電力系統(tǒng)繼電保護與自動化裝置可靠性試驗及評估分析

楊凱

摘 要：電力系統(tǒng)運行中，要確保設(shè)備的安全穩(wěn)定，就需要繼電保護裝置發(fā)揮作用。隨著自動化技術(shù)被應(yīng)用于繼電保護裝置的設(shè)計中，實現(xiàn)了繼電保護裝置技術(shù)全面更新，自動化裝置的可靠性成為了保證電力系統(tǒng)繼電保護作用得以充分發(fā)揮的關(guān)鍵。本論文針對電力系統(tǒng)繼電保護與自動化裝置可靠性試驗及評估進行研究。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護；自動化裝置；可靠性試驗；技術(shù)評估

中圖分類號：TM77 文獻標(biāo)識碼：A

電力系統(tǒng)運行的過程中，繼電保護裝置發(fā)揮著重要的作用。自動化技術(shù)滲入到繼電保護裝置中，提高了繼電保護裝置的保護性能，同時對裝置的運行可靠性提出了更高的要求。在檢測技術(shù)中，可靠性技術(shù)是將數(shù)理統(tǒng)計與概率論整合，對產(chǎn)品的參數(shù)通過計算的方式獲得檢測結(jié)果，以生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。可靠性技術(shù)是對產(chǎn)品各項元素的可靠性進行研究，包括特征量、產(chǎn)品的設(shè)計、制造、評估等等方面都要提高技術(shù)可靠性才能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量。電力系統(tǒng)中，繼電保護裝置是重要的組成部分，能夠?qū)υO(shè)備元件實施自動化保護，以確保元件正常運行。當(dāng)電力系統(tǒng)處于運行狀態(tài)的時候，自動化裝置起到了實時監(jiān)控的作用，不僅可以對系統(tǒng)的運行狀況自動測試，而且還具有系統(tǒng)調(diào)節(jié)的功能，從而確保電力系統(tǒng)安全可靠地運行。

一、繼電保護裝置和自動化裝置的可靠性指標(biāo)

在電力系統(tǒng)中，繼電保護裝置所發(fā)揮的作用是能夠?qū)ο到y(tǒng)運行故障及時發(fā)現(xiàn)，并對故障及時排除。所以，繼電保護裝置對電力系統(tǒng)的運維起到了保護作用，做好該裝置的檢測、維護工作是非常重要的。

繼電保護裝置多種多樣，其可靠性與裝置自身的功能以及電力系統(tǒng)自身所具備的性能息息相關(guān)。同時，繼電保護裝置的保護性能對其抗干擾能力起到了決定性的作用。通常而言，對繼電保護裝置的運行可靠性進行評估的參數(shù)包括：成功率的評估、故障間隔時間的評估、故障恢復(fù)時間的評估、有效度的評估。

與繼電保護裝置有所不同，自動化裝置作為可以維修的裝置，對其可靠性進行評估的參數(shù)包括：無故障時間的評估、故障恢復(fù)時間的評估和有效度的評估。

二、可靠性試驗

本次試驗主要是針對故障間隔時間和成功率進行評估。

（一）故障間隔時間的評估

本項評估所采用的是傳統(tǒng)的測試手法，所獲得的試驗參數(shù)為：抽樣置信度為0.1，截尾實效數(shù)為1時，截尾時間為2.1；截尾實效數(shù)為4時，截尾時間為5.2；截尾實效數(shù)為6時，截尾時間為8.6；截尾實效數(shù)為8時，截尾時間為11.11；截尾實效數(shù)為10時，截尾時間為14.12。繼電保護裝置的有效保護功能要充分發(fā)揮出來，就需要將截尾實效數(shù)界定在4～7之間。

采取抽樣的方法是對具有代表性的樣品進行試驗測試，所選取的合適試驗樣品數(shù)R可以按照批量大小確定取值范圍R。通常批量大小為3～7時，取值范圍R為2；批量大小為12～15時，取值范圍R為4～6；批量大小為25～58時，取值范圍R為9～12；批量大小超過160時，取值范圍R為11～30。

（二）成功率的評估

成功率的評估結(jié)果通過實驗室試驗獲得，結(jié)果分為實效和成功。實效的結(jié)果說明接受檢測的裝置還需要技術(shù)改進以提高其可靠性；成功的結(jié)果說明接受檢測的裝置具有很強的可靠性。如果試驗中所獲得的成功率已經(jīng)超過了規(guī)定的成功率，這個接受檢測的裝置就可以判定為“接收”，反之為“拒收”。

三、產(chǎn)品的可靠性評估

對產(chǎn)品進行可靠性評估，主要是測評6項重要指標(biāo)，即故障間隔時間地評估、故障恢復(fù)時間地評估、故障發(fā)生率地評估、成功率地評估、動作正確率地評估、動作錯誤率地評估。對這6項指標(biāo)采用科學(xué)的評估方式并獲得準(zhǔn)確的評估結(jié)果，才能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的繼電保護裝置的可靠性以及自動化裝置的可靠性加以確定。

（一）故障間隔時間的評估

對電力系統(tǒng)的繼電保護裝置與自動化裝置進行評估，重點要了解運行故障的發(fā)生時間，估算故障之間的間隔時間，以獲得電力系統(tǒng)故障發(fā)生規(guī)律。

（二）故障恢復(fù)時間的評估

電力系統(tǒng)的繼電保護裝置與自動化裝置都具備自動恢復(fù)功能。對故障恢復(fù)時間進行評估，主要的目的是對繼電保護裝置與自動化裝置的故障恢復(fù)能力進行評估。

（三）故障發(fā)生率的評估

對故障發(fā)生率的評估，目的在于掌握繼電保護裝置與自動化裝置在運行的過程中所發(fā)揮的性能，尤其要掌握故障發(fā)生的頻率。

（四）成功率的評估

無論是繼電保護裝置，還是自動化裝置，都需要在特定的條件下完成指定的任務(wù)。進行成功率評估的主要目的是獲得繼電保護裝置與自動化裝置完成任務(wù)的概率。對成功率的評估，與故障間隔時間、故障修復(fù)之間都存在著密切關(guān)系。關(guān)系式如下：

成功率=故障間隔時間÷（故障間隔時間+故障修復(fù)時間）

（五）動作正確率的評估

動作正確率是正確的動作次數(shù)在動作的總次數(shù)中所占有的比率。關(guān)系式如下：

動作正確率=正確的動作次數(shù)÷動作的總次數(shù)

（六）動作錯誤率的評估

動作錯誤率是錯誤的動作次數(shù)在動作的總次數(shù)中所占有的比率。關(guān)系式如下：

動作錯誤率=錯誤的動作次數(shù)÷動作的總次數(shù)

結(jié)語

綜上所述，電力系統(tǒng)地運行中，其運行狀況決定于繼電保護裝置的可靠性和自動化裝置的可靠性。為了確保繼電保護裝置和自動化裝置在運行中安全可靠，就要對其進行試驗檢測，并進行科學(xué)地評價，以對繼電保護裝置和自動化裝置的性能深入了解，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展具有一定的促進作用。

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