浅析电力系统继电保护可靠性评估

梁先绘

摘 要：对电力系统中继电保护装置的可靠性进行评估，有利于提高继电保护及其自动化装置的运行效率，从而保证电力系统的正常运行。

关键词：电力系统；继电保护；可靠性评估；误动率

中图分类号：TM771 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.098

电力是一种十分重要的能源，与国家的发展和人们的生活息息相关。电力系统的飞速发展对继电保护装置提出了更高的要求。本文根据现阶段继电保护装置的发展状况提出了一些关于电力系统中继电保护系统的评估指标，以期促进电力系统中继电保护装置的安全、稳定运行。

1 继电保护装置的发展现状

随着计算机网络技术的飞速发展，我国的继电保护装置逐步向网络化发展。当今时代是一个能源紧缺的时代，电力作为一种重要能源，对我国的经济发展起着决定性作用，而电力系统的继电保护在我国的经济发展中也起到了巨大的促进作用。

2 继电保护装置的可靠性指标

2.1 装置的运行

继电保护装置在智能变电站电力系统的运行和维护中有着重要意义，当系统发生故障时，继电保护装置能够及时发现问题，从而及时排除故障。继电保护装置为电力系统的安全、稳定运行提供了保障，因此，在电力系统的运行和维护中，继电保护装置的维护和保养十分重要。

2.2 装置的性能指标

继电保护装置因其构成原理不同而分为机电型和静态型两种。继电保护装置的可靠性取决于其自身的特点，同时也受电力系统运作性能的影响。继电保护装置可靠性指标的重要参数主要有以下几个：①成功率，即在规定条件下，继电保护装置完成指定任务的成功率。②MTBF。MTBF又称“平均故障间隔时间”，主要评估继电保护装置在规定时间内能够保持某种功能的能力。③MTTR。MTTR又称“平均修复时间”，主要是指继电保护装置从失效到恢复运行所需的平均时间。④有效度。有效度是反映继电保护装置可靠性最主要的指标，指的是继电保护装置运行的有效度。

3 继电保护装置的可靠性评估

将继电保护装置看作是一个串联系统，在这个系统中，如果某一个环节发生了故障，就会导致整个系统无法正常工作，继电保护装置也就失去了其可靠性。设整个串联系统的可靠性为P（S），串联系统中其他元件的可靠性分别为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）为变换器元件的可靠性；P（x2）为继电保护装置的可靠性；P（x3）为跳、合闸设备的可靠性；P（x4）为自动重合闸设备的可靠性。

继电保护系统的运行状态一般分为正确工作和不正确工作两种，继电保护装置的运行可靠性指标分为正确工作功率和不正确工作功率两种。当电力系统正常运行时，继电保护装置采取动作就是误动，不采取动作就是正确动作。只有细化继电保护装置的动作，才能正确计算继电保护装置的可靠性。我们可以将继电保护装置的运行状态描述为：

继电保护装置的运行状态也分为正确工作和不正确工作两种，其中，正确工作又包括正确动作和正确不动作两种。

根据式（2）对继电保护装置运行状态的描述，可以确定继电保护装置可靠性指标主要由正确动作率Pc、不正确动作率Pe、电路系统正常运行时继电保护装置的误动率Pe2和拒动率Pe3组成。正确动作率Pc包含区内故障正确动作率Pc1，正、反方向区外故障正确不动作率Pc2和正常运行时正确不动作率Pc3；不正确动作率Pe包含误动率Pe1、正方向区外故障误动作率Pe11和反方向区外故障误动率Pe12。

假设继电保护装置正确动作次数为R，区内故障正确动作次数为R1，区外故障正确不动作次数为R2，电路系统正常运行时的正确不动作次数为R3，那么有：

以上为继电保护可靠性评估的基本原则。除了上述的正确动作率评估和不正确动作率评估外，可靠性评估体系中还包括以下几部分内容：①MTBF评估。MTBF评估主要是对装置的平均故障间隔时间进行评估，测试的数据是电力系统中继电保护装置在运行中出现故障的时间。②MTTR评估。MTTR评估主要是指电力系统中继电保护装置自动修复故障所用的时间，评估的是继电保护装置自动修复故障的能力。③故障率评估。故障率评估主要针对继电保护装置运行过程中出现故障的频率，评估的是电力系统中继电保护装置的运转性能。④正确动作率评估。在计算正确动作率指标的过程中，将区外故障正确不动作次数纳入其中，能够更加合理、准确地评估继电保护电路的工作性能。⑤不正确动作率评估。将不正确动作率细化为正方向区外故障误动率和反方向区外故障误动率，能够对电力系统中继电保护装置的运行性能进行更加深入的分析和评估。⑥成功率评估。成功率是指在规定条件内，电力系统中继电保护装置能够成功地完成指定的某一项任务的概率，主要评估的是继电保护装置的保护性能。设某继电保护装置的成功率为P，那么，电力系统中继电保护装置成功率的表达式为：

4 结论

综上所述，本文对电力系统中继电保护装置可靠性的评估进行了研究和论述，对正确动作率的评估指标和不正确动作率的评估指标进行了细化，以期促进今后电力系统继电保护可靠性的评估更加科学化、合理化。

参考文献

[1]杨文英，盖志强，张华峰，等.电力系统继电保护可靠性问题研究[J].中国电力教育，2013（27）：210，215.

[2]王姗，王朝辉.基于故障树分析法的继电保护系统可靠性分析[J].陕西电力，2011（02）：26-29.

[3]刘云根.电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析[J].机电信息，2012（24）：17，19.

〔编辑：刘晓芳〕