电力系统继电保护可靠性评估及分析

张帆

摘 要：目前，大型电力设备逐渐广泛应用于我国电力系统中，电力设备的运行稳定性与我们的生活息息相关。随着我国科学技术水平的不断提升，电力系统继电保护技术应用于电力系统中发挥了巨大的经济效益。文章将从继电保护可靠性评估及分析的基本内容和研究现状、可靠性指标及影响继电保护可靠性的因素和不同继电保护配置方案的可靠性评估及分析模型等方面进行分析。

关键词：电力系统；继电保护；可靠性评估及分析

电力设备的运行稳定性与我们的日常生活息息相关，目前，电力设备逐渐广泛应用于我国电力系统中，发挥着越来越重要的作用。电力设备的运行功率较大，在运行过程中极易发生各种故障，影响了人们日常生活的正常进行。继电保护技术主要是指研究电力系统故障及其解决对策的技术，文章将对电力系统继电保护可靠性评估及分析进行研究，具有一定的现实意义。

1 继电保护可靠性评估及分析的基本内容和研究现状

电力系统的运行稳定性与我们的日常生活息息相关，在我们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。在发电与供电过程中，电力系统需要在较为恶劣的运行环境中长期大功率不间断地运转，极易发生各种运行故障。电力系统继电保护技术主要是指分析和研究电力系统运行过程中可能存在或发生的各种故障以及可能会危及电力系统安全运行的安全隐患，从而制定完善的自动化反故障措施的技术。将继电保护技术应用于电力系统中，可以显著降低电力系统故障的发生率，使电力系统长期处于稳定运行状态。随着我国计算机技术和数字化技术的快速发展，继电保护技术不断发展和进步，逐渐趋于成熟。继电保护可靠性评估和分析主要是指采用各种可靠性指标来衡量电力系统继电保护技术是否能够在电力系统故障时高效、快速地完成排除故障的任务。

对电力系统继电保护可靠性进行评估和分析可以增强电力系统保护系统的质量和效率，显著降低电力系统的故障发生率，从而确保电力系统的运行稳定性。随着我国科学技术水平和理论研究水平的不断提升，继电保护可靠性评估和分析技术得到了长足的进步和发展，逐渐广泛应用于电力系统领域。近些年来，我国对继电保护可靠性评估和分析技术进行了广泛深入的研究，继电保护可靠性评估和分析技术得到了进一步的发展。但由于我国继电保护可靠性评估和分析技术起步较晚，目前仍存在各种各样的问题，影响了继电保护可靠性评估和分析技术的广泛应用，有待于进一步改进和完善。

2 继电保护可靠性指标及影响继电保护可靠性的因素

2.1 继电保护可靠性指标

采用继电保护可靠性指标可以较为方便快捷地对继电系统的可靠性进行评估和分析，具有一定的现实意义。继电保护可靠性指标主要包括概率、持续时间、频率和期望值指标等。概率很难通过实验准确得到，在电力系统继电保护可靠性评估和分析过程中往往采用多次实验的平均频率指作为事件的概率值。继电保护概率可靠性指标主要包括可靠度、不可靠度、可用度、不可用度、失效率、修复率等；继电保护持续时间可靠性指标主要包括电力系统平均无故障时间、电力系统平均修复时间等；继电系统期望值可靠性指标主要是指继电保护系统在相应时间段内发生故障的期望次数值。

2.2 影响继电保护可靠性的因素

电力系统继电保护系统的构成极为复杂，继电保护系统的子系统数量极多，因此，影响继电保护系统可靠性的因素较多，主要包括以下四个方面。其一，继电保护系统微机保护装置软件，继电保护系统微机保护装置软件的适用性会直接影响继电保护系统的可靠性；其二，继电保护系统微机保护装置硬件，继电保护系统的正常运行必须建立在相应的硬件基础上，微机保护装置硬件的质量会直接影响继电保护系统的可靠性；其三，继电保护系统一次性设备，继电保护系统中存在大量的一次性设备，例如电压、电流互感器和断路器等，一次性设备的质量也会影响继电保护设备的可靠性；其四，继电保护系统线路，继电保护系统中有大量的回路线路，回路线路在运行过程中极易出现短路、接触不良、老化等现象，会严重影响继电保护系统的可靠性。

