电力系统继电保护装置可靠性试验及评估分析李永焕

电力系统继电保护装置可靠性试验及评估分析李永焕

李永焕

（国网嵩县供电公司河南省嵩县471400）

摘要：我国最近几年来在工业领域得到了很好的进步，目前所有企业的终极目标都是更大更强。可靠性试验是评估产品质量的关键措施，得到越来越多的应用。本文首先对继电保护和自动化装置可靠性意义进行了简单分析，然后阐述了可靠性评估的指标，具体试验方案与步骤，还有评估办法。

关键词：电力系统；继电保护装置；可靠性试验；评估分析

引言

随着国民经济的发展，现代电力系统的运行效率不断提高，与此同时，运行的复杂性和不确定性也在增加。在此背景下，电力系统对二次自动装置的要求也在不断提高。继电保护系统是保障电网安全的第一道防线，但其不正确动作也是触发或加速系统扰动的重要因素之一。继电保护系统的某些故障或缺陷，如控制电路、绝缘、工作电源等硬件缺陷，或者接线、不合理定值、本身设计等人为失误，在线路故障或者电网扰动较大时，可能会导致继电保护设备不正确动作，引起输送功率损失，甚至导致连锁故障，引起大范围停电的严重后果。继电保护是根据监测值来进行故障判断，并自动进行保护动作，所以存在一定的安全风险，一旦判断失误，执行了错误的保护操作，极易引发严重的电力事故。为此，对继电保护进行必要的风险评估，提高其可靠性，对保障电网安全运行具有重要意义。

1提高继电保护装置可靠性的措施

1.1冗余设计及优化措施

继电器装置设计时，为了确保继电器具有容错功能可以选用硬件冗余。这里所说的容错技术是指当继电器中某些装置发生不正常工作时，可以保证系统整体性能。可以采用并联或备用切换等来降低继电保护拒动或误动概率。在实际的工程实践中，需要将冗余方法与继电保护实际运行状况紧密结合，以此来确保电力系统继电保护的可靠性指标，通常情况下，可以选取硬件冗余来建立投入成本小、装置数量少的目标。

1.2提高继电保护装置的可靠性

继电保护装置投入运行后，需要对装置的所有指标进行合理、准确计算，对于装置运行是否准确、区内或区外故障识别等需要进行审核；与此同时，对于继电保护的二次控制回路需要采用相应配套的辅助装置，这些辅助设备对电力系统继电保护装置的安全可靠运行有很大影响，因此，对于这部分装置的可靠性检测需要给与高度重视，对部分重要设备可以采用多种措施进行可靠性验证。

1.3做好继电保护装置的维护工作

日常的运行维护管理中，继电保护装置的维护十分重要，只有加继电保护维护工作才可以提高电力系统可靠性。具体可以从以下几点进行论述：①对继电保护中的自动化设备进行定期检查，检查的内容包含二次设备标志、设备名牌等；检查继电保护装置的开关、固定按钮等是否灵活、各接触点是否存在压力不够或接触不良等问题；对继电保护的光子牌或指示灯进行检查，确保其良好供电；②对电压互型或电流型互感器的二次端子进行故障查询，从而排除各类故障。③检查装置中的各类配线，看固定线路的卡子是否存在松动等问题；④对隔离开关或断路器的各种操作机构进行详细检查，以确保操作的有效性。以上均是对继电器保护装置进行评估，此外还需要对其运行状态给与分类：主要分为几类设备，第一类设备是需要保证良好的经济性和可靠性，保证其技术达到良好标准。第二类设备是那些设备基本良好，可以有少量的零件有缺陷，对人身的安全没有特别大威胁。第三类是那种对系统的经济运行有非常大的影响，甚至对整个电力系统稳定性有影响。由于继电保护装置对电力系统有重要作用，因此定期维护过程中，当发现存在故障问题需要及时进行处理，将各类隐患进行排除。对于那些已经排除了故障的继电保护单元，需要做好记录，以降低工作的重复性。

2可靠性试验

本次试验主要是针对故障间隔时间和成功率进行评估。

（一）故障间隔时间的评估。本项评估所采用的是传统的测试手法，所获得的试验参数为：抽样置信度为0.1，截尾实效数为1时，截尾时间为2.1；截尾实效数为4时，截尾时间为5.2；截尾实效数为6时，截尾时间为8.6；截尾实效数为8时，截尾时间为11.11；截尾实效数为10时，截尾时间为14.12。继电保护装置的有效保护功能要充分发挥出来，就需要将截尾实效数界定在4~7之间。采取抽样的方法是对具有代表性的样品进行试验测试，所选取的合适试验样品数R可以按照批量大小确定取值范围R。通常批量大小为3~7时，取值范围R为2；批量大小为12~15时，取值范围R为4~6；批量大小为25~58时，取值范围R为9~12；批量大小超过160时，取值范围R为11~30。（二）成功率的评估。成功率的评估结果通过实验室试验获得，结果分为实效和成功。实效的结果说明接受检测的装置还需要技术改进以提高其可靠性；成功的结果说明接受检测的装置具有很强的可靠性。如果试验中所获得的成功率已经超过了规定的成功率，这个接受检测的装置就可以判定为“接收”，反之为“拒收”。

3产品的可靠性评估

产品的可靠性评估对产品进行可靠性评估，主要是测评6项重要指标，即故障间隔时间地评估、故障恢复时间地评估、故障发生率地评估、成功率地评估、动作正确率地评估、动作错误率地评估。对这6项指标采用科学的评估方式并获得准确的评估结果，才能够对电力系统的继电保护装置的可靠性以及自动化装置的可靠性加以确定。（一）故障间隔时间的评估对电力系统的继电保护装置与自动化装置进行评估，重点要了解运行故障的发生时间，估算故障之间的间隔时间，以获得电力系统故障发生规律。（二）故障恢复时间的评估。电力系统的继电保护装置与自动化装置都具备自动恢复功能。对故障恢复时间进行评估，主要的目的是对继电保护装置与自动化装置的故障恢复能力进行评估。（三）故障发生率的评估。对故障发生率的评估，目的在于掌握继电保护装置与自动化装置在运行的过程中所发挥的性能，尤其要掌握故障发生的频率。（四）成功率的评估。无论是继电保护装置，还是自动化装置，都需要在特定的条件下完成指定的任务。进行成功率评估的主要目的是获得继电保护装置与自动化装置完成任务的概率。对成功率的评估，与故障间隔时间、故障修复之间都存在着密切关系。关系式如下：成功率=故障间隔时间&pide;（故障间隔时间+故障修复时间）（五）动作正确率的评估。动作正确率是正确的动作次数在动作的总次数中所占有的比率。关系式如下：动作正确率=正确的动作次数&pide;动作的总次数（六）动作错误率的评估。动作错误率是错误的动作次数在动作的总次数中所占有的比率。关系式如下：动作错误率=错误的动作次数&pide;动作的总次数。

结语

通过分析可以发现，通过掌握继电保护的可靠性指标和影响继电保护可靠性的因素，则能采用合理继电保护风险评估方法完成继电保护系统的定值风险预测，并对继电保护硬件系统的风险作出科学评定，进而通过不断改进系统推动继电保护技术的发展。因此，相信本文对继电保护可靠性及其风险评估问题展开的研究，能够为相关工作的开展带来启示。

参考文献

[1]胡贺梅.继电保护系统的可靠性及其风险评估[J].企业科技与发展，2015（23）：50-51.

[2]刘丹阳，吕诚.加强继电保护可靠性完善自身风险评估[J].硅谷，2015（03）：197+191.