继电保护运行可靠性指标研究

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摘要：继电保护运行的可靠性直接影响系统的安全运行状况，是系统安全运行的第一道防线，对系统的稳定性影响作用巨大。在继电保护运行可靠性指标构建中，必须坚持科学性、系统性、可操作性和开放性的原则，同时本文构建的继电保护运行可靠性指标改变了传统单一依靠用动作次数来衡量可靠性的标准，融入了运行时间采用综合性指标衡量，确保了继电保护运行可靠性。

关键词：继电保护可靠性指标系统安全运行时间

继电保护作为保障电网安全稳定运行的第一道防线,担负着保卫电网和设备安全运行的重要职责,随着电网的快速发展和微机保护的大范围应用,我国继电保护的技术水平取得了长足进展,为保障电网安全稳定运行发挥了重要作用。但是,由于大功率、远距离和特高压交、直流输电网的发展,对继电保护技术方面提出了更高的要求。保障继电保护运行可靠性是一个值得研究的话题，当前对可靠性的衡量都是通过可靠性指标构建来确定继电保护运行状况的，因此构建一个科学和完善的继电保护运行可靠性指标十分有必要，本文在指标构建中，创新性的融入了运行时间，采用综合性的指标体系，这无疑是十分有意义的。

1、继电保护运行可靠性指标构建原则

宁欲继电保护装置就是一种由一个或几个具有自动机构的特殊继电器组成的自动装置, 它的任务在于当发生短路故障时, 能有选择性的、快速的、自动断开被保护元件, 以防止事故范围的扩大, 当发生不正常工作状态时, 能发出信号以引起值班人员的注意, 及时消除不正常工作状态。继电保护运行可靠性指标构建，首先要具有科学性原则，这是继电保护运行可靠性指标构建最基本的原则，这是因为，可靠性评价指标建立的首要条件是必须一个确定性的指标，指标的科学性直接决定对机械元件可靠性的评价，只有科学性的指标体系才能保证评价是合理的，准确的，有效的。

其次，继电保护运行可靠性指标构建要具有系统性原则，一个科学的指标评价是对一个体系的构建，可靠性指标构建，必须从系统性出发，指标符合系统逻辑，保证系统指标建立的完整性。

另外，继电保护运行可靠性指标构建要具有可操作性原则，继电保护运行可靠性指标构建为了实践应用，对保护运行可靠性进行指导，有利于对指标进行对比，通过定性和定量指标的集合，达到社会实践的应用性，这也是指标设立的基本目的性。

最后，继电保护运行可靠性指标构建是一个开放的系统，因为必须坚持开放性原则，对继电保护运行可靠性指标系统的构建过程不断进行深化和扩展，进一步丰富和完善指标建设体系，使继电保护运行可靠性指标构建更加科学，完善，准确和更加具有指导性。

2、继电保护运行可靠性指标构建

继电保护运行可靠性指标构建可以从两个方面来进行，一是成功率方面，二是从失败率方面，均是通过和失败的数值大小来描述继电保护运行可靠性状况，一般说来，可靠性指标有以下几种：

(1)可靠度R，它是用来描述在一般正常情况下，从0时刻到t时刻，元件保持正常连续工作的概率，换句话是元件无故障正常连续工作时间的概率。(2)可用度A,它是反映可以修复的继电保护及自动化装置运行时的可靠性综合性指标在一定程度上还反映电力系统运行的可靠性。A=MTBF/(MTBF+MTTR)，MTTR 为平均修复时间，即从发现失效到产品恢复到规定功能所需要的时间的平均值。可靠性研究是继电保护及自动化装置的重要因素，对这个项目特征进行研究，为确保电力系统的安全运行奠定基础。可用度A与可靠度R之间的概念十分相近，均是用来描述元件连续无故障工作时间概率，但是可用度A与可靠度R之间一个最主要和明显的区别是，可用度A对元件工作“连续性”要求相当高，十分高的连续才是可用范围。(3)故障率 ，是指在零点时刻到t时刻元件正常工作下，元件t时刻以后元件不能正常工作，即出现故障的概率。(4)修复率 ，是指在零点时刻到t时刻元件正常工作下，元件t时刻以后元件不能正常工作，即出现单位时间修复的概率。(5)计划检修率 ，是指元件在单位时间内对其计划检修的概率大小。(6)平均无故障工作时间，是一个平均值，是从元件修复开始到首次出现故障的工作时间。(7)平均修复时间，也是一个平均值，是指单个元件平均修复所需要的时间。

