分析繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)

李騰飛

摘 要：本文通過研究繼電保護(hù)的可靠性來探討其風(fēng)險評估，通過對保護(hù)系統(tǒng)中可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的誤動，拒動和非選擇性動作概率分析，以及利用統(tǒng)計概率的方式來研究整個電氣設(shè)備繼電保護(hù)的可靠性，是評估系統(tǒng)可靠性的有效途徑和判斷系統(tǒng)是否可靠的綜合指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；概率；可靠性

1 緒論

繼電保護(hù)的可靠性就是指根據(jù)不同用戶的質(zhì)量需要和數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)向用戶提供用電能力的度量包括安全性和充裕性。研究電氣設(shè)備可靠性的目的就是評估電氣設(shè)備中等子系統(tǒng)中不同的可靠性指標(biāo)。根據(jù)各個子系統(tǒng)的功能特點分別評估各自或不同組合的可靠性，進(jìn)而提出了系統(tǒng)概率充分性和概率穩(wěn)定性綜合評估。本文主要分析了繼電保護(hù)所涉可靠性技術(shù)問題，尤其是在高壓電氣設(shè)備的應(yīng)用中，如何充分利用繼電保護(hù)作用，盡量避免一些不利的操作，減少因錯誤的操作而引起的損失，從而保證整個電氣設(shè)備的順利運行。

2 可靠性分析

電力系統(tǒng)規(guī)模龐大，所包含設(shè)備的數(shù)量和種類眾多。運行的電力設(shè)備間時刻保持電氣連接，運行狀態(tài)相互影響，組合系統(tǒng)的運行模式很多，元件故障常常具有相關(guān)性，各負(fù)荷也相互影響，對其進(jìn)行預(yù)測存在不確定性。另外環(huán)境氣候條件、計劃檢修和反事故措施等是影響設(shè)備可靠性模型的重要因素，但對其進(jìn)行精確、高效的數(shù)學(xué)描述還很困難，也極大地增加了計算的復(fù)雜性。因而電氣設(shè)備可靠性在最初探索階段和現(xiàn)今都是一個棘手的問題。

2.1 設(shè)計的可靠性

繼電保護(hù)裝置是一種自動裝置，在電力系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)電氣設(shè)備的安全可靠運行，這是它的主要職責(zé)也是任務(wù)。在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，可靠性通常包含有所用元器件參數(shù)的可靠性和保護(hù)裝置電路結(jié)構(gòu)性能的可靠性。由于繼電保護(hù)電路整體設(shè)計復(fù)雜，且電路中為保證整個系統(tǒng)的可靠性，在電路中大多都包含有防干擾，防過壓，自動決策，監(jiān)視和測試以及原件的故障自鎖等功能，因而要保證整個系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定，元器件參數(shù)的可靠性也顯得非常重要。

2.2 運行的可靠性

現(xiàn)有的規(guī)劃可靠性評估是對電氣設(shè)備長期供電能力的綜合度量，反映的是系統(tǒng)長期運行的平均可靠性水平，不能夠反映實時運行狀態(tài)的可靠性。電氣設(shè)備中元件故障常常在特殊情況下發(fā)生的，不考慮元件的實時運行狀態(tài)，認(rèn)為其可靠性模型和參數(shù)一直不變，這與實際情況是不相符合的。

2.3 繼電保護(hù)的可靠性

在“電力系統(tǒng)概率充分性和概率穩(wěn)定性的綜合評估”一文中認(rèn)為電氣設(shè)備中繼電保護(hù)可靠性是有繼電保護(hù)裝置的拒動和誤動形式表現(xiàn)的，其概率是衡量繼電保護(hù)可靠性的基本指標(biāo)。繼電保護(hù)的不正確包含誤動，拒動和非選擇性動作三個方面。

2.3.1拒動概率

2.3.3非選擇性動作概率

保護(hù)裝置中非選擇性動作概率是指當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時跳閘的越級動作。越級跳閘的原因有很多種如環(huán)境，溫度，電子元件參數(shù)的不穩(wěn)定等。因而在設(shè)計電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備時要充分考慮這些因素。對于可能發(fā)生的越級跳閘，要采用必要的方案對策。仔細(xì)研究對于因環(huán)境，溫度變化或者元器件的損害導(dǎo)致的越級跳閘動作發(fā)生的概率，計算因這些因素導(dǎo)致的發(fā)生越級跳閘非選擇性動作概率。

3 繼電保護(hù)運行可靠性指標(biāo)

對于第一類拒動概率和第一類誤動概率指標(biāo)是根據(jù)統(tǒng)計的故障次數(shù)計算的的全概率，其中第一類拒動屬于隱性故障。代表著某一相對獨立的繼電保護(hù)系統(tǒng)的硬件在以后一段時間t 內(nèi)發(fā)生1 次故障的可能性，也是硬件的可靠水平指標(biāo)。減小這兩個風(fēng)險指標(biāo)，可以有效的降低系統(tǒng)的誤操作，從而提高系統(tǒng)的可靠性，通常的措施就是：

1）選擇經(jīng)嚴(yán)格質(zhì)量控制流程而生產(chǎn)的斷路器、繼電保護(hù)裝置、直流電源系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備。2）保證相關(guān)二次接線的施工管理，進(jìn)行認(rèn)真全面的投運測試，防止錯誤接線。3）嚴(yán)格執(zhí)行二次系統(tǒng)運行、維護(hù)、檢修的安全監(jiān)控流程，防止人為因素干擾。4）合理的定期測試，重視并認(rèn)真分析繼電保護(hù)裝置的自檢告警信息，充分評估其危險性，及時更換可疑元件或模塊。

4 結(jié)論

綜合考慮各種不確定因素對其進(jìn)行運行可靠性評估確有必要且是可行的。本文提出的評估模型能夠量化出保護(hù)在特定差動量和制動量下的拒動和誤動概率，而且其分布的平均值能夠綜合評估保護(hù)在各種情況下的總體性能，對于整定計算和保護(hù)判據(jù)設(shè)計也具有指導(dǎo)意義。在相對意義上，這些指標(biāo)能夠一定程度地反映差動保護(hù)運行性能的優(yōu)劣以及電氣設(shè)備因此而面臨的風(fēng)險。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴志輝.繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險評估研究[D].華北電力大學(xué)，2012.