｃｕｒｖｅｏｆｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅｕｉｔｆａｉｌｅｇｇｍｒａｔｅｐｑｐｍｅｎ２．４本章小结本章主要对继电保护系统的失效模式和失效率分布规律进行研究。首先对继电保护系统的结构和工作方式进行分析，研巧了继电保护系统常见的故障类型并进行了汇总，＂为分析继电保护设备故障实施奠定基础。其次对电气设备的失效率分布服从典型的浴盆＂曲线规律进行研究，利用系统可靠性框图法，验证了继电保护系统失效率分布也服＂＂。从浴盆曲线然后对继电保护系统失效率建立威布尔分布函数模型，通过Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法建立威布尔西数参数的估算数学模型。最后，Ｗ上海市某地区１１０ＫＶ智能变电站变。压器的保护设备为例，进行了基于威布尔函数的失效率分布曲线拟合 第１８页上海应用技术学巧硕±学位论文第３章基于模糊－灰色理论的继电保护状态综合评估根据状态检修理论，继电保护系统状态检修的内容大致可分为Ｈ个方面，即设备的状态量及历史数据的搜集，状态评价阶段和状态维修决策阶段。而继电保护运行状态评价在整个继电保护系统管理过程中起承上启下的作用。３．１当前继电保护状态评价方法存在的缺陷自从状态检修技术引入到电力系统一，国内外学者将多种状态评价方法应用到次设备的状态评估。随着继电保护系统的发展，继电保护状态检修也逐渐纳入电力系统检修一规章中，于是有研究者提出了将次设备状态检修评估方法应用到继电保护系统状态评估中去一一。但是次设备的状态分析及评价目标是设备内部元件，各元件隶属于同设备，Ｗ１且各组成模块成可靠性串而继电保护系统是不同的模块组成，其组成个体不是元件，一联结构（如图２，．５）故传统的评价方法存在定的不足：＂＂１过度维修现象未能有效解决（）基于专家评＂＂Ｗ１判模型的状态评价方法采用的是经济学的木桶原理，Ｗ扣分最高的单元模块的评价结果为整个保护系统的状态评价结果，即最坏部分为评价对象，＾式此＞１达到预防事故发生的目的，。该方法虽可＾最大可能保护设备的安全性但是对于解决过（度维修的现象不是十分有效。２）样本数据依赖性大（支持向量机评价方法是建立在统计学习理论ＶＣ维理论上，根据样本信息在模型的复杂性和学习能力之间寻求最佳折中，［＾求获得最好的推广能力。这种方法对样本数据依赖性较大一，同时样本选取不当则对评判结果的准确性造成定的影响。（３评估过程受主观因素影响大）状态评价方法大多出自于专家评判系统，其搜集样本数据及建立评判因素等时都是有一线保护工作者完成。在具体执行评价工作中，由于评价者综合素质不同、技术水平、现场经验不同而使相同设备的评估结果不同，即评估过程中容易受主观因素的影响。比一如模糊理论评判过程中，其权重的预测受主观因素影响较深，使得评估结果具有定的片面性。一由上述分析可知，基于专家评价模型和支出向量积的状态评价都有定的缺陷。而一定的不足对于模糊综合评价方法虽然也存在，主要表现在主观臆断性对指标权重向量的确定影响较大３－４４，但文献［４］提出将模糊理论和智能决策模型相结合概念，即在专家经验的基础上，利用灰色理论预测方法弱化人为评分的主观色彩，但并未给出具体的实一现办法，，。所本文引入灰色理论建立模糊灰色综合评价方法降低指标权重向量的主观臆断性，提高其客观性。 上海应用技术学晚硕±学位论文第１９页３．２模巧理论综方法３．２．１模糊理论概述模糊理论是对模糊性事件进行研究的一套数学理论体系。其模糊性是指客观事物之＂间在相互转化或变化时包容与被包容的不确定性，其特点在于所研究事物内涵明确、＂外延不明确。在处理事物发展规律时，经典数学Ｗ得到准确性为特征论则，而模糊理一。，相反，Ｗ模糊性为特点研巧发现使用模糊理论去处理些因素不明确等复杂问题时，ｔＷ。在某种情况下，比其它方法显得更具有优势，其准确性更高模糊理论不是让明确影响因素变得模糊，而是让事物发展中的影响因素划入模糊现象区域，在评估过程中使不确定因素给予表达。通巧模糊数学模型对模糊事物进行识别和评判，送种方法反而使得对事物发展的评判更为精确。３．２．２构建模糊综合评价方法模糊综合评价方法是通过构造等级模糊子集，把被评价对象的模糊指标进行量化即确定隶属度关系，然后利用模糊层次分析法确定各权重指标的综合评价方法。其歩骤如下：１构建被评对象的评判集（）通常情况下；，被评对象的评判集的表达式＾＝－－－ＶＶＶ３１｛，（，２，？｝）其中，Ｖｉ，Ｖ２，．．．，Ｖｍ表示对事物的状态评估而得的评估结果，ｍ表示评估结果共有多少组。通过对评估对像一，得出的评价结果将是评语集中的某个评语。２建立评判对象的因素集（）一将影响评判结果的因素集合在起构成因素集。通常表达如下：＝－１７３２的兴，（）其中．．．，Ｕｌ化Ｕ表示对评判结果的影响因素，代表影响因素个数。，，ｎ（３构建模糊评判矩阵）假设为评语集中的第个元素的隶属度。’＝对评判对象第Ｚ个因素Ａ（ｉＵ２．．．ｎ）进斤评判时，设评语集中第ｙ个元素的隶属度为／Ｒ；，则按第个因素Ｕ评判的结果可用模糊集合表示为ｉ）ｊ＝…－３柄而，０口馬）一一将ｎ个模糊集合组成个总的评价集，即构建成个模彻矩阵：＇３－４ｆ（）ｒ…ｒ、＂ｉ＂２４评价因素权重集的确定（）评价结果在评级过程中，不同的评价因素其影响程度不同，因此，为能准确的表达 第２０页上海应用技术学巧硕±学位论文各评价因素的影响程度一，将各因素Ｍ赋予个相应的权重数巧。建立评价因素的权重集，Ｗ。巧＝－Ｗ田田．．．＝ｌ含０５巧ｗ（，，巧。）（，，）口），２艺＝；１（巧模糊综合评判当权重集Ｗ和评判矩阵为己知时，利用合适的算子将其合成即可得到被评事物的模糊综合评判模型Ｂ：＇、…厂ｆ１１ｉ？…ｒｆ／＂Ｉ＂２ｎｍ，＝ｍ式中，ｙｌ２．．．）由Ｗ与民的第ｍ列运算得到的，称为模糊综合评判指标，它表ｗ，，，示综合考虑了所有的影响因素后，被评估指标相对于评价语集Ｖ中各评判元素的隶属度３２．．３评价因素指标权重确定方法能否客观准确地确定影响因素的权重值将直接影响模糊综合评价效果。根据评价标。准对巧判对象经行评估时，对于评价因素中的定性指标采用百分制的评价方法而对于，经过相应的西数变换评价因素的定量指标，使其转化成百分制的评分标准。通常确定、权重体系的方法包括：专家评估法德尔菲法、媳值法、层次分析ＡＨＰ法等。在评价（）因素指标权重确定的过程中，由于多数是由人评判做出的，在评判过程中，或多或少带一。、有定的主观性为了客观真实的反映隶属度问题，确定因素指标权重，本文引入了灰色理论方法，联合模糊层次分析法来确定评价因素指标权重。具体求解方法在下文中。详解，送里将不再重复叙述义３灰色理论预灘型３．３．１灰色理论概述灰色理论（ＧｒｅｙＴｈｅｏｒｙ，ＧＴ）系统主要是！＾信息贫乏不确定性系统为研究对象，一一体现在部分信息已知，但存在另未知的部分信息。它通过对已知的部分信息进行处理实现对事物的确实认识和描述。随着灰色理论的不断研巧和创新，灰色系统Ｗ逐渐建立了一一些基本方法套自己的，灰色系统模型主要包括ＧＭ１１，ＧＭ１１、（，）残差（，）ＧＭ２１、ＧＭ１化及ＧＭ（０Ｎ等模型。（，）（巧，）本文中，只采用灰色系统模型对权重系数进行预测，减小模糊综合评价模型在指。标权重获取时的人为因素，提高客观性因此，本节主要讨论的是灰色系统模型。３．３．２构建模型化及参数的估计１ＧＭ（１１模型的基本形式（），）ＷＷ（。）。）＂）（ｉ）（１）＂）＝．．．方＝．．．设Ｚ（义，Ｘ２，乂Ｚ１，乂２，Ｚ＂０）（），，的）（（）（），（化 上海应用技术学院硕±学位论文第２１页ｉＷ（）＂）＂）＝ｚｚ＂ｚＺ２３？，（（），（Ｖ，（〇）其中＝Ａ－＝Ｚ＋１．．＂－＾９ＣＡ０Ａ）ＵＵ．３７，（）＾则ＧＭＵ：（）模型的基本形式＾＾＾＾ｘｋ＋＝－＼ａｚｋｂ３）＼）（叫０）ＧＭ（１，１模型最小二乘估计参数估计）０设沪为非负序列：０ＷＷ〇（）（）义＝义．．．Ｚ打（Ｘ０），口），，（化…＞０＝（＂（＂Ｍ－；ＡＺ其中，脚，Ｚ的１ＡＧＯ序列；，。；为ＷＷ＝．．ｋｉ２．．．．ｎＺ其中闲，，为Ｘ的近邻均值生成序列：，，，＝７１１阳（）＂）Ｚ三＋ＸＡ－＝Ｘｋ２３ｎ－（０（０（Ｗ，．．．３９非，，，（）么－—°ｉ））（－（ＪＣＷ１ｚ（ｌ）１「（）卢口－ｚ２）（）＝设，公；；〇（）－。）－〇－：＂１之《１１（）（）°１（（）＞；＝口ＧＭ１＝二令为参数列，则（，１模型；ｃＷ＋口２６的最小乘估计参数序列满［，印）（。足：－１＝；矿及－（）护＾（３１０）进而求得参数值。义４基于模满一灰色理论的综合评判方法３４１．．构建评判模型一一影响继电保护评价结果的因素很多，每个评判因素对评价结果产生定影响，而且影响程度也不尽相同，而各因素么间也存在着难Ｗ衡量的关系。本文在确立最终评价对象时，将维电保护系统整体作为评价对象，确定评价指标Ｗ及各个因素的权重系数，－利用模糊评判理论和灰色理论建立起模糊灰色综合评判模型，对继电保护系统运行状态建立综合评判模型。一）构建评价指标（评价指标体系的构建应首先考虑影响评价对象的各种影响因素，通过对各影响因素之间的关系的研究，建立评价因素层次关系。所建立的每个层次中的影响因素，则是要 第２２页上海应用技术学巧硕±学位论文求的评价指标。该评价指标体系构建的正确与否将直接影响到评价结果的可靠性和准确。主要遵循Ｗ下原则：简单性原则、相对独立性原则、客观度列出各层面的影响因素，性原则。简单性原则要求尽量减少影响因素的个数，去除对权重影响较小的影响因素，。则实际操作过程将简单可行相对独立性是指影响因素之间是相互独立的，不具有相互包容可能，否则将影响最终的评价结果。（二）各评价指标权重的确定通常，在对被评价对象进行评判过程时，其影响因素的各个评判指标的影响程度具一有定的差异。在评判时，有些指标可Ｗ略考虑程度深些，有些则考虑程度轻些，甚至可Ｗ忽略。因此：，在确定其权重时应参考其评价指标的重要程度。其具体步骤如下１（）确定评价目标和评判因素集由模糊层次分析法原理，把影响因素分层系列化，建立目标层、准则层Ｗ及评价指标层。（巧构造模糊互补判断矩阵一＝Ｃ１．．．在模糊层次结构中，设上层元素为准则，下层元素＾，是对准则的，＾，冷）Ｃ的权重－过各层次间不同因素之间的相对重要性。卖用１９标度法，通，通过两两元素’＂｜。／／！＝１相比乾进行标度建立抖８为目标，，＾６＾＾，１；是巧表示评价因素，，（，对４３．１。巧对巧的相对重要性数值，则标度含义见表所示表３．１巧度大小的巧巧及其含义Ｔａｂｌｅ３．１Ｔｈｅｕｄｇｍｅｎｔｏｆｓｃａｌｅｓｉｚｅａｎｄｉｔｓｍｅａｎｉｎｓｊｇ标度ｍ＾１同等重要某元素巧与巧比较，同等重要３Ｕ与Ｕ比较，前者比后者稍微重要稍微重要某元素ｉｊ５明度重要某元素Ｕｉ与巧比较，前者比后者明显重要７强烈重妄某元素Ｕ与巧比较，前者比后者强烈重要９极端重要某元素Ｕ与，前者比后者极端重要ｉ巧比较－－－３－２、４、６、８中间值分别是相邻判断１、３５、５７、７９的中值＝＂＾．倒数表示因素巧与巧相比较得判断马，而因素巧与巧相比较得判断口乃口９一Ｃｎ＝根据准则，对个元素间相对重要性进行比较，则得到个判断矩阵＾其中《和＾元素是相对准则Ｃ的重要性比例标度。＾＾（３模糊权重的分配）一层对应的某因素而言的评判因素的排序是依据互补判断矩阵对上，用来确定本层－次与关联因素重要性次序的权值。根据ＡＵ判断矩阵取适当的值ＡＡ上进行截取，，。＝得到布尔矩阵，于是便得到所需分类其布尔矩阵向量表达式，即为Ｗ口巧口．（．．．