继电保护运行装置运行状态一般也确立为两种，一是正确工作，一是不正确工作，继电保护运行可靠性指标也和装置运行状态相同，分为正确工作和不正确工作率两种。传统的继电保护运行可靠性指标仅仅使用元件动作次数来衡量其可靠性，本文认为这是有很大的缺陷性的，元件工作状况受到工作时间的影响，因此采用动作次数和工作时间综合衡量继电保护运行可靠性是十分有必要的，因此本文改进了继电保护运行可靠性指标，并得出以下几下指标计算方法：

(1)区内故障正确动作率，均受到运行时间T0和区内故障正确动作次数n1的影响，区内故障正确动作率等于正确动作次数n1除以运行时间T0；

(2)区外故障正确不动作率，均受到动作时间T0和区内故障正确不动作次数n1的影响，区内故障正确不动作率等于正确不动作次数n1除以运行时间T0；

(3)正确动作率 ：分为区内故障正确动作率 1和区外故障正确不动作率 2两种，正确动作率 等于区内故障正确动作率 1与区外故障正确不动作率 2的和。

(4)无故障误动率 1，同样均受到运行时间T0和无故障误动次数n1的影响，无故障误动率 1等于无故障误动次数n1除以运行时间T0；

(5)非选择性误动率 2，同样均受到运行时间T0和非选择性误动次数n1的影响，非选择性误动 2等于非选择性误动次数n1除以运行时间T0；

(6)误动率 ，也包含两种分为无故障误动率 1和非选择性误动率 2.

(7)拒动率 3，等于拒动次数n除以运行时间t。

3、保障继电保护运行可靠性的注意问题

继电保护是一种维护配置运行稳定性的重要自动装置，可能够随之监控元件运行状况，一旦系统出现问题，能及时发现异常，通过有选择的保护行为切断路由器，以起到排除故障，保护系统继续运行的目的，同时发生系统运行异常的信号能及时传达给系统维护人员，对排除故障，对系统进行及时安全稳定的运行具有十分重要的保障作用.在继电保护运行可靠性保障上，以及指标体系构建上，仍然需要注意以下问题。

(1)由于继电保护运行装置是一个多元化元件组成的整体，结构比较复杂，元件的使用寿命受到元件质量和工作时间影响，另外影响元件使用寿命的因素也很多，因此在可靠性指标构建上，尽量采用多元化的综合指标来衡量是一个不错的选择，采用概率分析，相对更加具有针对性。

(2)对于系统的安全运行，继电保护装置起到的保证作用十分巨大，因此，在实践中，要重视对继电保护装置保护和检查，特别是对二次回路的巡视工作。有必要对系统进行状况进行定期检测，检查存在的设备隐患吗，保证设备的正常运行，和系统的稳定性。保护装置到货、启动投运、安装调试等阶段都需要严格把守质量这一关,检验项目应当规范且详细,然后针对检验的项目逐步去检查, 一旦发现了问题就立即处理并且解决, 以便确保新设备可以在投运之前标志正正确、回路清晰,没有遗留问题或者存在隐患事故。

(3)为提高系统运行的稳定性，要加强对可靠性保证的冗余措施的构建。继电保护装置之所以重要，这是因为在系统的安全性和稳定性运行中，他起到了十分重要的决定性作用，为了增强稳定性，应该建立系统保护的多重冗余保护装置建设。一旦继电保护运行装置出现问题，能够利用短暂的时间，迅速处理好突发事故。

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作者简介：苏凯（1983.9-）,男,唐山首钢马兰庄铁矿有限责任公司,助理工程师 研究方向：继电保护。