電力系統繼電保護與自動化裝置可靠性試驗及評估分析

楊凱

摘 要：電力系統運行中，要確保設備的安全穩定，就需要繼電保護裝置發揮作用。隨著自動化技術被應用于繼電保護裝置的設計中，實現了繼電保護裝置技術全面更新，自動化裝置的可靠性成為了保證電力系統繼電保護作用得以充分發揮的關鍵。本論文針對電力系統繼電保護與自動化裝置可靠性試驗及評估進行研究。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；自動化裝置；可靠性試驗；技術評估

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

電力系統運行的過程中，繼電保護裝置發揮著重要的作用。自動化技術滲入到繼電保護裝置中，提高了繼電保護裝置的保護性能，同時對裝置的運行可靠性提出了更高的要求。在檢測技術中，可靠性技術是將數理統計與概率論整合，對產品的參數通過計算的方式獲得檢測結果，以生產出高質量的產品。可靠性技術是對產品各項元素的可靠性進行研究，包括特征量、產品的設計、制造、評估等等方面都要提高技術可靠性才能夠保證產品的質量。電力系統中，繼電保護裝置是重要的組成部分，能夠對設備元件實施自動化保護，以確保元件正常運行。當電力系統處于運行狀態的時候，自動化裝置起到了實時監控的作用，不僅可以對系統的運行狀況自動測試，而且還具有系統調節的功能，從而確保電力系統安全可靠地運行。

一、繼電保護裝置和自動化裝置的可靠性指標

在電力系統中，繼電保護裝置所發揮的作用是能夠對系統運行故障及時發現，并對故障及時排除。所以，繼電保護裝置對電力系統的運維起到了保護作用，做好該裝置的檢測、維護工作是非常重要的。

繼電保護裝置多種多樣，其可靠性與裝置自身的功能以及電力系統自身所具備的性能息息相關。同時，繼電保護裝置的保護性能對其抗干擾能力起到了決定性的作用。通常而言，對繼電保護裝置的運行可靠性進行評估的參數包括：成功率的評估、故障間隔時間的評估、故障恢復時間的評估、有效度的評估。

與繼電保護裝置有所不同，自動化裝置作為可以維修的裝置，對其可靠性進行評估的參數包括：無故障時間的評估、故障恢復時間的評估和有效度的評估。

二、可靠性試驗

本次試驗主要是針對故障間隔時間和成功率進行評估。

（一）故障間隔時間的評估

本項評估所采用的是傳統的測試手法，所獲得的試驗參數為：抽樣置信度為0.1，截尾實效數為1時，截尾時間為2.1；截尾實效數為4時，截尾時間為5.2；截尾實效數為6時，截尾時間為8.6；截尾實效數為8時，截尾時間為11.11；截尾實效數為10時，截尾時間為14.12。繼電保護裝置的有效保護功能要充分發揮出來，就需要將截尾實效數界定在4～7之間。

采取抽樣的方法是對具有代表性的樣品進行試驗測試，所選取的合適試驗樣品數R可以按照批量大小確定取值范圍R。通常批量大小為3～7時，取值范圍R為2；批量大小為12～15時，取值范圍R為4～6；批量大小為25～58時，取值范圍R為9～12；批量大小超過160時，取值范圍R為11～30。

（二）成功率的評估

成功率的評估結果通過實驗室試驗獲得，結果分為實效和成功。實效的結果說明接受檢測的裝置還需要技術改進以提高其可靠性；成功的結果說明接受檢測的裝置具有很強的可靠性。如果試驗中所獲得的成功率已經超過了規定的成功率，這個接受檢測的裝置就可以判定為“接收”，反之為“拒收”。

三、產品的可靠性評估

對產品進行可靠性評估，主要是測評6項重要指標，即故障間隔時間地評估、故障恢復時間地評估、故障發生率地評估、成功率地評估、動作正確率地評估、動作錯誤率地評估。對這6項指標采用科學的評估方式并獲得準確的評估結果，才能夠對電力系統的繼電保護裝置的可靠性以及自動化裝置的可靠性加以確定。

（一）故障間隔時間的評估

對電力系統的繼電保護裝置與自動化裝置進行評估，重點要了解運行故障的發生時間，估算故障之間的間隔時間，以獲得電力系統故障發生規律。

（二）故障恢復時間的評估

電力系統的繼電保護裝置與自動化裝置都具備自動恢復功能。對故障恢復時間進行評估，主要的目的是對繼電保護裝置與自動化裝置的故障恢復能力進行評估。

（三）故障發生率的評估

對故障發生率的評估，目的在于掌握繼電保護裝置與自動化裝置在運行的過程中所發揮的性能，尤其要掌握故障發生的頻率。

（四）成功率的評估

無論是繼電保護裝置，還是自動化裝置，都需要在特定的條件下完成指定的任務。進行成功率評估的主要目的是獲得繼電保護裝置與自動化裝置完成任務的概率。對成功率的評估，與故障間隔時間、故障修復之間都存在著密切關系。關系式如下：

成功率=故障間隔時間÷（故障間隔時間+故障修復時間）

（五）動作正確率的評估

動作正確率是正確的動作次數在動作的總次數中所占有的比率。關系式如下：

動作正確率=正確的動作次數÷動作的總次數

（六）動作錯誤率的評估

動作錯誤率是錯誤的動作次數在動作的總次數中所占有的比率。關系式如下：

動作錯誤率=錯誤的動作次數÷動作的總次數

結語

綜上所述，電力系統地運行中，其運行狀況決定于繼電保護裝置的可靠性和自動化裝置的可靠性。為了確保繼電保護裝置和自動化裝置在運行中安全可靠，就要對其進行試驗檢測，并進行科學地評價，以對繼電保護裝置和自動化裝置的性能深入了解，對電力系統的穩定發展具有一定的促進作用。

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