，，，ｙ，， 上海应用技术学巧硕古学位论文第２３页由巧巧初１ｊ１巧巧田１２《巧巧田２２２＾＝。＝＝面巧－（１１）脚卢４。細＂＂口，７巧）气巧巧巧＊ｎ，町町．巧．巧巧ＧＴ１｜ｊ——巧巧巧？Ｉ１２Ｗ广巧巧巧巧巧１１２２２■——■＇■■—？？？Ｔ７７ＴｆＪ２２＝－口再由巧巧Ｉ巧ｎ。口）：：■ＩＩ■■？？■■征Ｗ巧，Ｌ」Ｌ」巧巧顶？？Ｋ巧巧田１２＂．＿可知Ｗ是判断矩阵Ａ的恃征向量。因为不同的Ａ值得到不同分类，又因为当判断矩阵＝一＝．．＝／Ａ中的元素满足１、ａ．１／ｆｌ．和口时，此时Ａ具有唯不为０的最大特巧，巧。ｊ，；＾ｙ征值；Ｕ，因此选择最大特征值时对应的恃征向量为布尔矩阵。一＾巧断矩阵的每巧元素之积记为１４＾巧３－１３（）片计算Ｗ．的ｍ次方根（记为巧）：ｊｍ＝－１４町（ｆｈ／（３）Ｍ＝田一一对向量巧．．．Ａ（巧，巧，，？）做归化处理，得到另个向量°（＝）＾田－１田（，，口引其中户】＝则．．．ｎｒ。，就是模糊矩阵第ｊ个指标的权重脚，ｆｙ由此计算的出结果就是权重矩阵Ａ，ｉ相对于准则Ｃ的重要度此时最大特征值；Ｕ为：义＝－３１６ｍａｘ１（）；？贈己，１，一４（）权重分配致性检验 第２４页上海应用技术学席硕±学位论文￣￣在判断指标权重分配是否合理，因为人们在进行评判时不可能很精确的判断出权数一的精确值：，因此本文通过层次总排序的计算结果的致性来判断，其评判表达式为Ｃ民３－１７马（）＝－ａ－义＂３１８随）（）ｎ－ｉＣＲ一Ｃ一一Ｉ称其中，称为随机致性比率；为般致性指标。—一ＲＩＲ－Ｉ９３２：称为平均随机致巧指标，致性指标在１阶判断矩阵中的值如表．所示３—表．２ＲＩ致性指标取值标准Ｆｉｇ．３．２ＳｔａｎｄａｒｄｖａｌｕｅｓｏｆＲＩｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｉｎｄｅｘ打１２３４５６７８９ＲＩ００００２００５８０．９１１２１．２４１３２４１１４５．．．．．１．．一．ｌ时，通过计算，当ＣＲＯ，则判定矩阵符合致性要求说明各指标的权重数分配一合理。反之．ｌ，则调整判断矩阵，直到ＣＲＯ为止。进步推到，利用灰色理论预测权重系数。５基于灰色权重系数的计算（）由上述灰色理论分析可知，利用Ｇ（ｌ，ｌ）模型预测权重系数，根据评判权重数，构建非负序列〇°ＷＷ（）（）Ｘ＝乂Ｘ．．．１２ＪＴ（（），（），，（柳１１１＾））＾）＾）＝．．．（＂尤方－其中：又沪＾的１乂００累加序列（化口）树）为；，，＂Ｗ＜＂。方＝ｚ２ｚ３…Ｚ，（（），（），，脚）为的近邻均值生成序列ｉ）。。）（－且＝＋Ｘ免１Ｚ（０佩））扣（〇）…（＝Ｉ＝，贝ＧＭ１模型ｘ＋ＯＺ二设为权重系数列Ｊ有（６，。（巧（０的最小乘估计参数序列可知其权重系数应满足：－１三＝沪巧及叩－１９（（３）转化得；Ｙ＝？－ＢＡ２０口）３－由式１０得； 上海度用技术学巧硕±学位论文第２５页）阳－＋义护口朔１）［备２戸巧，Ｉ（）＿戸３口１（））一仰］＝？。－非３２１）［啼（（＂ｘ内（）１口）（１）－－内内一１＋义（１｜＞（））］－２＿由此推导得出Ｗｘ的灰色预测模型为：〇－。１１（）（）（）－－－＝＝兰－ｘＡ＋；ｌＸＡ：＋１文１６戸１口２２（）（）Ｗ（）（（））幻（Ｈ）构建隶属困数一旦给定某种特性之后隶属函数是指模糊集合，应建立可体现这种特性的所具有的程度函数一，它是模糊集构建的基础。隶属函数确定的方法有多种，并没有统的构建、模式，求取隶属函数的方法主要有Ｈ种方法，即Ｈ分法模糊统计法和模糊分布法。．本文采用模糊分布法建立各评价因素对模糊子集的隶属函数。通常，模糊分布函数是指根据模糊元素的性质采用已有的某些形式的分布画数，将测量的数据确立分布中包含的参数。构建隶属度函数时，其区间函数分布可Ｗ是各种形状不同的如梯形、Ｈ角形等，因此在选择时，应尽量选择简单的分布形状。Ｈ角形分布西数和半梯形分布函数，其形状。简单，计，计算容易并且在与其它复杂的分布函数相比较算的结果相对误差较小，故在隶属度函数求取中被广泛使用。本文采用较为简便的三角形和半梯形分布函数，来确定继电保护状态评估中隶属度函数。依据分级系统中各级评判标准，分别构建不同评价因子对应的不同级别的隶属函数，其建立各级评价因素的隶属度函数表见附录。３．４．２状态评分的获取、评判模型将继电保护运行状态分为四个等级，即健康状态注意状态、异常状态Ｗ及严重状态。同时，由保护设备的评判因素指标可获得属于各个评判等级的概率，由模糊理论最大隶属度基本原则可知，各评巧等级对应的最大概率值就是当前设备运行的状态等级￣００，综合评判的评判结果为状态特征，故将其结果进行量化为０１的区间分值。通过对评价因素集建立其与设备运行状态的关系，其评分标准如表３．３所示。表３．３保护设备状态等级呈化值Ｔａｂｌｅ３．３Ｔｈｅｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅｑｕｉｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｒａｄｅｑｐｐｇ等级健康状态注意状态异常转态严重状态状态评分Ｄ标准巧０９０－７５７５－５０＜５０建立综合评判结果向量６，与状态评分Ｄ的转换关系如下；：保护设备评判结果为正常运行状态时，则Ｄ－＝ｂｘｌ０＋９０３２；３，（）保护设备评判结果为注意或异常状态时，则换算关系为： 第２６页上海应用技术学院硕±学位论文。（啊－心－－＇＋６＞＜６６＇６，＿，，｜，，】间马，＋，Ｉ化；．＝！２３（，）Ｄ＝－２４（３）＼＼。（。＂－＋６ｘ心６－６，Ｈ＋Ｉ，，，，其中ｉ表示状态评价等级，Ｄｍ表示状态等级，Ｄ和分别表示状ｉ的中值ｍａｘｉｉ＿态评分值的上极限０值和下极限值，ｂｉ表示综合评判结果。：保护设备评判结果严重状态时，则换算关系为＝－ＤＸ５０－５０ｂ３２５（）ｉ３．５案例分析Ｗ２．３节案例变压器保护系统系统为示例验证综合评估模型，该变压器继电保护系一Ｓ－Ｖ４统是由ＰＤ７６０．００系列数字式变压器保护装置组成。记录该套保护系统在个状态Ｃ）评价周期内的运行情况及相关基础参数如表３．３所示：表３．３维电巧护系统巧备运行参费Ｔａｂｌｅ３．３Ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ￣故障类型观察项目观察值设备型号ＰＤＳ－７６０（Ｖ４．００）制造广家国电南京自动化股份有限公司投运日期２００９年‘工作环境温度４５Ｃ产生家族性缺陷状况发生２次，已解决投运时间３年保护装置本体相对湿度８０％超期检修一次，超检半年硬件插件异常情况吃软件异常情况２次通讯装置节点故障情况１次通讯中断电源插件运行年限＾及时更正措施执行状况全部不执行端子箱温度６＾端子箱家族性缺陷发生一次，未处理二次回路及时更正措施执行状况全部执斤基本信息紅外温度状况高‘Ｃ出环境温度口操作箱巧障情况出现两次故障绝缘电阻测量值１ＭＱ 上海应巧技术学巧硕±学位论文第２７页装置接口腐蚀疆度腐蚀程度约为６％Ｉ安全环境封堵情况防火涂料１处封培，电缆孔１处封堵差流检査数据低于０．５倍的允许范围通讯通道状况光纤通遵误码率及丢包率警报值低于０．５倍纤通道中断次数专－鉴于该套保护系统运行参数记录，由上节建立的模糊灰色理论综合评判模型，首先建立该继电保护系统的评价目标和评价因素集，确定综合评判模型评判因素的集目标层、准则层、子准则层和指标层，如表３．４所示。本文将继电保护运行状态的评语集分、为四个等级，分别是健康状态注意状态、异常状态和严重状态，构建评判集Ｆ＝ｖｖｖｖ。：｛，规定健康状态表示继电保护设备各状态量都处于正常稳定状态且在，，ｉ，ｉ，｝规定的运行值或标准值范围内运行：注意状态表示继电保护设备某单项或多项运行状态量逐渐有逼近标准极限值的趋势，但未超出标准范围，仍可正常运行，此时需要加强巡检；异常状态表示保护设备单项或多项状态量变化幅度较大，且己达到标准极限值甚至超过，此时应监视并安排检修，严重状态表示单项或多项重要状态量超出标准极限范围严重，需要尽快安排设备维修。表３．４继电保护系统综合巧判模塑体找及评判因素Ｔａｂｌｅ３．４Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｃｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏ打ｓｙｓｔｅｍ￣￣目标层准则层子准则层指标层装置电源运行巧况输入／输出系统异常状况硬件状况通讯设备异常状况电磁干扰温度、相对湿度等微机装置本体运行监视效果家族性缺陷继电保护系统状程序异常软件状况态运行评估通讯节点异常反措未执行定制异常设计缺陷连接线路不通寄生回路二次回路回路缺失线路老化情况Ａｂ绝缘状况绝缘破损情况 第２８页上海应用技术学巧硕±学位论文■运行环境ＩＩ端子节点腐蚀线路腐蚀接触不良连接点松动ｍ接触电阻大通讯卡损坏情况保护通道通讯系绕故障情况通道巡检效果通讯系统主站、子站损坏情况信息系统故障录波异常信息上传效果Ｉ一（）微机保护装置本体的权重确定对微机装置本体评估的参数主要是硬件状况、软件状况、运行环境Ｈ大因素，这Ｈ－大因素又包含了很多小因素。经过征求变电站运行专家意见，综合评估，构建ＡＵ矩阵，３－由式；（句得＂、１２３乂＝１／２１２１Ｊ／３１／２－－利用该矩阵函数进行推导，由式（３１２ｈ３ｌＷ及相应的最大特征值：（巧得特征向量ｔ＝＝Ｗ０．８４６８０．４６６０．２５６５，３．００９２（，，）一３－－１７３１８：利用模糊判断致性原则，由式（和式得）（）＝＂－－义。＝３＝ａ（．００９２３０．００３顏）（）；＾古＝—＜Ｃｉ？？０．００５２０．１ＲＩ＝：Ａ０．７６００１２１０．１６５所Ｗ，权重分配比较合理，则权重分配为．）（，，Ｗ＝由灰色理论模型ＧＭ进行推导：，其原始序列为ｘ１１６０丄３０１１．５４，口，，Ｕ＂）１－ＡＧＯ累加序列＝．。：Ｘ化２．２〇４５２５］Ｕ，Ｇ）建立ＧＭ（１，１）模型，由ＧＭ（１，１）模型的最小二乘估计参数ａ和ｂ则： 上海应用技术学院硕±学位论文第巧页’）。）－１２１弘（批（）］－１．６０１１．１６０１＂、＂、「「］１）—）口批（瑚１＝＝－２＝及．８２７１ｒ１．３０１沪，；；＾．２２６１ｌ５４１［Ｊ［．＿，，（）（）－ｉ－；ｃ《ｌ＋；ｃｌ［（）Ｗ］＿２＿３－则由式１９：（）得Ａ－０Ｔ．１４５８ａ＾１ｒ＾ｒ＾Ａ＝ＢＢｙＢＹ＝＝｛＂１０．９１３５ｊ＼Ｐ）－ＧＭ２由式３２Ｕ顾测模型表达式为；（）（〇灰色（ＡＡ－，〇〇。＇＂＂（）（）＝ｌ－＝＿ｊｃＡ：＋１；ｃｅ＋７．２６５ｅ６．２６５（）（（）旱）＾ａａ一因此可得预测值为Ａ尸（０．５３２０．３３０化１５９。，，与主观预测值进行等权归化处理，）＝０巧４０．３２００．１５３。最终得权重为Ａ．，，（）３运行状态综合评判估计（）根据保护装置评价因素的隶属度函数（见附录），确定评判矩阵Ｐｉ；＇■０．２０．７０．３０＝／０．７０．６８０．１５０．１＾０．３０．５０．１０．１■—０．２０．７０．３０？＝＊００．５３４０．３２００．１５刮０．７０．６８０．１５．１巧巧［０．３０．５０．１０．１＿＝０３７６７０６６７９０２２３５００４７３．．．．［］可得该保护设备的评分集Ｃｌ为：＝？＝Ｃ巧１００９０７０５０９６［ｆ，由此可知该微机保护装置处于正常运行状恣。（二）二次回路评判权重的确定二、对次回路的参数主要是连接线路不通、绝缘状况接触不良Ｈ大因素，达Ｈ大因。