淺析電力系統繼電保護可靠性評估

梁先繪

摘 要：對電力系統中繼電保護裝置的可靠性進行評估，有利于提高繼電保護及其自動化裝置的運行效率，從而保證電力系統的正常運行。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；可靠性評估；誤動率

中圖分類號：TM771 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.098

電力是一種十分重要的能源，與國家的發展和人們的生活息息相關。電力系統的飛速發展對繼電保護裝置提出了更高的要求。本文根據現階段繼電保護裝置的發展狀況提出了一些關于電力系統中繼電保護系統的評估指標，以期促進電力系統中繼電保護裝置的安全、穩定運行。

1 繼電保護裝置的發展現狀

隨著計算機網絡技術的飛速發展，我國的繼電保護裝置逐步向網絡化發展。當今時代是一個能源緊缺的時代，電力作為一種重要能源，對我國的經濟發展起著決定性作用，而電力系統的繼電保護在我國的經濟發展中也起到了巨大的促進作用。

2 繼電保護裝置的可靠性指標

2.1 裝置的運行

繼電保護裝置在智能變電站電力系統的運行和維護中有著重要意義，當系統發生故障時，繼電保護裝置能夠及時發現問題，從而及時排除故障。繼電保護裝置為電力系統的安全、穩定運行提供了保障，因此，在電力系統的運行和維護中，繼電保護裝置的維護和保養十分重要。

2.2 裝置的性能指標

繼電保護裝置因其構成原理不同而分為機電型和靜態型兩種。繼電保護裝置的可靠性取決于其自身的特點，同時也受電力系統運作性能的影響。繼電保護裝置可靠性指標的重要參數主要有以下幾個：①成功率，即在規定條件下，繼電保護裝置完成指定任務的成功率。②MTBF。MTBF又稱“平均故障間隔時間”，主要評估繼電保護裝置在規定時間內能夠保持某種功能的能力。③MTTR。MTTR又稱“平均修復時間”，主要是指繼電保護裝置從失效到恢復運行所需的平均時間。④有效度。有效度是反映繼電保護裝置可靠性最主要的指標，指的是繼電保護裝置運行的有效度。

3 繼電保護裝置的可靠性評估

將繼電保護裝置看作是一個串聯系統，在這個系統中，如果某一個環節發生了故障，就會導致整個系統無法正常工作，繼電保護裝置也就失去了其可靠性。設整個串聯系統的可靠性為P（S），串聯系統中其他元件的可靠性分別為P（x1）、P（x2）、P（x3）和P（x4），那么有：

P（S）=P（x1）P（x2）P（x3）P（x4）. （1）

式（1）中：P（x1）為變換器元件的可靠性；P（x2）為繼電保護裝置的可靠性；P（x3）為跳、合閘設備的可靠性；P（x4）為自動重合閘設備的可靠性。

繼電保護系統的運行狀態一般分為正確工作和不正確工作兩種，繼電保護裝置的運行可靠性指標分為正確工作功率和不正確工作功率兩種。當電力系統正常運行時，繼電保護裝置采取動作就是誤動，不采取動作就是正確動作。只有細化繼電保護裝置的動作，才能正確計算繼電保護裝置的可靠性。我們可以將繼電保護裝置的運行狀態描述為：

繼電保護裝置的運行狀態也分為正確工作和不正確工作兩種，其中，正確工作又包括正確動作和正確不動作兩種。

根據式（2）對繼電保護裝置運行狀態的描述，可以確定繼電保護裝置可靠性指標主要由正確動作率Pc、不正確動作率Pe、電路系統正常運行時繼電保護裝置的誤動率Pe2和拒動率Pe3組成。正確動作率Pc包含區內故障正確動作率Pc1，正、反方向區外故障正確不動作率Pc2和正常運行時正確不動作率Pc3；不正確動作率Pe包含誤動率Pe1、正方向區外故障誤動作率Pe11和反方向區外故障誤動率Pe12。

假設繼電保護裝置正確動作次數為R，區內故障正確動作次數為R1，區外故障正確不動作次數為R2，電路系統正常運行時的正確不動作次數為R3，那么有：

以上為繼電保護可靠性評估的基本原則。除了上述的正確動作率評估和不正確動作率評估外，可靠性評估體系中還包括以下幾部分內容：①MTBF評估。MTBF評估主要是對裝置的平均故障間隔時間進行評估，測試的數據是電力系統中繼電保護裝置在運行中出現故障的時間。②MTTR評估。MTTR評估主要是指電力系統中繼電保護裝置自動修復故障所用的時間，評估的是繼電保護裝置自動修復故障的能力。③故障率評估。故障率評估主要針對繼電保護裝置運行過程中出現故障的頻率，評估的是電力系統中繼電保護裝置的運轉性能。④正確動作率評估。在計算正確動作率指標的過程中，將區外故障正確不動作次數納入其中，能夠更加合理、準確地評估繼電保護電路的工作性能。⑤不正確動作率評估。將不正確動作率細化為正方向區外故障誤動率和反方向區外故障誤動率，能夠對電力系統中繼電保護裝置的運行性能進行更加深入的分析和評估。⑥成功率評估。成功率是指在規定條件內，電力系統中繼電保護裝置能夠成功地完成指定的某一項任務的概率，主要評估的是繼電保護裝置的保護性能。設某繼電保護裝置的成功率為P，那么，電力系統中繼電保護裝置成功率的表達式為：

4 結論

綜上所述，本文對電力系統中繼電保護裝置可靠性的評估進行了研究和論述，對正確動作率的評估指標和不正確動作率的評估指標進行了細化，以期促進今后電力系統繼電保護可靠性的評估更加科學化、合理化。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