电力系统继电保护与自动化装置可靠性分析

林利锋

摘 要：继电保护装置除了可以分辨和保护元件之外，还能够对电力系统当中的运行状态进行辨析。自动化装置可以对电力设备起到监控保护的目的，可以对电力系统运行状态进行自动调试和调整，保证电力系统运行安全可靠。本文对电力系统内的继电保护及自动化装置工作特点、继电保护基本要求、可靠性指标体系及验证试验进行了分析和探讨。

关键词：继电保护；自动化装置；运行可靠性；试验分析

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0202-02

在整个电力系统运行当中，继电保护与自动化装置起到至关重要的作用，所以，为了保证电力系统能够安全运转，我们需要对继电保护和自动化装置采用科学、合理的测试方式进行可靠性测试，通过测试和详细分析其相应指标，进而保证试验的可靠性和科学性。电力系统当中继电保护和自动化装置可以帮助电力系统保持平稳运行状态，而科学合理的可靠性分析才能得出正确的结论，保障电力系统运行可以稳定。

1 继电保护与自动化设备工作特点

如果在电力系统运行过程中，发生了短路、过载等系统故障，需要继电保护自动化设备在较短时间里将信号发送出去，及时切除其他电气设备的故障点。而电力系统在平时工作时不太容易发生故障，所以继电保护通常处于安静的待命状态，不会发生动作。继电保护设备的主要故障有误动与拒动。拒动故障就是继电保护设备在电力系统发生问题时没有可靠及时做出反应，最终没能及时切段故障段，要是继电保护装置存在严重故障，拒绝动作，就会导致电力系统无法正常作业；误动故障就是继电保护设备由于本身存在动作特性不良问题，或因为受到其他因素的影响，在系统还没出现问题时就发生了误动作，导致电力系统供应受影响，造成较大经济损失，影响系统稳定性。自动化装置主要功能其实就是控制和监测电力系统运行参数。所以故障常表现为不能确保参数准确性[1]。

2 继电保护基本要求

首先要有选择性，当供电系统发生故障时，继电保护装置一定要可以有选择的将故障点切断，要先切断跟故障点最近的断路器，确保系统中没有问题的其他部位能够稳定工作。其次要有灵敏性，可使用灵敏系统评价保护装置来评价实际灵敏性，不管哪个位置出现了短路，保护装置都不能出现拒动动作。再次，要有速动性，保护装置要能迅速切断设备故障段，把短路电流对于电气设备的破坏减到最小，让电压早日恢复正常，使得电气设备能尽早正常启动，也能有效提高发电设备在并列运行状态吓得稳定性水平。最后，要确保可靠性，只有继电保护装置可靠，才能将事故影响控制在一定范围的[2]。

3 可靠性指标体系

3.1 装置的运行

电力系统在实施运行和维护时，继电保护装置会起到至关重要的作用，如果电力在运行过程当中出现问题，继电保护装置就能够及时发现问题，进而把故障给解决掉。在电力系统的正常运行当中，继电保护装置可以对其安全运行提供保障作用，所以，需要定期对继电保护装置进行检测、保养和维护的工作，从而让继电保护装置能够正常运行。

3.2 装置可靠性指标

通常而言，我们可以根据几个参数来评定继电保护是否可靠：（1）成功率R：在规定的条件下，继电保护设备可以完成指定任务的实际成功率。（2）MTBF，是平均故障间隔，指的是在一定的时间里，继电保护装置能够维持某一种功能的实际能力。（3）MTTR，平均恢复时间，指的是继电保护在运转失效后直到恢复运转的平均所需时间。（4）有效度：指继电保护设备有效运行程度，这可以体现出继电保护装置实际可靠性。

4 可靠性试验

4.1 试验条件

在试验中，环境温度和电源强度都会对继电保护及自动化设备可靠性试验结果产生影响。在试验当中，必须保证试验的环境温度为25℃，相对湿度维持50%左右，且大气压力在90-100KPa。在试验当中，不止要求必须是交流电源，且交流电源要是正弦波，波形遥大于2%，所需的条件是交流电源的频率要在49.5-50.5之间，交流分量要控制在-6%以内，并且，三相电源之间处于平衡状态。

4.2 试验方案及步骤

4.2.1 MTBF测试

在实验室当中采用传统试验手段对其进行测试，在测试MTBF时，把定数截尾实验定位首选实验手段。严格来说，继电保护装置需要达到一定的MTBF值才可以归结为可靠继电保护。截尾实效书范围定在4-7天，在试验当中，MTBF的值规定为M，但M的值可以用截尾实践的倍数值进行表示。在实验当中，我们采用抽样调查的方式，所以，试验样品r必须有代表性。通常而言，试验样品r可以通过批量大小R来确定。试验的过程当中必须保证持续通电，继电保护设备的出口回路触点实际工作状态能够准确体现该设备平均故障间隔，所以，我们需要保持对出口回路触点的实时监测。实验当中的参数可以自己进行调整，若相关失效数相比截尾实效数小，这个装置才能属于接受装置；若相关失效数相比截尾实效数大，这个装置才能属于拒绝接受装置[3]。

4.2.2 成功率实验

成功率实验的实验结果只有两种，就是成功和实效。实验结果表现为成功说明这个装置具备稳定的可靠性；实验结果表现为实效说明这个装置的可靠性需要进行进一步的改善。成功率实验也是采用抽样调查，总的来说，成功率试验所用试验样品数量要和MTBF一样，所以，我们可以同时做MTBF试验和成功率试验。实验当中指定：若试验当中表现出的成功率值不小于指定成功率值时，则这个装置属于接收装置；若试验当中表现出的成功率值比指定成功率值还要小，则这个装置属于拒收装置。

5 可靠性试验评估

（1）MTBF评估。这里主要评估装置当中平均故障间隔，以了解设备在实际运行中发生故障时间。（2）MTTR评估。这里主要评估装置当中的系统平均恢复时间，以便了解系统继电保护和自动化设备自动进行故障修复的能力。（3）故障率评估。对于电力系统当中的继电保护和自动化设备进行故障率评估可以帮助和分析装置在运行状态时出现故障的概率。（4）成功率评估。在指定的条件下，继电保护装置可以成功达成指定任务目标的概率。成功率、平均故障时间和系统平均修复时间之间息息相关，可以用以下的表达式说明三者之间的关系：成功率=平均故障时间/（平均故障时间+平均修复时间）。（5）正确成功率。正确执行动作的次数和做出动作次数可以得出正确成功率，也可以用以下的表达式进行表达：正确成功率=正确执行动作次数/做出动作的总次数。（6）不正确动作率。装置做出的不正确动作数和总共做出的动作次数可以得出不正确动作概率，也可以用以下的表达式进行表达：不正确动作概率=进行的不正确动作数/做出动作总数。

6 结语

电力系统中继电保护和自动化设备可以监测电力系统以及设备的运行状态并且可以在发生故障时及时找到故障的原因，减少由故障引起的损失，对于保证系统稳定运行有现实意义。只有加强管理维护，做好试验分析，才能及时发现问题，解决问题，提高装置性能和可靠性，全力保障电力系统运转。

参考文献

[1]楊凯.电力系统继电保护与自动化装置可靠性试验及评估分析[J].中国新技术新产品，2017，（4）：13.

[2]杨志岗.电力系统继电保护及自动化装置可靠性研究[J].中国科技投资，2017，（21）：182.

[3]李记英.电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析[J].海峡科技与产业，2017，（4）：88-89.