经过征求变电站运行专家意见－Ｕ素又包含了很多小因素，综合评估，构建Ａ模糊判断３－４矩阵由式得：（）、１／２３及＝２１５２Ｊ／３１／５－３￣－１２３１利用该矩阵画数进行推导，由式（：）＜巧得特征向量Ｗ及相应的最大特征值 第３０页上海应用技术学院硕±学位论文＝０１＝３２．４５９６０．８７２０．１６４０，．０１（，，ｆ一３－－利用模糊判断致性原则，由式１６和式３１７得：（）（）＝－—。＝—＝义３．〇１２３０００６ａ祖：．（）（）巧一＾＾一１Ｊ１＝—ｉ？Ｃ？００！＜０１．．化＝：＾〇．３１２０．５８２０．１１２所Ｗ，权重分配比较合理，则权重分配为（，，）Ｗ＝由灰色理论模型ＧＭ进行推导，其原始序列为：ｊｃｉ．２ｉ〇ｉ〇３［ｉ．ｉｉ．５４〇，，，，］－＝１ＡＧＯ累加序列：１２．１１２３．３４５５。［，，，］Ｗ建立ＧＭ（１，１）模型，由ＧＭ（１，１）模型的最小二乘估计参数ａ和ｂ则：’（。（）—１＋义２１（）（｜［＞）］－１．５％１１．２１０１，１、ｍ「］「］＂，—口心側１及＝沪＝—２＝．２７８１ｙ１．１０３，；：－４．１５２１１４０Ｊ．５［＿＿［。阳－的１非］３－１９则由式（得：）＂Ａ－＿＿〇．１４８４ｉａ—ｆ＾，１Ｔ＾＝度＝三公度ｆ（）０－８８９４ＩＪ＾由式３－２２１１得灰色ＧＭ厕测模型表达式为：巧（）（，八Ａ。＿；＊。１４８＂（）－＋＝＝－戸炸１１ｅ＋６．９９３ｅ５．９９３）〇）（与幻幻＝０一因此可得预测值为Ａ２．拍５１．２７１０．３１２２。，，与主观预测值进行等权归化处理，（）最终得权为ＡＫ０．３１０，０．５拍，０．１２９）。３运行状态综合评判估计（）根据二次回路评价因素的隶属度画数（见附录），确定该评判矩阵Ｐ２为：＇＇８０１４０．０９．７０．２２６０．３１０戶＝０．３１００．６８５０．０３５０２０．３０．５０．１０．１’—０．０９８０．１４７０．２２６０．３１０方＝＾．＝０３００化？巧［．１．５０．１２ＯＪＩＯ０．６８５０．０３５０２：，约０．３０．５０．１０．１＝０．２４３３０．４９５０．１０２６０．１０９０［］由评分等级｛Ｖｌ，Ｖｌ，ｖ。，ｖ，｝对应的评分集为｛１００，９０，７５，５０｝，可得该保护设备的评分集〇：２ 上海应用技术学院硕±学位论文第３１页＝？５０＝８公００９０７０１．５１２＆２口ｆ由此可知二次回路系统运行状态为注意状态。（Ｈ）通讯系统评判权数值的确定对通巧系统参数主要受保护通道、信息系统因素，同时这两大因素也保含了很多小－因素Ｕ模糊判断３＞４。经过征求变电站运行专家意见，综合评估，构建Ａ矩阵，由式（）得：＂ｌ１／３ｆ）民＝３Ｕｉｊ３－￣３－１巧用该矩阵函数进行推导，由式（１２：）（巧得特征向量Ｗ及相应的最大特征值ｒ＝０７８００２５＝２１ｒ．３．９８，又．０９（，）匪一由式－－（３１７）和３１８）：利用模糊判断致性性原则，式（得Ｃ／＝－。＝＇２〇１９－２＝义００１９．．（賴）（）古＾—＜〇＝？０．０７６０．１Ｒ１＝重分配为：Ａ０．２９５０．６８１。所Ｗ权重分配比较合理，则权（，）Ｗ＝由灰色理论模型ＧＭ进行推导：ｘ１．１５１．５８，其原始序列为ｌ６，［，，Ｕ＂）１－ＡＧＯ累加＝１２．３。序列：Ｘ１１３．５２［，，引（１）建立巧１，１）模型，由ＧＭ（Ｕ）模型的最小二乘估计参数ａ和ｂ则；＞。—ｉ＋了倘１护仍］＇ｉ＂）（）－－６５５６ｘ２＋ｘ朔１１．５１．１（）Ｊ￣￣＝５＝非＾「－．．２．．８２７１１５８１？？？—■——。，）（）－丄。－４＋＜蝴１（）１＞２——３－９则由式１：（）得＿〇蓮．剛化＝ｆ１円０－６２９ＩＪ口Ｉ＼）３－２２口由式（灰色ＧＭ１１型表达式为；））（，颁测模ＡＡ〇－；＊化卿（）＝－＝－；（：托＋０ｇ＋２．８６８严１诚８〇０）晏）要幻ａ＝一０。因此可得预测值为Ａ３（．２５６，化３０１与主观预测值进行等权归化处理，最终得）＝权为Ａ０．３５９，０．６８１）。（３运行状态综合评判估计（） 第３２页上海应用技术学巧硕±学位论文（同理，根据通讯系统评价因素的隶属度函数见附录）｜确定评判矩阵Ｐ：３－０．５６０．４１０．１〇［＾３〇．２５０．４０．２０．１＿＿｜■＂０．５６０．４１０．１〇ｆ１「马？巧＝０．３５９０．６８？３３［１４Ｊ０．２５０．４０．２０．１［＿＝０．３７１３０．４１９６０．１７２０．０６８［］可得该保护设备的评分集Ｃ３为；〇＝５？１００９０７０５０＝９０．２５３３［ｆ由此可知通讯系统处于正常运行状态。（四）综合评估继电保护系统的运行状态受微机保护装置、二次回路及通讯回路等各因素的影响，－Ｕ模糊判断矩阵得对其综合建模：，构建Ａ—１／３２ｒ民＝１１／２１１／２２１－＿－－利用该矩阵函数进行推导，由式３１２３１大特征值：（Ｈ巧得特征向量及相应的最ｒ＝＝０．５９９０．４８％０．６３３，＞１３．０１９８Ｗ，，，（）。＂一３－－１３１８：利用模糊判断致性巧原则，由式７和式（得得到（））Ｃ／＝－＝—＝从。０１９８３０．００９９。。）片占古）ＣＩ—＝？＜００．０１７．１Ｒ１＾＝０．４６０．２１４０．４５所，，；。［＾权重分配比较合理则权重分配为（是，巧ｗ由灰色理论模型ＧＭ进行推导：＝，其原始序列为＾ｌ１．１６５１．２９７１．５３９，［，，，］ｉ（）１－ＡＧＯ＝累加序列：ｘ１２．。．６７１３０２９５［，，，］Ｗ建立ＧＭ（１，１）模型，由ＧＭ（１，１）模型的最小二乘估汁参数ａ和ｂ则：’’－一倘１弘仙：！—１？扣６１１？化５１。、ｍ）。－２＋ｘ１（）側公＝＝—２六．８５１１．．２９，７－；：４０．１５ｉ１．５３９［ｊ１＿，ｉ（）（）－ｘ。－ｌ＋ｘ１非（）的］３－则由式（１９得：） 上海应用技术学院硕±学位论文第巧页Ａ－０．１７２５ａ－１ｆ＾［＾＝护公丑叩＝＝（）０．８３巧ＪＩ＾Ｖｙ－ＧＭ１由式３１巧（巧灰色（，颁测模型表达式为八Ａ〇州；＊〇＇酸（）－Ａ＝－＝＋１８３ｅｘｌ＋５．４．８３（）〇（）辜Ｋ旱幻幻＝一因此可得预测值为Ａ＆（０．３９６，０．２９１，０．３１９）。与主观预测值进行等权归化处理，Ａ＝０．４３２０．２５７，０．３９５。最终得权重为，（）由此可知，微机保护装置、二次回路Ｗ及通讯系统在继电保护系统运行状态中的权重分别为０．４３２、化２５７、化巧５。则由Ｈ者的历史运行状态评分可得，继电保护系统整体评价分值为：Ｃ＝＝４６ＣＸ０．４３２＋ＣＸ０．２５７＋ＣＸ０．巧５９．１ｊｌｌ因此该套继电保护系统整体出于正常运巧状态。综上所述，由计算可知当前该保护系统运行状态处于正常运行状态，且微机保护装置处于正常运行状态，二次回路系统运行状态为注意状态，通讯系统处于正常运斤状态。０￣－该结果同２１２２０１３年间的运行情况基本符合，证明了该模糊灰色理论综合评判方法是有效可行的。３．６本章小结本章详钢介绍了模糊理论综合评判模型和灰色理论预测模型，对现有保护系统状态一评价方法进行了研究，分析它们各自优点和缺陷，提出了基于模糊灰色理论状态评价方法，并应用于继电保护系统的状态评判。１对现有的继电保护评价方法进行了研巧，分析了当今继电保护状态评价方法的（）优点和缺陷。２详细介绍了模糊理论和灰色理论。研究了模糊理论的分析要素、状态评价建模（）方法，然后对灰色〇的（１１理论１＾＞１及基于０的（１１＾＾及评价因素权重的确定理论预测参，），）数的数学模型进行研究。（３为降低保护系统状态评价过程中人为因素的影响，提高客观性，将模糊理论的）一状态评价建模方法与灰色理论预测数学模型相结合，提出了基于模糊灰色理论的继电保护状态综合评价方法。４一使用新构建的模糊灰色理论方法对继电保护系统进行了实例分析与计算，计（）算最终得到的结果与该套保护系统运行状态情况基本相吻合，证明了该方法在继电保护系统状态评价中是可行的。 第：３４页上海应用技术学院硕±学位论文第４章基于状态评估的继电保护最优检修周期状态最优检修周期是指设备最佳实施检修的时间。通常设备的运行状态不同，则设备的检修周期也会发生相应的变化。当设备运行状态处于严重状态时将导致设各故障乃至停机，需要立即实施安排计划。当设备运行状态处于警告或注意状态时，虽工作能力降低，但在完成必要功能和不受损前提下仍能继续维持运行，直到进入最佳维修时期为ｔｗ一止。因此，本章将重点研巧设备从性能开始下降到状态检修真正实施这阶段的最佳检修时间的确定。目前最佳检修机制的研究方面一，多集中在对次设备的状态检修周期的优化。主要：１、根据可靠性确定最佳检修周期２、考虑下几个方面；根据总费用最小原则确定最ｓ一ｆｗ佳检修周期；３、根据故障风险最小原则确定最佳检修周期。对于这些研究在次设备的状态检修周期确定的研究中得到了很好的效果。同时，也有部分学者将上述方法应用到继电保护系统的状态检修最优检修周期的研巧中。但是，继电保护系统是可修复系一ｓｕｔ统，其状态检修时间不是个固定的周期，和当前设备运行的状态有关。因此，结合继电保护系统状态评价结果和状态检修空间模型对状态检修最优周期的研充还是首次，本章将结合保护设备运行状态评判结果和状况空间模型对继电保护最佳检修时间进行研究。４．１状态最优检修决策机制的分析１基于全周期寿命成本的检修决策（）全寿命周期成本ＬｉｆｅＣｃｌｅＣｏｓｔ，ＬＣＣ也称为寿命周期费用（ｙ），其管理理念是谋求最５２［１，最早由美国国防部于２０世纪６０年代提出的并率先使用低成本和最大利润。ＬＣＣ理念帮助决策人员去综合考虑设备的检修费用，最终确定最佳的检修周期时机。其目标是降低运行设各的维护费用，延长运行设备设备的寿命、，确保运行设备的可靠性安全性。ＬＣＣ理念在设备运行寿命周期管理中有着一因此，定的优越性，相比于传统的管理理念，扩宽了视野，遵循了可持续发展观的价值观。然而，状态检修只是设备运行周期＂预测的一部分，它强调的是产品成本是研发设计的结果重点在研发的设计阶段，所＾仅仅１＾＾ＬＣＣ理念指导状态检修工作是不够的。（２）基于可靠性为中也的状态检修决策ｗ电力系统可靠性主要研究系统的充裕度和安全性两个部分ｔｉ。伴随着研究技术的深入，国内外研究学者己将电力系统可靠性延生到设备运行状态评估、系统建模及工程应等方面一，为电力系统的状态检修提供了定的理论基础。在系统建模方面，为克服如何正确的反应系统中各运行模式Ｗ及内在的关系，准确的描述系统实际运行情况已做，ｓｔｙ、了大量的理论研究。然而，基于可靠性为中屯的状态检修研究主要策在数据，而忽视 上海应用技术学院硕±学位论文第３５页一，数据分析，因此在缺少数据或数据统计不足的状况下对状态检修决策的制定具有定的风险误差。３基于风险评估的状态检修决策（）基于风险理论的风险状态检修一（也称为基于ＲＭＢ的状态检修）是种基于风险的５１３系统化检修管理方法。风险理论在电力系统状态检修理论的具备Ｈ个明显的特点：一１，旦发生后果将为严重的事件在状态检修中，对于突发概率较低险理论），风的评判指标就显得极为突出，更加符合检修工作的实际需求，和其它的可靠性状态检修可靠性指标相比，更加适用，其精度也相对较高。２风险理论可Ｗ更好的将基于全寿命周期的评判和基于系统损失成本的可靠性评）判结合起来，相对的提高了评判的精确度。一３）风险评估对事件发展中的不确定性利益和成本具有定的平衡作用，是决策制一部分度过程中不可或缺的。。，决策者在制定风险决策方案时但是在风险理论决策制定中，不仅要考虑到被决策事件降低风险的程度，同时也要考虑到降低这些风险而增加的经济成本。当前关于基于风险理论的状态检修决策评估研究，在对事件做出决策时，并没有综合考虑当降低的风险不可行或投入的成本和减小的风险因素不匹配这两方面的风险一，而是只考虑其中的一方面。因此在状态检修决策制定时并不是十分的合理，具有定的片面性和局限性。