繼電保護裝置可靠性及其最佳檢修周期

孫呂祎 田豐偉 周麗芳 胡曉麗

摘要??? 隨著經濟的發展，電力系統的進步，我國在繼電保護裝置上有著更嚴格的標準。分析繼電保護裝置的可靠性和最佳檢修周期。此篇文章先是闡述繼電保護裝置，分析繼電保護的發展趨勢和可靠性指標，最后探索繼電保護裝置的檢修周期。

【關鍵詞】繼電保護裝置 可靠性 最佳檢修周期

在電力系統中，繼電保護裝置占據著重要地位，它的正常運行影響著電力系統，因此有效提升繼電保護裝置變為人們關注的課題。分析繼電保護裝置的可靠性主要是為找出繼電保護裝置的影響因素，同時確定檢修時間間隔。

1 繼電保護的概念和發展

1.1 闡述繼電保護

繼電保護指通過電氣來對電力體系的運行進行檢查，分析電力系統的保護措施，在保護中使用觸電保護電力系統，繼電保護使用最快效率對故障作出反應，同時將故障掌握在可控范圍內。繼電保護裝置可自動切動故障信號或線路發送給值班員，在搶修中為其提供最佳的措施，避免造成的危害。

1.2 繼電保護發展趨勢

傳統繼電保護裝置不提供狀態監視的功能，所以需要定期檢修，從而有效保護裝置可能存在的潛在故障和危險，減少誤動概率。在元件選定情況下，提高可靠性在一定程度上由最佳檢修時間確定。當開展可靠性分析法時，使用的方法包含故障樹分析法以及馬爾科夫分析法。因繼電保護屬于可修復系統，不適用使概率法求解。微機繼電保護裝置通過自檢可發現潛在的故障，降低可能出現的誤動，故檢修周期會和傳統保護裝置存在不同。在電力系統中，繼電保護是常用的技術，隨著電力系統的快速發展，繼電技術的在應用不斷進步。在繼電裝置上，其斷路器變為一次性電池固定繼電器，讓繼電器逐漸在電力系統保護中被頻繁使用，繼電保護技術在繼電器的使用中得到發展。在上世紀初，感應型過電流繼電器出現，在上世紀中期加上保護裝置開始保護元件，產生電流場，使電流保護變為可能，將電流電壓保護構成科學原理。高壓輸電線的高頻保護設置在上世紀中期得到發展，在中期之后通訊技術和電力系統被結合在一起，通過行波進行繼電保護，經過不斷的研究，提出行波保護裝置，在上世紀末期通訊和通信技術產生，對電力系統的保護發生變革，繼電保護技術也逐漸成熟。

2 分析繼電保護裝置的可靠性和可靠性指標

2.1 繼電保護的可靠性指標

繼電保護裝置中的可靠性指標通過數值來顯示，其可靠性指標有：

2.1.1 故障率

是指開始到結束的某刻，處在正常情況下，在某時刻的單位時刻出現故障的頻率。應先保證元件運行，方可對故障率進行測試。

2.1.2 修復率

是原件自運行時刻起的運行模式，元件在單位時間內，出現修復的概率，修復必須要軟件在運行正常狀態下運行，出現的故障修復。

2.1.3 可靠度

繼電保護可靠度在可靠指標中常見，是指開始時至初次發生故障的時間，此段時間的工作效率，它有著連續性的優勢，從開始至第一次出現故障，不可能再出現另一次故障，可靠度一般使用r表示。

2.1.4 可用度

是指在正常情況下，元件在某時刻正常工作的概率。可用度無需元件處于連續工作狀態，因此它不具備連續性，一般用a表示。

2.1.5 平均修復時間

對元件修復需要的時間在數學上預期數值。

2.1.6 隔離時間

是指切換時間，元件對故障進行隔離的世界，隔離時間一般是用t來表示。

2.2 分析繼電保護裝置可靠性

對繼電保護裝置的可靠性進行分析，方法主要有馬爾科夫分析法和故障樹分析法。

2.2.1 馬爾科夫分析法，被稱為狀態空間分析法

它是指分析電力系統可靠性的流程：首先定義與范圍，使用馬爾科夫分析法應先對電力系統進行明確的定義，電力系統的繼電保護裝置應先明確個狀態的含義，同時作出說明，其次創建轉移圖，建立狀態轉移圖是分析過程的核心狀態，轉移率需要從計算中得出，然后解方程組，建立方程組，同時對其進行解答，狀態分為平穩狀態和瞬時狀態，瞬時狀態的概率是并列出線性微分方程組，求解平穩狀態概率需要使用線性代替方程組，最終求解其他系統指標。一般狀況在計量繼電保護裝置可靠需要計算平穩狀態的概率，再進一步解答系統可靠性指標。

2.2.2 故障樹分析法，是可靠性分析法的分析方法

內容是指在珍格格電力系統設置中，全面分析可能出現的故障與引起故障的原因，同時計算出現概率，在實施有效措施進行排除故障，提升系統可靠性。在分析故障樹分析法時，使用圖形符號來代表事件，頂事件是指不希望出現的故障狀態，對頂事件出現的原因進行分析，找出原因和問題。作為故障樹的中間時間，順著中間事件進行分析，找出原因，這是故障樹的底事件。故障樹由最初的頂事件、中間事件和底事件組成，故障樹分析法能夠將所有事件進行合理分析，有機聯系，最終找出可能出現故障的概率，如圖1所示。（T是頂事件，X為底事件，其余均為中間事件。）

3 繼電保護裝置檢修周期

繼電保護中自動檢修通常是使用定期檢修方式，在固定的時間開展抽樣檢查，此種方法存在著不足當繼電保護中質量未均勻分布在固定的時間間隔，開展抽檢，則無法得到真實的質量狀況，針對此問題應通過技術識別一些參數，計算機保護的最佳檢修實驗周期適用于客戶分析法可靠指標計算周期。應先創建設備狀態模型，明確設備二次狀態和轉移關系，使用馬爾科夫分析法創建狀態轉移概率，通過馬爾科夫分析法創建狀態轉移概率，計算設備不可用率，定期檢驗周期將其作為計算的自變量，其中不可用率將作為變量計算，繼電保護裝置不可用率，會隨著檢驗周期的改變而形成曲線，根據不可用率數值對應的平均檢驗周期，可以快速確定繼電保護裝置檢修周期。

4 結束語

綜上所述，繼電保護裝置在電力系統中是核心組成，研究繼電保護裝置的最佳檢修周期和可靠性，對于應用繼電保護裝置有著重要作用。

參考文獻

[1]陳學軍.基于可靠性經濟分析的繼電保護裝置最佳檢修周期[J].科技視界，2014（24）：285-286.

[2]梅樹棋.繼電保護裝置可靠性及其最佳檢修周期研究[J].通信電源技術，2013，30（04）：34-36.

[3]張珵，趙冬梅，張旭.計及繼電保護裝置可靠性評估的電網故障診斷方法[J].現代電力，2018，35（02）：80-86.

[4]葉峻，吳慶彤。電力系統繼電保護及自動化裝置可靠性試驗評估研究[J].通信電源技術，2015，32（02）：44-46.