電力系統(tǒng)繼電保護及自動化裝置可靠性試驗與評估

李仲綿

摘 要：電力系統(tǒng)運行過程中主要包括兩個部分的內容，具體包括了繼電保護以及自動化裝置等情況。這兩個部分直接關系到整個電力系統(tǒng)實際運行的穩(wěn)定性效果以及安全系數(shù)。針對產品實施可靠性的檢驗工作能夠有效提升產品使用安全性，更加對系統(tǒng)繼電保護及相關自動化操作水平提高起到不可或缺的作用，能夠確保電力系統(tǒng)的安全有效運行。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護；自動化；裝置

可靠性技術屬于在電力系統(tǒng)檢測之中一項至關重要的技術門類，這項技術的理論基礎是數(shù)學統(tǒng)計以及概率學?？梢詫Ξa品參數(shù)情況實施精密有效運算，更加能夠對產品的可靠性水平以及可靠性設計形成準確評估。本研究中繼電保護則屬于智能變電系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)之中的關鍵部分。繼電保護裝置同樣也是電力系統(tǒng)之中的關鍵構成，其具有分別保護元件能夠良性運轉的功能，自動化裝置主要功能和目的是為了實現(xiàn)對系統(tǒng)狀況的觀察與測試，可以提升電力系統(tǒng)運行安全性。

1 可靠性指標體系

1.1 裝置的運行

繼電保護裝置在智能變電站電力系統(tǒng)的運行和維護中發(fā)揮著重要作用，一旦系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障，繼電保護裝置就能及時發(fā)現(xiàn)問題，將障礙排除。繼電保護裝置為電力系統(tǒng)的正常運行提供了安全保障，因此，在整個智能變電站的運營維護中，要注意加強繼電保護裝置的檢測、保養(yǎng)和維護工作，以保障繼電保護裝置的正常運行。

自動化裝置的功能體現(xiàn)在對電力系統(tǒng)中各設備的監(jiān)督和控制上，遠程遙控是自動化裝置的獨特優(yōu)勢，利用自動化裝置，工作人員可以進行遙測、遙調以及遙控等操作。

1.2 裝置的可靠性指標

繼電保護裝置的種類較多，按照構成原理的不同，可以分為機電型和靜態(tài)型兩種不同類型；按照輸入激勵量的不同可以分為單激勵量和多激勵量兩種類型。繼電保護裝置自身的特點以及電力系統(tǒng)的運作性能決定了繼電保護裝置可靠性的高低，也決定了繼電保護裝置抗干擾能力的強弱。一般來說，評定繼電保護可靠性指標的重要參數(shù)有以下幾個面：（1）成功率表示為R，通過實際規(guī)定中，可以確定任務的主要成功率情況。（2）MTBF主要是指平均故障產生的是時間間隔情況，主要強調了繼電保護設備在規(guī)定時間之中完成的特殊功能情況。（3）MTTR主要是指平均恢復時間情況，主要強調的是繼電保護裝置需要從實效到正常運轉的過程中產生的時間平均值情況。（4）有效度分析，主要是指繼電保護過程中產生的有效度情況，其能夠綜合體現(xiàn)出繼電保護設備方面的主要指標。

2 實驗

2.1 實驗條件

針對電力繼電保護及自動化裝置開展可靠性實驗，與其他電力裝置實驗存在一定差異性，該實驗對電源條件的要求較高，且對實驗的環(huán)境溫度也提出更高要求。以電源條件來看，該可靠性實驗要保證交流電源是正弦波，該正弦波波形畸要控制在2%以內，交流電源頻率為49.5Hz到50.5Hz之間，其交流分量不超過6%；以實驗環(huán)境溫度條件來看，該可靠性實驗要在溫度20℃、濕度50%上下、大氣壓力90-100kPa環(huán)境中進行。與此同時針對該實驗進行要保證三相電源平衡。

2.2 實驗方案

針對電力繼電保護及自動化裝置開展可靠性實驗，是針對MTBF與成功率的測試，主要試驗過程如下：

2.2.1 MTBF測試。MTBF測試主要是指平均故障間隔時間，在進行該測試的過程中主要應用傳統(tǒng)實驗方法，以室內實驗為主，定數(shù)截尾實驗是該測試環(huán)節(jié)中最優(yōu)實驗方案。如下表1所示，即MTBF參數(shù)情況。

總體而言，在確定達到幾點保護裝置的制定MTBF值的情況下才能夠真正體現(xiàn)出繼電保護的效果。結尾實效數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出的來的具體范圍之時2～6，此時MTBF值可以被設定是M，而M本身應當是結尾實效數(shù)據(jù)中的倍數(shù)關系。

在進行實驗的過程中可以實施認為設計，在對比失效數(shù)據(jù)以及結尾實效數(shù)據(jù)時，對更小的可以判斷為接收，在出現(xiàn)大于或者等于情況下可以裝置可以重新判斷為拒收。

2.2.2 成功率實驗分析。成功率實驗與前述中實驗一樣也需要通過實驗室實驗的方式完成的，實驗結果也可以具體被劃分為兩個方面，分別是成功與實效兩種。成功表示的是裝置本身擁有十分優(yōu)秀的可靠性，實效則是指裝置所具有的可靠性上需要進一步加強。成功率實驗同樣也需要采用抽樣方法完成，總而言之，成功率的實驗中相關數(shù)據(jù)與MTBF中相比較，兩者是可以同時完成的。

3 可靠性試驗評估分析

產品的可靠性評估體系由MTBF評估、MTTR評估、故障率評估、成功率評估、正確動作率評估以及不正確動作率評估等構成。只有對以上六項指標進行綜合測評，才能對電力系統(tǒng)繼電保護裝置及自動化裝置的可靠性進行科學評估。（1）MTBF評估。MTBF評估主要是對裝置的平均故障間隔時間進行估量，了解電力系統(tǒng)繼電保護及自動化裝置在運行中出現(xiàn)故障的時間。（2）MTTR評估。MTTR評估主要是對裝置的平均恢復時間進行估量，掌握了解電力系統(tǒng)繼電保護及自動化裝置自動修復故障的能力。（3）故障率評估。對電力系統(tǒng)繼電保護及自動化裝置的故障率進行評估目的在于了解和掌握該裝置的運轉性能及故障出現(xiàn)的頻率。（4）成功率評估。成功率是指繼電保護裝置在規(guī)定條件下，成功完成指定任務的概率。成功率與平均故障時間值和平均修復時間值密切相關，三者間存在這樣的關系表達式：成功率=平均故障時間值/（平均故障時間值+平均修復時間值）。（5）正確動作率。正確動作率由正確動作次數(shù)和動作進行的次數(shù)決定，其關系表達式為：正確動作率=正確動作次數(shù)/動作總次數(shù)。（6）不正確動作率。不正確動作率由不正確動作次數(shù)和動作進行的次數(shù)決定，其關系表達式為：不正確動作率=不正確動作次數(shù)/動作總次數(shù)。

結束語

綜上所述，繼電保護以及自動化裝置方面的研究，尤其是可靠性情況直接影響電力系統(tǒng)實際運行。更加屬于電力系統(tǒng)中完成可靠性運行以及測試中的必要途徑。通過針對系統(tǒng)實施兩個方面的檢驗檢測與屁股，可以明確系統(tǒng)運行效果，對未來電力系統(tǒng)的正常運轉起到參考效果，更加是不斷提升系統(tǒng)水平的關鍵。因此，本研究具有至關重要的作用。

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