４．２保护系统最迟检修周期的推算４．．２１保护设备等效役齡的推算保护设备最迟检修周期的期限与设备的运行役龄有着密切的关系，而运行役龄又分为实际役龄和等效役齢两类。由文献［４３的研究可知，实际役龄是指运行设备在要求完］。成功能前提下，能正常运行的全部时间等效役龄则是指Ｗ当前运斤设备寿命分布Ｗ及运行性能为依据等到运行设备的年数长期的研究表明，实际巧龄仅与设备的运行时＾间有关。，而等效役龄则与设备的运行状态心及自身的工作性能有关因此基于等效役龄来推算最迟检修周期将更加精确。保护设备的等效役龄与保护设备的故障状态及自身一性能有密切的关系，因此，求取等效役齡的第步应求出当前设备实时故障率。１基于状态评分的实时故障率推算（）因为设备的必然性故障的发生，则使得设备的故障率与设备的运行状态存在必然的联系，由故障率分布特点，建立基于保护设各运行状态的实时故障率巧日下：－ｃＤ＝－Ｋｅ４Ｐ１）（其中Ｃ表示曲率的系数；Ｋ表示比例系数；Ｄ表示保护设备运行状态评分值，状态评分值是由上节继电保护状态综合评估所得，其中系数Ｋ和Ｃ是两个待定的模型参数。分析该式可知，保护设备的实时故障率随着保护设备运行状态评分值Ｄ的下降而逐渐上一升，其，则。当设备处于某状态时概率为恒定值说明此时的设备失效形式为指数分布。（－４１）中参，因为继电保护设备的环境对式数Ｋ和Ｃ推算、型号、生产工艺等不 第％页上海应用技术学巧硕±学位论文同，则保护设各的故障率参数Ｋ和Ｃ也就相应的不同。利用倒序推演法可队育效的计算出公式中参数值。设某地区保护设备总台数为Ｎ台，Ｎｄ表示第Ｄ状态评分时保护设备的数量－，设该地区发生故障的保护设备为Ｑ，则有式（４１）可知：１００１００－〔。＝＾＝献６４－２０。。。（）１＞：￡Ｄ＝。＼０１一￣对于１１００百分制的状态评分逐计算过于繁琐，而且没有必要，将其分成１０个一＝等级，即每十分为个等级，每ｉ（ｉ〇，１〇．．．，１〇〇对应的保护设备数量为：Ｎ。取每段，）ｉ的评分分值上下限的均值表示该分段的平均状态评分，则将上式简化为，满足；００］０１＝＝４－３２（）Ｄ＝＝＼／ｌ由次可Ｗ得到一个关于参数Ｋ和Ｃ的方程式。其中Ｎ表示第ｉ级状态评分段时保ｉ护设备的数量ｉ，Ｄ表示第级状态评分段时上下限的评价状态评分。由公式可知，知道ｉ两年及Ｗ上的状态评级数据，通过最小二乘法就可Ｗ求得到参数Ｋ和Ｃ的值。２基于实时故障率的等效役齡（）根据上述实时随机故障率的计算方法，将求得是故障率带入保护系统故障率分布函；数中，则求得当前设备处于评判分数状态下运行状态的等效役龄函４－４户呼（）４．２．２基于等效役龄的最迟检修周期推算在继电保护系统中，人们通常要求保护系统能够正常的执行保护工作，同时也系统＾能够了解保护系统中各设备或部件的寿命周期，１＾＾方便能及时排除安全隐患等，产生平’５８５９ｆｌ均寿命和期望平均剰余寿命。由第二章故障分布模型的推导可知，继电保护系统在整个生命周期中其故障率同样＂＂一服从浴盆曲线。同时，继电保护系统不同于次设备，它具有可修复特化因此，一：平均寿命是指寿命为保护设备的数学期望我们定义，是批标准设备从投入工作到寿；命终结的工作时长，其表法式为００ｒ＝油（４－５）巧）矿（０Ｊ０对于保护设备不可修复，成其平均寿命为平均寿终时间，记为ＭＴＴＦＭｅａｎＴｉｍｅ化（Ｆａｌｕｉｒｅ；）当保护设备从它运行的时刻一一ｆ那时刻起到它运行发生故障失效为止，称这段时。间为保护设备的期望平均剰余寿命。根据定义，其保护系统正常工作情况下期望的剩余时间数学表达式为： 上海应用技术学虎硕±学位论文第３７页雌）油。１－ＥＴ＝ｔｔｄｔ－６｛｛）ｉ，）ｆｉｔ［）（４）；］；Ｗ）ｒｏ〇ｔ其中，民如，在ｏ时刻所确定的可靠度函数，其）是设备根据当前的运行状态和性能＝表达式：因为，ｔｏ时刻是保护系统的处于正常工作下的时间，因此，此处的ｔｏ就是保护设备的等效役龄。又由２．２节的分析推导可知，继电保护系统的故障率分布服从威布尔分布，ｉ所ｌｉｌ可得保护系统的剩余运行寿命即最迟检修时间期限为ＣＯ００＊増放ｅｘｆ／Ａ流ＪＩｐＨ））＝三—ＥＴ４－７（Ｕ〇）（），嘶放ｆ／义凶，）ＰＨ巧＂））４．２．３案例分析仍．３ＯＫＶ！＾＾节上海某地区ｌｌ智能变电站变压器的保护设备为基础。统计近两年该地区继电保护设备历史数据，并依据保留的历史数据和检修记录等给出不同状态评分下故障设备的数量。整理如表４．１所示：表４．１继电保护设备状态评分Ｆｉｇ．４．１Ｔｈｅｓｔａｔｕｓｓｃｏｒｉｎｇｏｆｒｅｌａｙｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅｕｉｍｅｎｔｐｑｐ继电保护设备（台）评分等级一一．＇２０１２２０１３年年￣００１（０１０分）￣２（１１２０分）１１３２￣（１３０分）０１４－（３１４０分）１０５￣（４１５０分）１１６－（５１６０分）２２￣７（６１７０分）１２￣抓分８（７１）５５￣７（８１９０分）９８￣７（９１１００分）１５１４处于故障的设备６７保护设备总数３４３４４－３由上述列表中数据：，带入式，即得（）－ＣＵ－ｃＭ＿ｃ＂＿。＿ｃ６６＿ｃ＂—ＣＭ－ＣＭ５６＝ｅ６ｅ岭＋ｇ＋＋２＋ｅ＋５ｅ＋９＋Ｉ５ｅ）Ｊ－ｃ—－—－－－’５ＣＫｃａｃ泌ｃ＂ＣＭｃ９５７＝＋ｅ＋＋２ｅ＋２ｅ＋５ｅ＋８ｅ＋１４ｅ略）［＝＝两式联立求解得ｉＫ１．０２％Ｃ００３８７。，．进而得到基于状态评价下的故障率关系式： 第％页上海应用技术学巧硕±学位论文＝１５片．０２当状态评分Ｄ＞８０时，保护设备基本处于正常运行状态，保护设备的失效形式为偶＝然失效，９０，此时保护设备处于故障分布的偶然失效阶段选择Ｄ分，此时，保护设备＜故障率应为该阶段的平均故障率。当Ｄ５０，保护设备处于严重送行状态，保护设备的＝失效形式为正常失效，此时保护设备处于故障分布的磨损失效阶段，选择Ｄ２５分，此时保护设备的故障率为该阶段的平均故障＝＝。取Ｄｉ９０，和Ｄ２５，贝！：２１捕，巧＝＝１０２５６６〇〇２７６知．１￣°側７。＝，＝知１．０２５６６０．３４１５２根据表２．２和表２．３中可知，保护设备处于偶然失效阶段和严重磨损阶段时，平均０一故障率分别是．０２５９６和化３２０７，显然上述计算的结果与统计的结果基本致。证明了－－式（４１和式４３）公式的有效性，同时也证明了所构建的状态评价模型的有效性和可行）（性。＝＝选取保护设备运行状态综合评判的分值Ｄｉ９０和〇２２５对应的两套继电保护设各。现要求求出两套保护设备的最迟维修期限。首先要计算出保护设备在当前运行Ｄｉ和〇２状态下各保护设备实时故障率，由上述计算可知：＝化０２７６＝ＡＩ。９。，＝〇．３４１５口＝２Ｉａ２５将计算的实时故障率结果反馈到图２．２的威布尔拟合曲线中，查得当前设备在其个＝＝ｔ８Ｊ６ｔ２１２．％。状态评价状态下的等效役龄是分别是，ｉ年和年－７）备的最迟维修时间期限分别是则由式（４；，两套保护设宙００＂ｗＲｔｄｔ－｛ｅｘｆ．）ｐ／２８２９６１成Ｉ（（））Ｉ怎、＝＾＝４．５２年片＂）品＂ｗ广Ｒｅ－８５６２８２％ｔｘｐ（．／．ｌ（Ｕ）（））巧巧〇０＂巧Ｒｔｄｔ－＾２８６（）ｅｘ．２９１波ｐ（（））ＩＩ这Ｌ－＾＝Ｅ＝＝０．７５８｛＂）品＂ｗ广年—Ｒｔｅｘｐ１２．９８／２９．２％ｌ（巧Ｕ）（（））＝由计算结果可知，当保护设备的状态评价分值为Ｄ９０时电保护设备的最迟维，继ｉ修期限．５２，也可成为最大维修期限是４年，则表明该保护设备在当前状态下运行时良一，可Ｗ适当的推迟检修时间，好的，在考虑装置预防性检修时。对于另套保护设备在＝其状态评价分值为〇２２５时，计算的最迟检修周期为０．７５８年。显然设备运行处于严重太，其最大检修时间应提前，则该保护设备应及时停运安排检修由上述案例分析可知，基于狀态评分下的等效役龄所求得的最迟保护设备检修周期。的推导公式，可对保护设备运行的最迟检修时间进行有效的故算该方法在对保护设备进行编排检修决策时间表时，可Ｗ提供良好的预测模型。但是，最迟维修极限算法模型 上海应用技术学院硕±学位论文第３９页一个期望值仅仅得出的是保护系统最大维修期限的，不能具体的表示对继电保护设备进５４Ｌ义及寿命的预期行检修方位最佳时期；另外，文献［］指出继电保护系统的运行可靠性，一不仅与本身系统性能有关，也与。因此次设备的运行状态有着密切的关系，在对保护一系统进行编甜检修决策时，不仅要将保护系统自身的运行状态考虑进去，还应将次设备的运行状态纳入保护系统检修决策中，这样才能是评判的维修决策计划达到最佳。一一４．３基于、二次协同检修的单保护系统最佳检修决策在检修导则中＂，送变电设备停电检修同步原则要求相同间隔保护设备的基准周期一＂需保持一致二二。要求对；次设备的检修周期应与次设备的检修周期保持同步次设一备进行预防性检修决策时应将次设备的运行状态考虑进去。也就是说，在进行检修决策制定时，既要减少检修时的停电时间、经济损失、检修次数及检修成本，也要确保一保护设备能正确可靠的工作，。正常情况下如果保护设备发生误动，则次设备被迫停止运行一，更有可能发生恶劣现象的连锁反应直至系统崩溃如拒动，则将饮进；而假步一扩大次运行设备的损坏程度，危及整个系统的稳定运行。因此在对继电保护系统进斤一检修决策制定时，需将保护系统和被保护系统作为个整体来考虑．１。由４节可知，当一等级时。保护设备运行状态处于某，这时其故障率为恒定值因为恒定失效率是马尔可ｓｓｔｉ夫状态空间分析法在工程系统应用领域可靠性分析的前提和条件。文献阀和５４－６构建基于马尔可夫继电保护状态空间模型时［Ｕ在，从不同角度分析了保护装置配置方案、定期检修周期、自检效率和预防性间隔时间对保护可靠性的研究。但均独立于一次设备和继电保护系统的状态检修对故障率的影响，未能将运行状态的评一价结果和次设备的运行状态考虑进去。因此本节将在前文关于状态评估和最大检修期一限分析的基础上，从检修决策方向出发建立基于马尔可夫的单保护系统空间状态模一型，分析次设备和保护系统不同运巧状态组合下的最佳检修周期期限。４．３．１马尔可夫状态空间分析法概述建立基于马尔可夫的状态空间模型首要问题构建马尔可夫过程。马尔可夫过程首次被前苏联著名数学家Ａ．Ｍａｒｋｏｖ于１９０６年提出的。从发展到现在，其理论研究己十分ｅｗｓｔｉ完善、内容丰富，对具有无后效性数据序列的问题具有很高的预测进度。其特点具有在预测未来情况时，只受当前因素的影响，与过去的影响因素关联不大或则没有，具有相当高的预测精度，因此，该方法也成了众多预测问题的首选方法。一４．３．２基于马尔可夫的单保护系统可靠性空间模型在对单一保护构建状态空间模型可靠性分析时，首先做如下假设：１）设备出现故障进行检修时必须在停运时进行；一２）对于保护设备如果进行故障自检或进行预防性检修时，次设备无需停电，可正常运行；一３忽略两系统因为共同原因而停止运行的案例，，并且同种设备不能同时存在两）种或两种上的故障类型； 第４０页上海应用技术学巧硕±学位论文￣￣４检修能够发现所有故障且不引入新故障，检修后保护处于良好状态；）５对于各状态间的转移概率，认为均服从指数分布。）一４则单保护系统状态空间模型结构如图．１所示：ｅｆｅ４一图．１单保护系统状态空间结构图巧ｇ．４．１Ｔｈｅｓｐａｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｓｉｎｇｌｅｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｓｔａｔｕｓｐｙ一（）图中状态注释符号表示一ＳＥ代表次设备，ＰＥ代表继电保护设备；Ｘ代表由于后备保护动作而额外切除的设备；一＂一．