3 不同继电保护配置方案的可靠性评估及分析模型

目前，我国电力系统的电压等级并不完全相同，主要包括220千伏、330千伏、500千伏和750千伏等几种电压等级。对于不同电压等级的电力系统，往往配置不同类型的继电保护装置，对于不同继电保护配置方案的继电保护系统往往采取不同的可靠性评估和分析模型。可靠性评估和分析模型主要包括两套主保护无后备保护系统可靠性评估和分析模型、两套主保护一套近后备保护系统可靠性评估和分析模型和两套主保护一套远后备一套近后备保护系统可靠性评估和分析模型等，下文将对各继电保护可靠性评估和分析模型进行详细的分析和研究。

3.1 两套主保护无后备保护系统可靠性评估和分析模型

两套主保护无后备保护系统的马尔可夫模型如图1所示。

图1 两套主保护无后备保护系统的马尔可夫模型图

两套主保护无后备保护系统可靠性评估和分析模型主要是指对采用两套主保护无后备保护系统的继电保护系统进行可靠性评估和分析的模型。在此评估和分析模型基础下，继电保护系统的可靠性指标计算方法为：

可用度：1-（P4+P5+P6）

不可用度：P4+P5+P6

继电保护系统的误动率：P5+P6

继电保护系统的拒动率：P4

采用以上几种继电保护系统可靠性指標可以对采用两套主保护无后备保护系统的继电保护系统的可靠性进行评估和分析，对继电保护系统的科学使用具有一定意义的参考价值。

3.2 两套主保护一套近后备保护系统可靠性评估和分析模型

两套主保护一套近后备保护系统的马尔可夫模型如图2所示：

图2 两套主保护一套近后备保护系统的马尔可夫模型图

两套主保护一套近后备保护系统可靠性评估和分析模型主要是指对采用两套主保护一套近后备保护系统的继电保护系统进行可靠性评估和分析的模型。在此评估和分析模型基础下，继电保护系统的可靠性指标计算方法为：

可用度：1-（P5+P6+P7+P8+P9）

不可用度：P5+P6+P7+P8+P9

继电保护系统的误动率：P6+P7+P8+P9

继电保护系统的拒动率：P5

采用以上几种继电保护系统可靠性指标可以对采用两套主保护一套近后备保护系统的继电保护系统的可靠性进行评估和分析，对继电保护系统的科学使用具有一定意义的参考价值。

3.3 两套主保护一套远后备一套近后备保护系统可靠性评估和分析模型

两套主保护一套远后备一套近后备保护系统的马尔可夫模型如图3所示。

图3 两套主保护一套远后备一套近后备保护系统的马尔可夫模型图

两套主保护一套远后备一套近后备保护系统可靠性评估和分析模型主要是指对采用两套主保护一套远后备一套近后备保护系统的继电保护系统进行可靠性评估和分析的模型。在此评估和分析模型基础下，继电保护系统的可靠性指标计算方法为：

可用度：P1+P2+P3+P4+P5

不可用度：1-（P1+P2+P3+P4+P5）

继电保护系统的误动率：P7+P8+P9+P10+P11+P12

继电保护系统的拒动率：P6

采用以上几种继电保护系统可靠性指标可以对采用两套主保护一套远后备一套近后备保护系统的继电保护系统的可靠性进行评估和分析，对继电保护系统的科学使用具有一定意义的参考价值。

电力系统继电保护技术逐渐广泛应用于我国电力系统中，显著降低了电力系统的故障发生率，提高了电力系统的运行稳定性，为我国电力系统的快速发展做出了巨大的贡献。电力系统管理人员应该结合日常工作实践，不断将最新的研究成果融入电力系统继电保护过程中，提高电力系统继电保护技术的可靠性，使继电保护技术在电力系统中发挥更重要的应用价值。

参考文献

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