基于模型分析的繼電保護系統可靠性技術研究

摘 要：隨著現代化的不斷發展，電網在各行各業的運用非常廣泛，繼電保護系統成為了保障用電安全，保證生產生活順利進行的關鍵，因此，各界對繼電保護系統可靠性的要求也逐漸增加，本文根據繼電保護系統可靠性分析模型，分析可靠性影響因素，對繼電保護系統提出改進方案。

關鍵詞：可靠性模型 繼電保護 技術研究

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

繼電保護系統是保證電網運行的關鍵，因此如何提高繼電保護系統的可靠性成為相關研究者關注的重點。影響繼電保護系統可靠性的因素主要分為硬件可靠性、軟件可靠性和人為因素三大部分，根據繼電保護系統可靠性模型的分析，必須探討如何改進硬件的設置和軟件的編程設計，如何提高日常操作和維護管理，從而提高繼電保護系統的可靠性。

1繼電保護系統可靠性研究標準

繼電保護系統的可靠性是指其能夠在既定的時間內能夠完成繼電保護的功能，并保證其可靠和經濟。在研究繼電保護系統可靠性時，一般使用概率、時間、頻率等來表示繼電保護系統可靠性的高低。

其中，使用概率表示的是該繼電系統在預定時間內，既定條件下完成規定動作的概率，是較為普遍的可靠性表示方法，但由于概率不能用于表示被更改、修復之后的系統，所以只能表示繼電保護系統發生第一次故障前的可靠性。

使用時間表示的是該繼電系統發生故障前的平均使用時間，如果系統被修復，則表示的是上一次故障修復后和下一次故障前的使用時間。

使用頻率表示的是該繼電系統在預定時間內出現正確動作的頻率，其公式為正確動作率=（正確動作次數/總動作次數）*100%，以我國的標準，正確動作率應該以Pc表示，不正確動作率使用Pe表示。

2繼電保護系統可靠性影響因素

2.1硬件

硬件是繼電保護系統的基礎，其中較為重要的有電源供應設備、數據轉換設備、數據處理設備、斷電設備等，硬件之間關系密切且復雜，導致系統的設置繁雜，在使用的過程中，由于受到溫度、濕度等的影響，很容易導致硬件發生故障，直接影響了繼電保護系統的可靠性。

2.2軟件

軟件是繼電保護系統工作的關鍵，軟件的設計和編程將會直接影響繼電保護系統的運作，因此，如果出現軟件在設計和編程時程序存在沖突、漏洞等較為嚴重的錯誤，或者在運行過程中參數超過了原本設計的承載量，導致系統崩潰等，是繼電保護系統可靠性研究的主要標準。

2.3操作

使用者是否按照規定的流程進行操作，也是影響繼電保護系統可靠性的主要原因，例如操作人員在進行系統按照時出現將繼電保護系統的參數和初始值設置出錯，或者在使用的過程中沒有按照標準進行操作，沒有按照要求對繼電保護系統進行保養等，都會影響到繼電保護系統的可靠性。

3繼電保護系統可靠性技術模型

3.1常規繼電保護系統可靠性技術模型

常規的繼電保護系統可靠性研究技術模型是基于對常規可修復原件的可靠性進行研究，因此，常規繼電保護系統的可靠性模型參數主要是繼電保護系統的工作狀態、工作時間、修復時間等，而且繼電保護系統可靠性模型的工作時間和修復時間往往比較模糊，不能準確地使用數學方法進行表示。

3.2整合繼電保護系統可靠性技術模型

通過繼電保護系統可靠性衡量標準分析，繼電保護系統的可靠性是根據繼電保護元件的保護動作決定，如果繼電保護元件的保護動作效率較高，那么系統的可靠性也較高。根據可靠性研究的原理，整合的繼電保護系統可靠性技術模型從繼電保護元件的改進入手，將同組的繼電保護元件進行整合，有效解決單個繼電保護元件對物理狀態的反映失誤問題，并且將元件數據設計為一個整體，提高繼電保護系統的效率，降低元件之間出現重復和相互沖突事件的發生概率。

整合的繼電保護系統可靠性模型將保護元件的對正確保護動作的概率設置為Pc=P[xi，j=1▏Hi]，1≤i≤N，1≤j≤k，相應不正確的保護動作概率為Pe=P[xi，j=1▏H0]，1≤i≤N，1≤j≤k。將元件整合后決策的正確保護動作是將整合后的決策向量和元件不正確保護動作進行概率運算。

根據以上繼電保護系統可靠性分析模型，能直接由繼電保護元件的可靠性得到繼電保護系統的可靠性，并同時計算了繼電保護元件的不正確動作概率，能夠從根本上提高繼電保護系統可靠性分析模型的效率，減少由誤差導致的計算結果偏差，不僅提高了繼電保護系統可靠性分析的準確性，也能夠為繼電保護系統可靠性的改進提供方向和檢測標準。

4繼電保護系統可靠性改進措施

4.1硬件改進措施

根據繼電保護系統可靠性分析模型，元件的可靠性是影響繼電保護系統可靠性的關鍵因素之一，因此，在選擇繼電保護系統的硬件時應該嚴格控制質量，盡量使用故障概率小，且壽命較長的元件，從而降低繼電保護系統的故障發生率，提高繼電保護系統可靠性。在使用晶體管是應該注意其容易受到干擾的特點，在設計晶體管的位置時避免附近有干擾性強的設備，此外還需要充分考慮安全因素，避免將其放置在高壓室附近，以免高壓電流和電壓故障影響到晶體管的工作可靠性。

4.2軟件改進措施

在對軟件進行設計時，應該盡量使用結構化、模塊化的設計方法，該方法既能夠滿足繼電保護系統運行的需求，又能夠提高維護和修復的效率，從而降低軟件設計開發的成本，增加軟件的使用壽命。在繼電保護系統軟件中加入檢驗錯誤運行的設計，使繼電保護系統在使用中能夠準確檢測到錯誤，自行改正，并對錯誤進行報告。提升繼電保護系統軟件的質量，使不同編碼的程序能夠在互聯的控制器上同時運行，提高軟件計算效率。在軟件中設置復位系統，當意外原因導致繼電保護系統運行出錯或者難以自行修復時，能夠將中央處理器進行復位，使其能夠按照正確的方式運行。

4.3使用管理改進措施

繼電保護系統的使用方式是影響其可靠性和使用壽命的重要因素，因此在對繼電保護系統操作和維修人員的管理上，應該建立健全的管理機制，要求相關人員嚴格按照規定的流程操作，保證規范性，在異常情況發生時進行及時有效的處理。加強對相關人員的專業知識培訓，減少因操作失誤而導致的繼電保護系統故障，保證系統的順利運行。

5結語

隨著社會對電網需求不斷加大，對繼電保護系統可靠性的要求也不斷提高，繼電保護系統相關設計人員應該重視繼電保護系統可靠性影響因素，結合系統實際使用情況，改進繼電保護系統的可靠性分析模型，為系統的優化指明方向，改進系統硬件和軟件的設計，改善操作和維修人員的管理，從多種角度共同提高繼電保護系統的可靠性。

參考文獻

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