ＮＯＭ表示次设备或继电保护系统运行状态处于正常状态；Ｎ０Ｍ，如＾Ｅ表示＂’’次设备运行状态处于正常状态，ＰＥ；Ｎ０Ｍ表示继电保护系统运行处于正常状态，Ｗ下描述类似于此描述；ＦＡ—：次设备或继电保护系统运行状态处于故障状态；ＲＰＷ：保护设备未被自检装置检测到发生误动和隐藏性误动状态；ＷＸ；故障设备处于维修或待维修状态；ＲＪ：保护设备未自检装置发生拒动和隐藏性拒动状态；ＭＴ：基于继状态评估的预防性检修； 上海应用技术学院硕±学位论文第４１页—１ＳＴ：次设各发生故障时被保护切除并使其处于隔离保护状态；ＯＶＥ：保护设备处于定期检修或其它检修状态。（二）图中空间转态结构图中各状态模块含义：状态一１表示继电保护系统和次设备运行状况均处于正常状态；一状态２表示次设备处于正常状态，保护设备由于未自检或自检异常产生误动；一状态３表示次设备处于正常状态，保护设备由于自捡或检测异常产生拒动；状态一一４表示次设备运行处于故障状态，应加入次设备检修计划；状态５表示继电保护系统处于故障状志；６一状态表示次设备和继电保护系统同时处于故障状态，此时要求应立即停电进行维修；状态７表示继电保护系统处于定期检修维护状态；一一状态８表示次设备发生故障，继电保护系统迅速切除，是次设备处于隔离状态；一状态９表示被检测到故障的次设各和继电保护系统处于维修状态；状态一１０表示由后备保护动作将故障的次设备切除；状态１１表示，，继电保护系统发生故障后处于故障维修状态。（Ｈ）图中使用的各状态转移过程及转移概率（１状态１故障转移）正常工作的继电保护系统ＰＥ在不能在自检和检测下的误动故障率，进入状态２，＝－一１乂正常工作的ＰＥ不能在自检和检测情况下其误动概率为Ｆ；，次设备产ｉ２且巧（）巧生故障而发生拒动，则转入状态３，其拒动概率为巧正常工作的继电保护…系统ＰＥ运行发生故障，次设备运行正常，则状态！转入状态５，其状态转移故障率为Ｆｐ，（／）１Ｅ，１次年；状态中继电保护系统Ｐ通过自检后仍出现故障则状态１转入状态１，二ＷｘＦ／其通过自检的次数及转移概率为Ｆｔｉ且（次年），保护设备检修完成，保证；ｐ保护设各正常运行，则状态Ｕ转入状态１，此时的保护装置故障修复率为；Ｕ（次／年）；ｐ正常工作的继电保护系统ＰＥ进行定期检修，此时由状态１转入状态７，其转移概率为＝／，且又次年），Ｑ为保护设备定期检修周期单位为年。（巧状态２故障转移一。发生继电保护系统误动后，未能及时补救，次设备被视为故障状态此时，状态２进入状态６，，两套保护系统均处于检修状态发生两系统同时故障的概率即有状态２转为状态６的概率为Ｆｅｅ（次／年），，；当保护设备经自身修复或由异常回复正常其概率低一一忽略不计，若次设备发生故障同时发生故障２，则状态转入状态４，次设备发生故／）Ｆ，障的概率为Ｆ。（次年，即此时故障转移概率为ｃ保护设备不能自检由异常状态转；５为严重状态，则由状态２转入状态，其不能自检而发生严重故障的概率，即转移概率为Ｆ（次俾）；状态２中的保护设备正常的制定检修安排，则状态２进入状态７，保护ｐ２ 第４２巧上海应用技术学隐硕±学位论文设备进入检修状态，此时，其有运行状态到检修状态的转移概率为：Ａ且，；Ｌ＝；Ｌ＋。，，，、；Ｉ其中，Ｃ为状态评价率，为继电保护系统由运斤状态到状态检修的转移概率且。＝ｃ＼ｌＴ。（３）状态３故障转移一，，状态３中，次设备发生故障而保护设备拒动保护未能自捡或检修，隐藏性故３一，降发生，则由状态转入状态６其状态转移概率为Ｆｅｅ；当次设备发生故障时，系统进入故障／失效模式状态，此时的状态３进入状态４，其状态转移概率用Ｆｅ表示。（４状态４故障转移）当继电保护正常运行一，次设备发生故障处于处于隔离状态，状态４转入状态８。由继电保护正常执行主保护跳间情况下故障切除时间的倒数，即本次状态转移概率为Ｓ／）。ｎ（次年（５状态５故障转移）５一状态时，次设备处于正常状态，而保护设备处于故障状态，保护设备正常进入故障后维修状态。此时，状态５转入状态１１，其有运行状态到检修状态的转移概率为Ａ，设备进入待维修。巧）状态６故障转移处于故障的一次设备和继电保护系统，经过及时处理恢复正常运行，此时，状态６转入状态—１，其状态转移修复率为Ｆｅｅ；次设备和保护设备进入状态检修，此时进入状态９一。因故障不被检修的概率几乎很小，所Ｗ此处转移概率忽略。次设备故障状态下，一有后备保护执行动作切除次设备，使其处于隔离状态，则状态６转入状态１０，此时，力为后备保护动作情况下故障转移概率为Ｓｂ（次／年）。（７）状态７故障转移一７被保护的次设备发生故障，则状态转入状态６，此时状态转移故障率为Ｆｃ。态８促）巧故障转移一当一８次设备处于隔离状态的状态，保护设备和次设备均处于待检修状态，此时状态８进入状态９，状态转移概率为Ｆ；继电保护系统进过维修回复到正常状态，则转ｐ９８一态转移到状态，其保巧设备修复率即状态转移修复率为处于隔离状态的次设一备，，此８，经维修后投入正常运行时状态转入状态１。则次设备的故障修改率，即状态转移修复率为９状态９故障转移（）一在次状态时，被隔离的次设备和处于故障的继电保护系统，通过维修使其均回＞复正常运行，则此时状态转移修复率为Ｍ。ｓ（１０）状态１０故障转移一次设备巧除由后备保护经过手动操作重合间将，使其处于隔离状态等待检修，则此时状态１０转入状态９，其状态转移故障率为Ｓ。。 上海应用技术学虎硕±学位论文第４３页１１状态１１故障转移（）一一正常运行的，则此时状态１１转入状态６次设备发生故障，次设备的故障率为Ｆ此，其状态转移故障率为Ｆｓ。ｓ，因一保护设备状态空间图由构建的单，建立状态转移矩阵Ａ：—Ｆ＾＾０００Ｘｉ－ｃｃＫ＾ｊｊ２＾３Ｐ＼ｎｓ０－０ｆＡ００００＆ａ００－句＆Ｆ０００００ｐ３吃００００００＆０００００００－ＸＦ００００义５，００００—ＡＡ＝ＦＴ０００Ｆ４却＂ｇｐ（ｉ－ｘ？００００００００，巧，Ａ００００００－ＸＦ００ｇｐ片００００００－Ｘ０ｃＵｐ，００００００００Ｓ－Ｘ０ｍ。】ＯＯＯＯｆＯＯＯ０－Ｘｉ／＇ｐｊ，－其中：Ｘ＝＋＋＋巧＋义＋ｃ，！巧２巧３巧巧－Ｘ＝Ｆ＋＋Ｆ＋Ｆ＋Ｕ２２３Ｃ２？ｐ－ｘ＝Ｆ＋Ｆ＋Ｆ！：ｐ３化＿义＝Ｓ４＂＝＋巧ｕ－Ｘ＝＋Ｓ６＆ｅ＊－Ｘ＝ｉ？＋Ｆ７Ｓｊ—ｘ＝Ｆ＋Ｘ＊ｐｉｃ￣Ｘ＝Ｈ＋ｌｇｆ，ｐ－Ｘ＝ｓｉｏ？－Ｘ＝ｉ＋Ｆ／ｉｉｐｐ设各个状态的驻留概率向量矩阵为Ｐ；＇＝４－９ｐ，，，，，，，，：趴，［ＰｉＰ２ＰｓＰ＊ＰｓＰｉＰｉＰｓＩｈ。Ｐｉｌ（）ｉ有状态空间法可知：＇ＰＡ＝Ｐ＇＝１、－４－８４－９４将式（和式（带入到式（１０，即可得到各驻留概率函数关系。）））置不可用度为单一，根据该状态空间模型，定义该保护装保护系统可靠性指标该指一标表示，保护设备不能正常工作的所有倩况次设备正常工作和不能工作下，根据对单…１；保护状态空间的图４．分析，可知该保护系统不可用度为ＵＮ＝４－１１＋Ｐ＋Ｐ＋＋Ｐ＋Ｐ（ＰｉｉｓＰ６９ｗ） 第４４页上海应用技术学院硕±学位论文＾Ａ根据定义，可知保护系统的可用度设为，即正常情况下，保护设备可正常实现功４能的概率。有状态图．１可知：＾＝－＋＋４１马巧巧（巧一在继电保护系统中，隐藏性故障对整个保护系统来说，具有定的研巧意义，由于一定隐患生产工艺缺陷，家族型缺陷等必然是设备存在。为了分析隐藏故障安全隐患对保护设备的影响，定义保护系统的隐藏性故障状态概率为保护设备发生的拒动或误动的Ｐｗ空间图４．１：概率，用；表示，由状态可知＋４－１３（６）４．３．３计状态评价及自检对检修周期的影响由上述的单套保护系统的空间状态可靠性模型，继电保护系统的检修周期与设备自一检率一、保护设备运行状态的健康状况Ｗ及次设备运行的健康状况的之间具有定联系一一。利用上述构建的单保护状态空问可靠模型，单保护系统的不可用度ＵＮ和隐藏故障率为优化目标，分析研究在保护系统自检率ＳＴ不同、保护状态评判分值Ｄ不同ｐ一Ｗ及次设备状态评判分值Ｅ的不同下，对单套保护系统运行和预防性检修期限的影响。ＰＵ．２对上述状态空间模型中：，可靠性模型参数如表４所示表４．２可靠性参１８［模型Ｔａｂｌｅ４．２Ｔｈｅ巧ｌｉａｂｉｌｉｔａｒａｍｅｔｅｒｍｏｄｅｌｙｐ５ｉＳ次件Ｓ次／年Ｓ。次俾Ｋｐ次ｌｂ？／年Ｆａ次／ｌ〇ｈＦｓ次件Ｑ年ｅ次件２．１．．．化０００５４３０００５１００２５１０．２（１）继电保护系统自身的自检率在现代电力系统中，拥有大量微电子元器件レ：ｉ？及大规模的集成电路是继电保护系统一的另一个重要特征，所与电力系统，状态监测势１＾次系统相比较必困难。而配置的微一定的自检和自诊断功能机保护装置系统虽具有，但是继电保护系统确极难准确的监测出元件劣化或回路连接接触不良等故障。同时随着状态监测技术的发展和评判技术的提，能够准确的做出继电保护系统的检修决策需要更多的信息。因此高，引入保护自检率ＳＴ，来研究对保护状态检修决策的影响。在状态检修环境下，由于保护系统的自检和自诊断功能的自身局限性并不能完全１００％的保证做出对保护系统的有效监控。因此预防性检修其目的是为了有效的弥补这一不足，最大程度的保证继电保护系统能安全可靠的运行。为分析保护设备的自检率与一，检修周期的关系，设定保护设备和次设备当前的运行状态良好，均处于良好运行状态且Ｄ＝Ｄ尸＝＝＝９５。Ｓ１Ｍ），ＳＴ３０％，ＳＴ７０％ＳＴ９０％分分别取保护设备的自检率，时，由ｐＭａ一ｔｌ化仿真可得单保护系统在不同自检系数下检修周期与保护不可用度么间的关系，如图４．３所示。 上海应用技术学院硕±学位论文第４５页１ＩＩｉＩＩＩＩＩ－。＇９ＳＴ＝０＾（ＳＴ＝３０％０８－１－尸－ｉ０．６＼＇＼＼一＾一＼一－一一－。－４、｜＼一二。３‘－、．１．．．．＿…．…、０立＿、－、？、、？一＇０－－．１？ＩＪ巧１ＩＩＩＩＬ００．５ｔ１－５２２．５３３．５４检修靖期＊（小时）ｘＩＯ，＿４一图‘２单保护系统检修周期与自拴率的变化关系２Ｔｈｅ－Ｆｉｇ．４．ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｃｃｌｅａｎｄｓｅｌｆｃｈｅｃｋｉｎｒａｔｅｙｇｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｐｙ由图４．２可知，保护系统不可用度随着检修周期的増加而不断的减少，当到达最低点时，此时保护系统不可用度最小，随后又逐渐上升，该是因为保护逐渐开始老化，保护系统的不可用度逐年升高一一。同时，在次设各和保护系统的运行状态定时，最佳检＝修周期也随着保护系统的自检ＳＴ的增加増大。从图中可！Ｍ看出当ＳＴ０％时，曲线的最化点较其它曲线出现的早，即表示对于保护装置没有自检系统或系统自检率较低的保护设备，其预防检修最佳间隔时间较早。相反，随着自检率的増大，其保护设备的检修周期也在逐渐加长。由上述分析可知，通过自检可Ｗ有效的提高继电保护装置的可靠性。在今后的保护系统研巧和维护中，应提高微机保护状态系统自检和自诊断能力，提高其自检率，可Ｗ有效的増大保护设备检修周期，进而减小维护成本。巧继电保护运斤状态的影响一Ｄ＝＝设定次设备的运行状态为良好运行ｓ９２，保护设备的自检率ＳＴ５０％，分别研＝＝＝＝究保护设备的状态评分在Ｄ２５、Ｄ５０、Ｄ７５Ｗ及Ｄ％下，保护设备检修周期与ｐｐｐｐＭｌ３保护设备不可用的关系，由ａｔａｂ仿真结果如图４．所示 第４６页上海应用技术学院硕±学位论文＇■■．Ｉ０．３Ｉ１，ＩｒＩ－Ｄ＝２５－０．