继电保护装置可靠性及其最佳检修周期的相关探讨

柳旭东

摘要：继电保护装置是否可靠，直接关系到电力系统运行是否安全与稳定。在社会持续发展过程中，电力系统运行环境更加复杂，继电保护装置所受干扰因素也不断增多，尤其在智能化继电保护发展中，要更关注继电保护装置的检修工作。本文重点探究继电保护装置可靠性以及装置的最佳检修周期，通过科学理论和科技手段不断优化继电保护装置。

关键词：继电保护装置;可靠性;最佳检修周期

一、继电保护装置可靠性

继电保护装置是电力系统中维护电气设备安全，保障供电可靠的重要技术手段，可靠的继电保护系统可使电力系统更具选择性、可靠性、速动性及灵敏性，基本原理是在电力系统当中相关元件发生异常情况或短路时，通过感应电气量变化做出继电保护动作。继电保护装置包括硬件系统、软件系统，在可靠性分析中，需基于软件与硬件特点划分可靠性影响因素，同步构建故障计算模型，进而通过马尔可夫状态对保护可用性以及故障率进行解决。

1、硬件系统模型

结合继电保护装置的硬件功能以及系统特点，主要将其划分成6个部分，分别为继电保护装置、断路器与相关操作机构、电流与电压互感器、次级电路、设备通信通道以及接口、继电保护辅助装置，也就是作用于二次电路开关，通过操作断路器来控制断路器的辅助控制器。对于硬件系统，其故障主要有保护失效、断路器故障，基于此创建硬件系统故障树。结合硬件系统故障树，可得出保护硬件系统实际故障率是：

在对硬件系统实际故障率进行计算期间，要结合硬件系统内所有硬件组具体故障率对设备健康指数加以应用，进而构建状态维修相关可靠性指标。其中，设备健康指标需按照设备状态检测数据对设备状态展开量化评估。设备失效概率和健康指数两者关系式为：

公式当中的ps代表设备故障概率、K代表比例系数、C代表曲率系数、HI代表设备健康指数。其中曲率系数、比例系数可基于2a之上设备故障总体数据以及设备健康指数实现逆向计算，最终得到所需结果。

2、软件系统模型

在微处理器继电保护当中，其关键核心在于软件算法，一旦软件错误，会使保护设备拒绝运行或出现故障。为分析保护软件功能，可通过相关模型对保护软件可靠性展开衡量，进而得出保护软件算法具体失效率，是：

公式当中的λ代表软件系统具体故障率、λ0代表软件系统的初始故障率、θ代表故障减少系数、μ代表软件运行中已知错误次数累计值。

3、可靠性计算

对于继电保护系统，可通过马尔可夫过程进行工作描述。根据系统状态空间，可得出系统转移矩阵：

公式当中，λ1代表硬件故障在自检中的失效率、μ1代表硬件故障经自检后的修复率、λ2代表硬件故障在无法自检情况下的失效率、μ2代表硬件故障在未自检情况下的修复率、λ3代表软件失效率、μ3代表软件修复率。另外λ1=cp，且λ2=（1-c）p，c指的是硬件失效后能自检的几率。

结合相关状态概率，可知保护系统维持正常工作状态其概率pU是：

二、继电保护装置最佳检修周期

在检查及维修系统当中，主要把检查过程分成三个层次：维护决策层、计划层、实施层。在保护及检查决策层中，主要内容是决定对保护是否展开大修、具体的保护以及维护顺序、详细的维护内容。为确定最佳检修周期，本文主要探讨是否对保护进行彻底检修和具体的维护顺序。

为最大程度降低检修难度，提升检修效率，目前主要将继电保护系统维护分成小修与大修两类。结合上文计算的故障概率，先预设两个检查阈值：Pmax、Pmin。继电保护系统其故障保护率是pE，若其超过Pmax，则证明保护系统故障问题比较严重，要全方位的检查与维护保护系统，即进行检修工作;若pE在Pmin至Pmax区间内，则证明保护系统其故障问题相对较大，有故障概率不过严重程度不高，有必要展开维护，此时可结合实际情况适当简化维护流程，也就是进行小修;pE在Pmin之下，则代表保护系统处于正常运行状态，无需进行维护工作。

另外，要对电网系统当中全部继电保护系统实现详细统计，于系统之内收集并统计在线监测信息、故障缺陷信息、保护自检信息、日常维护信息、系统内各个组成部分有关运行维护信息等。在资料统计与整理基础上，结合国家规范化评估指引以及专家分析系统展开组分分析，进而得到具体的健康指数。结合相关参数，通过上文公式对不同组分具体失效概率进行计算，可結合马尔可夫空间模型以及保护故障树对保护系统发生故障的概率进行计算，结合以往维护中积累的经验数据确定两个检查门限，根据阈值范围明确是否对保护系统进行检修，若检修需明确是大修还是小修，或确定为未修复。

根据检修决定及方案明确系统维护成本，并对拒绝分析进行维护保护，对误操作加以处理，科学计算负载流量以及保护失效整体风险，结合公式计算获得综合保护风险。之后，需明确详细的保护维护顺序，全方位的分析班级成绩，根据现有资源组织检修工作，完善的制定检修方案与计划，最后落实维修。

三、结束语

为保证继电保护装置具有较高可靠性，需要保证相关装置配置合理，技术性能高，各项内部构件质量优良，以维护继电保护装置能够正常稳定运行，并做好日常管理。无论哪种电力设备，均严禁在没有继电保护情况下运行，所以电力部门要高度重视对继电保护系统进行可靠性研究，并结合系统设备运行情况明确最佳检修周期，在继电保护可靠、稳定基础上，维护电网运行正常。

参考文献：

[1]杨洋.电力系统中继电保护和自动化装置可靠性研究[J].科技经济导刊，2020（34）：78-79.