７ｐＤ＝５０ｐＤ＝７５ｐ－—〇名—－一…Ｄ＝ｐ诞之Ｓ叫■巧０＿．４＼癸。一一一—一一－一—０一．１一一＊、—－Ａ、—■＇＇－－－—－———＝ｒＶＶ１—：．ＩＩＨＶＩＩ．＿．Ｖ：Ｖ１：ＶＶＩＩＶＩＩ－０－ＩＩＩＩＩ召０－５１１．５２２－５傑护设备检修商鷄４（小时）ｘ１〇一困４．３单保护设备栓食周期与自身状态评价的关系巧＊ｌｉｉｇ．４．３ＴｈｅｉｅａｔｏｎｓＷｐｂｅｔｗｅｅｎｍａｎｔｅｎａｎｃｅｃｃｌｅａｎｄｓｅｌｆｓｔａｔｕｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｙｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｐｙ由图４一．３所示的仿真曲线图可知，当次设备运巧状态恒定Ｗ及保护系统的自检率一。定时，继电保护系统不可用度逐渐降低当保护设备状态评价结果Ｄ大于或等于％ｐ分时Ｗ０，此时保护设备不可用度极低ＵＮ．０４５，则，送是因为，说明其可用度极高保护设备趋近或处于出厂状态，各项功能处于最佳状态，因此其检修周期就变的加长了。从图中可Ｗ看出，当保护设备运行状态的评判结果Ｄ＜５０分时，此时保护设备运行处于严重ｐ状态，其最佳的检修周期相对缩短了，送时的保护设备各项性能处于异常甚至失效状态，提前进巧检修则可避免因保护设备功能的丧失而引起对整个电网的危害。同理，可Ｗ得到在不同自检系数、不同状态评价下检修周期与不可用度的关系图。３隐形失效率与保护系统运行状况的关系（）在研究继电保护系统巧障率时，其隐性故障率虽不易被发现或早期对保护系统的可一靠性不具有较大的威胁性，但是随着次设备和保护设备的运行，当两者的运斤健康状况发生变化时，隐性故障则对保护系统可靠性产生不可估量的损失。隐性故障率是保护、设备在设计制作或安装时存在的隐性隐患，因此不但与保护设备的运行状态相关，而一一且与次设备的运行状态也密切相关。利用Ｍａｔｌ址仿真分析在次设备运行状态不同的情况下，保护设备系统的隐性失效随保护设备运行状态评判结果的变化关系如国４．４所示 上海度用技术学席硕±学位论文第４７页ＩＩ＞■ＩＩＩ厂｜Ｆ二－日．４５１＾２５＝Ｖ‘ｓ５０：Ｏ、、－＝、０５７５．ｌ、（ｕＶＤ＝ｓ￥５％■ｇ＼＼。３．－ｉ＼＼惡日－．２５＼作＼蓋＇。＾＼＼＼■ｉ令＼、靈＂５－■。．－１、－－＝－０．０５＂＾一＇？Ｉｔ＞＞？ＩＩ１Ｉ０？０１０进３０４０朗閒７０湖抑１００繼电鶴护送巧狀态评分復Ｄｐ国４一，４次设备不同状态下腹性故睹率与巧保护设备状态的关系Ｆｉ４．４Ｔｈｅｌｉｉｂｅｔｗｅｉｍｌｉｉｔｆｉｌｔｅｄｉｉｒｅａｔｏｎｓｈｅｎｃａｕｒｅｒａａｎｒｏｔｅｃｔｖｅｅｕｍｅｎｔｓｔａｔｅｇｐｐｐｑｐｉｎｒｉｍａｒｅｕｉｍｅｎｔ出ｆｅｒｅｎｔｓｔａｔｅｐｙｑｐ４一一．４仿真的曲线分布可由图知，当次设备的运行状态定时，单套保护系统的隐性失效概率随着继电保护系统的运行状态评判分值的増大而逐渐降低，这是因为保护设备运行状态评分越高，则保护设备运行状态越好。因此其隐性故障发生的概率就会很低；一定时一当保护设备运行状态，则保护设备的隐性失效率随着次设备运行状态的评分一一，。送是因为＆増加而増大，即次设备运行转态越好则隐性失效率就会越商次设备运巧状态的分值越鳥一，则次设备的运行状态几乎接近出厂时的运行状态，所Ｗ其发生的故障则相对较低，但是保护设备的隐性故障确被隐藏了，特别是当隐藏性拒动或误动。的发生的概率降低，不易被发现，増加安全隐患继电保护系统的状态检修决策的制定不仅与保护设备自身的运行健康状况有关，还与一次设备的运行状态的良好与否有直接的关系一。特别是当次设备运行状态良好时，其保护系统的隐藏性故障不易被发觉，送时预防性检修显得更为重要。４．３．４案例分析仍Ｗ３一２．上海市某地区智能送变电站为例，针对保护系统在次设备和保护系统不一同运行巧态下单保护的最佳状态检修时机进行讨论。在前文中己经对保护设备运行状态进行了量化分析，并将其健康状态分为四个等级：健康状态、注意状态、异常状态Ｗ一及严重状态，在次设备和保护设备不同的状态组合下，俱护系统的最佳检修时机应有所不同。Ｗ本套保护系统的可用度ＵＮ为优化目标，结合马尔可夫状态空间可靠性模型一对保护系统可用度的推算，给出不同状态组含下该单保护系统状态检修的最佳时机的 第４８页上海应用技术学巧硕丈学位论文建议。本节研巧中为使仿真结果具有更强的说服为，将状态评价结果等级中最恶劣的情况计算，即各评价等级分值中下限作为本次保护系统运行状态评分带入保护系统的可用度进行计算，求取不同组合状态下保护系统的最佳检修时机。一一０首先，当次设备处于运行正常状态，即次设备健康运行等级大于或等于９分３一时，参考文献［４中次设备在该评价状态时的故障率算法，将其代入基于马尔可夫的］单套保护空间状态可靠性模型中。＾＾１，１保护系统状态评分等级值为横坐标保护系统的可。用度Ａ为纵坐标，其仿真结果如图４．５所示￣ＩＪ１ＩＩｒ－ａ巧－—＾５不月ＩＩ二一—二己１１个月〇：？？—一￥ｊ９〇一？一心’－－１７个月Ｍ—Ｑ一－已一…一——＾．巧个月．．；公二－Ｉ■＇＇一一一■一—／湯／巧／ｙ安０说－／ｙ－／／＾／－／－０．Ｗ／／０－／—．９３／／１／ＩＩＩＩＩＬ．〇３：说知？０说泌１００缠皂巧护巧态评分谊Ｄｐ留４．５在不同栓慘周期下保护运行狀态与系统可馬度的关系Ｆｉ．５Ｔｈｅｌｉｉｂｔｉｔｉｉｌｉｇ．４ｒｅａｔｏｎｓｈｐｅｔｗｅｅｎｒｏｔｅｃｏ打ｓａｔｕｓａｎｄｒｏｔｅｃｔｏｎｓｓｔｅｍａｖａａｂＵｔｐｐｙｙｔｔｉｎ出祗ｒｅｎｍａｉｎｅｎａｎｃｅｃｙｃｌｅｓ由仿真结果可知一，当次设备运行健康程度处于正常状态，该套保护系统可用度随一着保护系统的检修周期和自身的运行状态的不同而升高或降低。当该套单保护系统的状态评分值小于拍分时，也就是该套保护设备处于异常运行状态时，如果将最佳检修周期安排在５个月Ｗ内，则此时该套保护系统具有最高的可用度；当继电保护系统运行￣状态评分等级分在６３７７分么间时，即保护设备运行状态处于注意状态时，继电保护系￣统在５１１个月内可用度较高，说明保护设备的最佳检修时间安排在这个阶段，此时保７￣８９１护系统的可用率最高；当继电保护系统运行状态评分等级分在分之间时，即保护？设备运行状态处于正常状态，继电保护系统在１１１７个月内可用度较高，表明在此时期。安排保护设备的状态枪修，则此时保护系统的可用度达到最佳状态当该套保护系统的状态等级评分大于９２分及Ｗ上时，可安排在１７到２３个月之间进行预防性检修，此时该套保护系统的可用度最高一。换言之，当次设备处于良好运行状态，假如保护设备运行状态处于健康运斤状态时一，可考虑将检修的时间推至下个状态检修周期内。根据评 上海应用技术学晓硕±学位论文第４９页判解结果制定保护设备的检修计划。一同理一，再分别分析当次设备运行状态处于注意、异常和严重时，该单保护设备在不同运行状态评估组合下，保护设备最佳检修时机的建议，通过仿真和分析，得到如表４．３所示；一表４．３不同状态组合下单保护系统最隹拴修周巧决巧提议－ｍａｋＴａｂｌｅ４．３ＴｈｅｒｏｏｓａｌｏｆｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｃｃｌｅｄｅｃｉｓｉｏＤｉｎｆｏｒｓｉｎｌｅｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｐｐｙｇｇｐｙｉｎ出街ｒｅｎｔｃｏｍｂｉｎ的－－５５１１个月－１７７２３个月１１个月１个月。＼健康状态－￣－－０６２的７７７８９１９２１００注意状态￣－－－〇５７５８７６７７９２９３１０００￣－－９０９－异常状态５０５１７４７５１１００￣－－－严重状态０３０３１４０４１５０５１１００一注：Ｄ表示次设备的运行状态ｓ；Ｄｐ表示继电保护系统的运行状态；Ｔ表示最佳检修周期ｊ一一从表４．１中仿真结果可知，在对单保护系统进行最佳检修决策时，次设备运行状态和保护设备自身的运行状态有着很大关系，最佳检修时间随两系统运行组合状态的健康值一，増大而变得越长。当次设备运行状态处于注意状态时，保护巧备的状态评分－￣在７７９２分时，这时即可考虑对保护设备的检修安排在１１个月到１７个月之间；当次；？设备处于异常状态时，保护设备的状态巧分在５１７４分时，则此时就要求对保护设备的最佳检修时间安排在第５月到第一１１个月之间；而对于次设备的健康状态处于严重状态，保护设备自身评判结果为小于３０分，则要求对保护设备的最佳检修周期，也就是最迟检修周期必须安排在５个月Ｗ内。利用４．２节最返检修周期对上述表４．２的最佳检修决策结果进行核对，在这里假设－次设备健康状况处于正常状态，将决策结果与设备在自身不同状态评价下的最迟维修周期曲线想对比。由图４．６可知，提出的检修时机决策表的结果均在最迟维修周期内，一二一说明了基于、次状态组合下的提出的单保护系统最佳检修决策是合理的。 第５０页上海应用技术学院硕古学位论文，之，Ｉ乂撕／玄ｊＩｙｉ．咬ｌｉ／／Ｘ孤巧１２：京Ｉ乂Ｉ、１？狱／■ｒ－Ｘ－：化６７签１／ｍｋ：泣说却／Ｘ．２９．７４ｇ錢＼＾ｙ！０．３１４１｜＼０。－－Ｐ１＼《巧ＳＶｉ０．７＾ＩＩＩＩＩＩＩｔＩ？ＩＩ０货进３Ｑ４０巧巧巧汾试）綠护设备狀态爆分澄Ｄｐ困４．６景返维侈期限曲线Ｆｉｇ．４．６Ｔｈｅ！ａｔ的ｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｅｒｉｏｄｃｕｒｖｅｏｆｒｏｔｅｃｔｉｏ打ｅ山ｍｅｎｔｐｐｑｐ４．４本章小结本章分析了当前最优状态检修周期的方法和不足一，将保护系统状态和次设备状态引入到继电保护系统状态检修决策中，并分析其对最优检修周期的影响，具体包括：１对当前有关状态检修决策机制的优点和缺陷做了深入研巧，提出基于状态评估（）的继电保护最优检修周期，给出了基于状态评价的实时故障率算式中参数的求解方法。并在基础上，给出基于实时故障率的等效役龄算法，进而求出继电保护系统最迟检修周期数学模型。２一基于马尔可夫过程建立单保护系统状态空间模型，分别就保护系统自检率、（）一一运行状态和次设备状态不同组合下对单保护检修周期的影响进行了仿真分析。同一。时，通过仿真分析了保护系统不同运行状态下，次设备运行状态对隐形失效率的影响３结合案例一一，分析了次设备与保护系统不同状态組合下该地区单保护系统的（）最佳检修周期，并给出不同状态组合下的检修时间的建议方案。最后，通过所求的最迟。检修周期，验证最佳检修方案的可靠性，验证结果表明是合理的 上海应用技术学焼硕±学位论文第５１页第５章结论与展望５．１结论总结随着智能化保护设备逐渐引入到我国的电力电网系统，电力设备的继电保护系统越来越趋于智能化、复杂化。同时继电保护系统的状态检修机制也逐渐的得到了国家重视。但目前我国对电力系统的状态检修的研究主要集中在对一次设备的研巧，对继电保护系统状态评估和检修决策的研究相对较少，也极不成熟。因此，本文为了对继电保护设系统提出更加合理、科学的状态评价方法和检修决策方法，通过查阅大量国内外相关文献，对继电保护系统的失效形式、状态评估方法抖及最佳检修时间决策等问题进行了深入研究：，得出了如下结论（１）通过对继电保护系统功能原理、结构化及继电保护系统常见的失效模式及其产生的后果进行详细分析，对继电保护系统失效模式进行了汇息；通过串联可靠性框图法，验＂＂证了维电保护系统的失效模式同样服从浴盆曲线；建立了基于威布尔分布的继电保护系统失效率分布方法－，采用列文伯格马夸尔特参数估计法对威布尔参数进行估计方法。通过算例，对该套保护设备的故障分布进行求解，并利用Ｍａｔｌ化软件对其基。于威布尔分布的失效率进行拟合，结果证明对继电保护系统故障率分布模型是正确一针对目前状态评价方法的不足一，提出了种基于模糊灰色理论继电保护综合（巧状态评判方法，该方法模糊层次分析法构建继电保护系统状态评价指标体系和权重分，ＧＭ１１型对权重向量进行精确计算配采用灰色系统理论（，其目的是减少模糊综合，）模评判对指标权重向量确定的主观性，增强指标权重向量确定的客观性，。最后将所建综合评判方法引入到继电保护系统实例中，估算出其运行健康状况，其评判结果基本与实际运行健康状态一致，证明了所建运行状态综合评判方法的正确性和准确性。（３）对当前最优检修决策机制进行分析，在建立继电保护系统运行状态评价基础上，提出基于状态评估的继电保护最优检修周期，并给出了基于状态评价的实时故障率算式中参数的求解方法。在基础上，对基于实时故障率的等效役龄进行推算，求出继电保护系统基于等效役龄的最迟检修周期数学模型。一一（４）基于马尔可夫过程建立单保护系统状态空间模型，通过仿真分析了研巧次设备状态和保护设备自身的状态对最检修周期影响的必要性一。最后，分析了次设备与一保护系统的最佳检修周期保护系统不同状态组合下该地区单，并给出不同状态组合下的检修时间的建议方案，通过所求最迟检修周期进行验证，验证表明所给方案是合理的。５．２工作展望目前，继电保护系统的状态评价电力系统应用中尚处于起步阶段，而状态检修决策的研巧更是不足。论文虽然建立了从保护设备失效模式分布到保护设备的运行健康状态评判方法，再到保护设备预防性检修的最佳时机决策的研究方法，但是由于研究时间有 第５２页上海应用技术学院硕±学位论文限、现场实践不足Ｗ及信息贫乏，且保护设备的状态评而及状态检修决策的研巧需要一一丰富的理论技术和工程经验，因此，本文所涉及的些问题有待进步研巧：１本文研究时，因为不同地区的继电保护系统因厂家不同、环境不同等，仅通过（）一地区变电站对所研巧的评估方法进行分析和验证一上海某，具有定的局限性，可Ｗ对更多地区变电站进行验证。０一次设备和保护设各状态纪合协同应用到状态检修决策）论文从检修决策角度将中，但是在实际维修方案制定时，其维修时间及日趕不仅与保护设备有关，也与所保护一电网运行方式有关。因此可化考虑从电网系统考虑，对次设备与保护设备协同检修方式进行研究。（３在研究状态检修决策时，由于时间的限制和现场数据的不足，将研巧的方法仅）一仅应用到单保护系统中，如果将研究方法应用到多重保护系统中是否依然有效，有待一于进步验证。 上海应用技术学巧硕±学位论文第５３页参考文献徐岩，吕佳，马叶芝．继电保护装置最佳检修周期的研究机．黑龙江电力．２０１２，［Ｕ３４４２６６－２６９．（：）一．浙江０１１．网王．输变电设备状态检修决策研究网：浙江大学，２一９－：１６．Ｐ，曹裏电力系统的安全性及防治措施化电网技木２００４（）］韩被祥４Ｊ．Ｓ．Ｄａｎｍａｒ．Ａｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｍｏｄｅｌｗｉｔｈｏｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ姐ｄｉｎｔｅｒｒｕｔｒｅｌａｃｅｍｅｎｔｏｔｉｏｎｓ［］留ｐｐｐｐｐＪ－．ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＯｅｒａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＳｏｃｉｅｔ．１９９６４７１１：１４０６１４０９．［］ｐｙ，（）５ＧａｎＮＩＵ－ｔＭｉｃｈａｅｌＰＥＣＨＴ．ＡＦｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒＣｏｓｔｅｆｅｃｔｉｖｅａｎｄＡｃｃｕｒａｔｅＭａｉｎｅｎａｎｃｅ［］ｇ，ｓ－ｉｏＣｏｍｂｉｎｉｎｇＣＢＭ艮ＣＭａｎｄＤａｔａＦｕｎ．圧ＥＥ．２００９：６０５６１１．机６－任丽婷．关于供电设备状态检修有关问题的探讨Ｊ．科技之友．２０１２：１０２１０３．［［］］ｄ－７Ｐ．Ｍ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ．ＡｎＩｍｒｏｖｅＲｅｌｉａｂｉｌｉｔＭｏｄｅｌ抗ｒＲｅｄｕｎｄａｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＳｓｔｅｍＭａｒｋｏｖ［］ｐｙｙＭｏｄｅｃｖｏ－ｌｓ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｔｉｏｎｏｎＰｏｗｅｒｓｓｔｅｍｓ．ｌ．ｌ２Ｎｏ．２ｍａ１９９７：５７３５７义ｙ，，ｙ，８．．李永丽，李致中继电保护装置可靠性及其最佳检修周期的研巧ｍ中国电机工程［］－；６４学报．２００１，２１６３．脚ＰＪ．ＥｎｄｒｅｎｉＳ．Ａｂｏｒｅｓｈｅｉｄ，民．ｎ．Ａｌｌａｎ巧ａｌ．ＴｈｅＰｉｒｅｓｅｎｔＳｔａｔｕｓｏｆＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＳｔｒａｔｅｉｅｓ］ｙ，ｇａｎｄｔｈｅＩｍｐａｃｔｏｆＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｎＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎｐｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ．■Ｖｏ－ｌ．１６Ｎ．４２００１：的８６４６．，ｏ，，ｐｐ－－１０ＭｉｎｇＹｉ义ＬｉｎＬＧｕａｎＭ巧ａｌ．ＣｏｓｔＥｆｅｃｔｉｖｅＵｄａｔｅｄＳｅｕｅｎｔｉａｌＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅ［］，ｇ，ｐｑＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＰｏｌｉｃｙｆｏｒＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＭｏｎｉｔｏｒｅｄＤｅｇｒａｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ口］－ｉＳｃｉｅｎｃｅｎｄＥｎｎｅｒｉｎ．ＩＥＥＥＴｎｔｉ．２０１０，７２：２５７２６５．ａｇｅｇｒａｓａｃｏｎｓｏｎ（）－ｏｎｒａｎｉｕｎ－－１１ＨＴｚｅＹＣｈＣｈｏｕＬｉａｏＪｅｎＨｏｎＣｈｏｕ．ＦｕｚｚＬｅａｒｎｉｎＶｅｃｔｏｒｇｇ，［］，ｇｇｇｙｇａｎ－ｗｏｒｋｓＦｏＱｕｔｉｚａｔｉｏ凸ＩＳＩｅｔｒＰｏｗｅｒＴＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＣｏ凸ｄｉｔｉｏｎＡｓｓｅｓｓｉｎｅｎｔＪ．ＩＥＥＥ［］ａｎｓａｃｉｏｎｓｏｎ－ＴｒｔＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｎｓｕｌａｔｉｏｎ００４９．２１８１：１４３１．，（）－ＳｍｅｅｔｓＲ．ｆｌｉｒｉｋｅ．Ｐ．Ｐ．Ｋｅｒｔ的ｚＶＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏＨｉｇｈｖｏｔａｇｅＣｃｕｔＢｒｅａｒＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＷｉｔｈＡＶａｌｉｄａｔｅｄＡｒｃＭｏｄｅｌＪ．ＩＥＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＤｉｓ［］－ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，２０００１４７２：１２１１２５．，（）１３Ｂ－ｉｉｒｉｉｌｌｉｎｔｏｎＦｏｔｕｈｉＦｉｒｕｚａｂａｄＭＳｉｄｈｕＴＳ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｏｎｏｆ也ｅｏｔｍｕｍｏｕｔｎｅ［］氏，ｐ－ｍｏｄｅｔｅｓｔａｎｄｓｅｌｆｃｈｅｃｋｉｎｉｎｔｅｒｖａｌｓｉｎｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｒｅｌａｙｉｎｇｕｓｉｎｇａｒｅｌｉａＷｌｉｔｙｌＪ．ｇ［］－圧ＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ化ｗｅｒＳｓｔｅｍｓ．２００２１７３：６６３６６９．ｙ，（）１４单体华．继电保护设备状态检修研究与实现Ｄ．北京：华北电为大学，２０１２．［］［］。江ＸＣｈｒｉｓｔｅｒＡＨ．Ａｅｒｉｏｄｉｃｔｅｓｔｉｄｅｌｆｒａｒｅｒｅｄｎｅｓｓｓｓｔｅｍｗｉｔｈａｄｅｆｅｃｔｉｖｅ，ｎｇｍｏｏｐｐａｙ［巧ｐｓｕｒｎａｅｎｅｍａ－ｔａｔｅ．ＩＭＡＪｏｌｏｆＭａｎａｇｅｍｔＭａｔｈｔｉｃｓ．２００２１３：３９４９．口］，Ｕ）１６许猜，王晶，高峰，束洪豪电力设备状态维修技术研究综述町电网技水２０００，［］２４８－：４８５２．（） 第５４页上海应用技术学巧硕±学位论文１７李佩琳．二Ｄ．：，２０１２．［］次设备状态评价模型与方法［］广东华南理工大学１８．．李振华，刘玉森，孙希顺基于维电保护状态检修的研究与创新应用机中国电力［］－教育．２０１１３６；１４２１５１．，００８－化１唐晓明基于ＳＶＭ的微机保护装置状态评估研究町东北电力技水２，３：５０［气２０孙思培．继电保护状态检修及状态评价体系的研究Ｄ．浙江：浙江大学，２０１２．［］［］［２Ｕ王譬巧．继电保护装置失效特性及其可靠性评估研究Ｐ］．北京：华北电力大学，２０１２．２ＣａｓｔｒｏＬ艮，ＣｒｏｓｓｌｅＰＡ．ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｓｔｅｍＪ．口］ｙｙｙ［］－ｌＥＥＰｒｏＧｅｎｅｒａｎｄ－．ＴｒａｎｓＤｉｓｔｒｉｂ．１９９９．１４６４：６２６６３２．（）２３吴宏斌，盛继光．继电保护设备可靠性评估的数学模型及应用机．电力系统保护与控［］００９９制．２，３７：６５端．（）２４于军：．数字化变电站保护系统新型可靠性措施及仿真研巧Ｄ．重庆重庆大学，［］［］２００９．［２５］田有文．基于支持向量机的微机保护装置状态评估的研究［Ｊ］．电力系统保护与控２００９４－；６６６９制．，３７．（）２６张雪松，王超，程晓东．基于马尔可夫状态空间法的超高压电网继电保护系统可靠［］８３２－１３；９９９性分析模型电网技术．２００，（４．［可）２７－．电为系统继电保护状态检修分析化中国新技术新产品２０１２１６１０６１０７．彭立波：［］，（）口８胡宇驰．应用马尔可夫状态图法进巧可靠性评估［Ｊ．电子科技大学学报．２００１，］］３０２－：１７５１８０．（）［２９］邱仕义电力设备可靠性维修［Ｍ］．北京：中国电为出版化２００４．３０乔大雁．微机继电保护硬件可靠性评估和筛选试验的研究［Ｄ．北京：华北电为大学．［］］２００ｔ－秦建光，刘恒等．电为系统二次设备ＣＢＭ策略Ｊ．广东电力．２０１１２４：２４２７．ＰＵ，［］（０口２侯艾君．继电保护状态评价方法及其在检修决策中的应用Ｄ．重庆大学，２０１２．］［］Ｒ－３！３ＤａｖｉｄＨＵＧＨＥＳＣｏｎｄｉｔｏｎＢａｓｅｄｉｓｋＭａｎａｅｍｅｎｔＣＢＲＭＥｎａｂｌｉｎＡｓｓｅｔ［］，ｇ（）ｇＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏ打ｔｏｂｅＣｅｎｔｒａｌ化ＣｏｒｐｏｒａｔｅＤｅｃｉｓｉｏｎＭａｋｉｎｇＪ．１８化［］Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ．口４］王霉深．继电保护装置失效特性及其可靠性评估研巧［Ｄ］．北京：华北电力大学，２０１２．５王春芸．继电保护二次回路状态检测与评估Ｄ．２００９．口浙江；浙江大学，］［］［３句夏堇．继电保护状态维修方法研究［Ｄ］．重庆：重庆大学，２０１０．口７］邱利敵舒俊寐串联系统可靠性模糊优化化重庆大学学报（自然科学版）．２００２，２５７－：２０２２．（）［３８］孙鹏，陈绍辉，张彩庆．基于Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法参数估计的变电设备寿命周期故障率评－．电力系统保护与控制估机．２０１２，４０１：８５９０．（） 上海应用技术学晓硕±学位论文第５５页口９Ｔ湛，黄双华．基于威布尔分布的可靠性寿命分布模型的建立［Ｊ．电子测量技］］－．２００７００３：３５．术，３（３４）４０潘乐真．基于设备及电网风险综合评判的输变电设备状态检修决策优化Ｄ．上海；［］［］上海交通大学，２０１０．４永欣一Ｕ刘，师峰，姜帅．智能变电站继电保护状态监测的种模糊评估算法阴．电力［－系统保护与控制．２０１４，４２０３：３７４１．（）．：２００６谢芳芳．基于支持向量机的故障诊断方法脚湖南湖南大学，．［巧４３廖瑞金，王谦，縣思佳，等．基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估模型Ｊ．［］［］３２３－电力系统自动化．２００８：７０＾．，（）［４４］吴姜，蔡泽祥，胡春潮等．基于模糊正态分布隶属函数的继电保护装置状态评价化－电力系统保护与控制．２０１２，４０（５：４８５２．）４５刘思峰，党耀国，方志耕．灰色系统理论及其应用Ｍ．北京；科学出版化２００４．［］［］４６杨良军，熊小伏，张媛．基于灰色关联度和理想解法的电力设备状态维修策略Ｊ．力［］［］－系统保护与控制．２００９３７１８：７４７８．，（）［４７］张海龙．基于模锁数学与灰色理论的高压断路器运行状态评估研究［Ｄ］．太原：太原理工大学．，２０１０４黄雅罗，黄树紅．发电设各状态检修Ｍ．北京：中国电力出版化２０００．［別［］４９张媛，覃剑，王谦等．基于区间数灰色模糊综合评判的继电保护维修决策方法研巧［］２０４２４－２１６１化电力系统保护与控制．１４，（：．）５０民Ｆａｒｕｈａｒｓｏｎ．ＴｅｃｈｎｏｌｏｓｏｌｕｔｉｏｎｓｆｂｒｉｍｒｏｖｉｎｔｈｅｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＫｌｉａＷｌｉｔｏｆ［］ｑｇｙｐｇｐｙｓｕｂｓ－ｔａｔｉｏｎｓａｎｄＴ＆ＤＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ａ］，ＣＩＧＲＥ２００１ＣｏｌｌｏｕｉｕｍＣ．Ｄｕｂｌｉｎ．２００１．ｑ［］５１沈晓凡，舒治淮，刘宇等．２００９年国家电网公司继电保护装置运行统计与分析机．电［］－网技术．２０１１，３５口：１８９１９３．）口引ＢｙｏｎＥ，ＮｔａｉｍｏｋＤｉｎｇＹ．ＯｐｔｉｍａｌｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｆｏｒｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｓｙｓｔｅｍｓｕｎｄｅｒｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｗｅａｔｈｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＪ．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＲｅｌｉａｂｉｌｉｔ．２０１０５９２：［］ｙ，（）３９３－４０４．［５３］习张俊．基于全寿命周期成本Ｌｅｅ）的变电站建设的决策分析Ｄ．重庆大学，２００７．（［］５４杨轉百，戴景寮，孙启宏．电力系统可靠性分析基础及其应用［Ｍ．北京：水利电力［］］出版狂．１Ｗ６．５５０５－２８．余杰，周浩，黄春允Ｗ可靠性为中也的检修策略化高电压技术．２０，３１；２７［］拘［５巧周家启，赵霞电力系统风险评估方法和应用实例研巧化中国电丸２００６，巧巧）；７７－８１．了ＨＵＧＨＥＳ－ＤＤＥＮＮＩＳＷＡＬＫＥ民Ｊｅｔａｌ．Ｃｏｎ出ｔｉｏｎｂａｓｅｄｒｉｓｋｍａｎａｅｍｅｎｔＣＢＲＭ口］，ａ，ｇ（）ｅ打ａｂｌｉｎａｓｓｄ；ｃｏｎｄ出ｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ化ｂｅｃｅｎｔｒａｌ化ｃｏｒｏｒａｔｅｄｅｃｉｓｉｏｎｍａｋｉｎＣ．Ｐｒｏ。ｇｐｇ［］Ｓｔｅｅｄｉｎｓｏｆｔｈｅ１ＷｏｒｌｄＧｏｒｉｒｅｓｓ０打ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＡｓｓ巧Ｍａｎａｅｍｅｎｔ．ＧｏｌｄＣｏａｓｔｇｇｇｇｇ，ｓａｌ－Ａｕｔｒｉａ；ＷＣＥＡＭ２００６：１２１２１２１７．， 第５６页上海应用技术学席硕±学位论文［５８］国家电网公司．输变电设备状态检修试验规程［Ｓ］．２００５．９Ｂ－ｉｌＵｎｔｏｎＲＦｏｔｕｈｉＦｉｒｕｚａｂａｄＭ巧ｄｈｕ了Ｓ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｔｉｍｕｍｒｏｕｔｉｎｅ化巧口］，，ｐａｎｄｓｅ－ｃｃｋｅｒｖａｔｅｃｔｉｖｓｉｔｍｏｄｅｌｆｈｅｉｎｉｎｔｌｓｉｎｒｏｅｒｅｌａｉｎｕｉｎｇａｒｅｌｉａｂｉｌｙｌＪ．ＩＥＥＥｇｐｙｇ［］－ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｎＰｏｗｅｒｉＳｓｔｅｍｓｓ．２００２１７３：６６３６６９．ｙ，（）６０ＫｕｍｍＭｒ．ｉｃｉ也ｅｉｍｒｉＩｒｖａｌｆＪ．Ｊ．．Ｓ．ＷｅｂｅＤ．ＨｏｕＰｒｅｄｔｎｏｔｕｍｏｕｔｎｅ化巧ｎｔｅｏｒ［］，，ｇｐ—Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｒｅｌａｙｓ…？圧ＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ．１９９５１０：６５９６６５．，巧６１张雪松，王超，程晓东．基于马尔可夫状态空间法的超窩压电网继电保护系统可靠［］性分析模型Ｊ００８２４－．电网技术．２，３１３：９９９．［］（）［６２］束洪豪电力系统Ｗ可靠性为中必的维修［Ｍ］．北京；机械工业出版化２００９． 上海应用技术学虎硕±学位论文第５７页致谢一去不返时间如流水般，转眼间，研巧生Ｈ年学习即将结束。在这Ｈ年求学中，不仅让我获得了更高的知识，同时也提高了我的综合素养。回首Ｈ年的求学历程，对那些引导我、帮助我、激励我的老师和同学，也中充满了感激。首先感谢指导老师钱平教授和吴梦初老师。本次论文从定题，到搜集文献，参加实践及后期的写作定稿，都包含着两位老师的指导、帮助和鼓励。钱平老师平易近人，和靖可亲，不仅在学习上给我们极大的帮助，生活中也是极力的帮助我们。每次有问题。二找到钱老师，总是放下繁忙的工作，不厌其烦的指导我们吴梦初老师作为我的第位。指导老师，为我的论文写作和论文发表给予了极大的、无极的帮助从他身上我学会了奉献精神，学会了为人师表的职业道德。他们对我的关也和教诲，，我将永远铭记于也。借此机会，向我两位指导老师致Ｗ深深的谢意其次，我要感谢我的两位辅导员杜倩老师和魏僖颖老师Ｗ及学院的各位领导这Ｈ年、来对我的关屯、帮助和支持。是她们给了我锻炼自我综合能力的机会，让我在应技大的Ｈ年里，不仅有着学习上的提高，也有了综合能力的提高；同时也要感谢这三年来与我互勉互励的实验室同口们：王文瑞、张英振、李学强、李满、程海青、李梦男和王玉娟，Ｗ及我的同班同学们。在各位的共同努力下，我们始终拥有一一个良好的生活环境、学习科研环境和个积极向上的学校氛围，同时也感谢你们对我在党建王作中的支持和帮助，使我们的研巧生第Ｈ党支部积极、健康的发展和壮大。最后我要感谢参与我论文评审和答辩的各位专家们一，他们给了我个审视几年来学习成果的机会一，让我能够明确今后的发展方向，他们对我的帮助是笔无价的财富。我、将在今后的工作学习中加倍努力，期望能够取得更多成果回报他们、回报社会。再一次感谢他们，祝他们生幸福、安康！姚念征２０１５年５月１０日 第５８页上海应用技术学锭硕±学位论文攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文发表的论文；。ＱｉａｎＰｉｎｇＹａｏＮｉａｎｚｈｅｎＷｕＭｅｎｃｈｕ．ＴＴＳＴａｅＳｃｒｉｔＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＡｌ化［，ｇ，ｇｐｐｐｐｙＳＣＡＤＡ－ＳｙｓｔｅｍＪ．ＡｌｉｅｄＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ７３４：３９８４０２．［］ｐｐ，Ｐ姚念征，吴梦初，钱平等．基于实时客流量的自动巧梯节能控制方案研巧的．汁算机］２０－仿真１５３２０２：４５１４５４．，，（）Ｐ］姚念化钱平，吴梦初．变电站二次电／光缆敷设与运行管理的优化设计内．上海应用技术学院学报２０－１５１５１：７４７８．，，（）阳姚念化钱干，李满掌基于ＰＳＯ实现的三相高功率因数ＰＷＭ整流ＥＢ／ＯＬ．北京；［］ｗｗｗ－：／ａ／中国科技论文在线．ｈｔｔｐ／．ｐｐｅｒ．ｅｄｕ．ｃｎ／ｒｅｌｅａｓｅｐａｐｅｒｃｏｎｔｅｎｔ／２Ｑ１５０４１４３．申请的发明专利：钱平；，王文瑞，姚念征．基于云计算的智能家居的能源管理系绕．公开号［Ｕ（１０４０３５４１５Ａ．）２一．姚念征，钱平，王文瑞等种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统（申［］请号：２０１５１００８７１１８．．７） 上海麵技＾除巧財對誠文第５９页巧ｓ《ｋＩ．ｗ《Ｍ５Ｏ包ｖＭｗａ５５悄Ｗｏ》３奖２刪２３１｛苗ｓ寸，－０一公ｉ」叩．ｓｓ口－．Ｓ６ｏ０々．器．＾ｈ．０ｗ象ｗ５ｏ．ｖｒＷｖ０ｗｗＨｏｗＷＶｗ４ｓｖ＞ｗ悅Ｃ３２ＫｖＶ１ｒｓＰ９ｌ象．鹏耗．ｓＯｏ妇耻０２京邮鑛《等刮０Ｉ－。Ｏ一巴。．０倒巧．００ＩＩ毎為ｃ＾雌Ｋｊｆ祕雕巧『函盏Ｏ＾Ｉｉ空０Ｏ奇ＭＨ．ｉＭＯ５ＷＨｖＯ＾＾既ＷＨ５Ｖ＾ＫＫＪ惦ｓＫＶ６町Ｖ榜Ｖ装？ｓ公－．邮ｏＯ．ｉ龄０ｏ最巧ＴＳ０Ｉ－ｓ０門．聲。一Ｉ０。Ｉ＾ｏ驻引３」ｓ」一戴ｆＳＷ冢＾ＨＭＨＶｒｏＨＶ９Ｖ悅．ｗＪ０－Ｓｗ．含Ｏ葉趕Ｈ＾ＨＩ一０－Ｉ听贷一非．一０＾Ｓ＾－巧？巧视：冀零邮运－－＼ｉ昧、ｔ嚴＾—＾ｉ嘴－潭— 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