分析繼電保護的可靠性指標

李騰飛

摘 要：本文通過研究繼電保護的可靠性來探討其風險評估，通過對保護系統中可能導致繼電保護裝置的誤動，拒動和非選擇性動作概率分析，以及利用統計概率的方式來研究整個電氣設備繼電保護的可靠性，是評估系統可靠性的有效途徑和判斷系統是否可靠的綜合指標。

關鍵詞：繼電保護；概率；可靠性

1 緒論

繼電保護的可靠性就是指根據不同用戶的質量需要和數量標準向用戶提供用電能力的度量包括安全性和充裕性。研究電氣設備可靠性的目的就是評估電氣設備中等子系統中不同的可靠性指標。根據各個子系統的功能特點分別評估各自或不同組合的可靠性，進而提出了系統概率充分性和概率穩定性綜合評估。本文主要分析了繼電保護所涉可靠性技術問題，尤其是在高壓電氣設備的應用中，如何充分利用繼電保護作用，盡量避免一些不利的操作，減少因錯誤的操作而引起的損失，從而保證整個電氣設備的順利運行。

2 可靠性分析

電力系統規模龐大，所包含設備的數量和種類眾多。運行的電力設備間時刻保持電氣連接，運行狀態相互影響，組合系統的運行模式很多，元件故障常常具有相關性，各負荷也相互影響，對其進行預測存在不確定性。另外環境氣候條件、計劃檢修和反事故措施等是影響設備可靠性模型的重要因素，但對其進行精確、高效的數學描述還很困難，也極大地增加了計算的復雜性。因而電氣設備可靠性在最初探索階段和現今都是一個棘手的問題。

2.1 設計的可靠性

繼電保護裝置是一種自動裝置，在電力系統中主要負責電氣設備的安全可靠運行，這是它的主要職責也是任務。在繼電保護系統中，可靠性通常包含有所用元器件參數的可靠性和保護裝置電路結構性能的可靠性。由于繼電保護電路整體設計復雜，且電路中為保證整個系統的可靠性，在電路中大多都包含有防干擾，防過壓，自動決策，監視和測試以及原件的故障自鎖等功能，因而要保證整個系統的可靠穩定，元器件參數的可靠性也顯得非常重要。

2.2 運行的可靠性

現有的規劃可靠性評估是對電氣設備長期供電能力的綜合度量，反映的是系統長期運行的平均可靠性水平，不能夠反映實時運行狀態的可靠性。電氣設備中元件故障常常在特殊情況下發生的，不考慮元件的實時運行狀態，認為其可靠性模型和參數一直不變，這與實際情況是不相符合的。

2.3 繼電保護的可靠性

在“電力系統概率充分性和概率穩定性的綜合評估”一文中認為電氣設備中繼電保護可靠性是有繼電保護裝置的拒動和誤動形式表現的，其概率是衡量繼電保護可靠性的基本指標。繼電保護的不正確包含誤動，拒動和非選擇性動作三個方面。

2.3.1拒動概率

2.3.3非選擇性動作概率

保護裝置中非選擇性動作概率是指當電氣設備發生故障時跳閘的越級動作。越級跳閘的原因有很多種如環境，溫度，電子元件參數的不穩定等。因而在設計電力保護系統設備時要充分考慮這些因素。對于可能發生的越級跳閘，要采用必要的方案對策。仔細研究對于因環境，溫度變化或者元器件的損害導致的越級跳閘動作發生的概率，計算因這些因素導致的發生越級跳閘非選擇性動作概率。

3 繼電保護運行可靠性指標

對于第一類拒動概率和第一類誤動概率指標是根據統計的故障次數計算的的全概率，其中第一類拒動屬于隱性故障。代表著某一相對獨立的繼電保護系統的硬件在以后一段時間t 內發生1 次故障的可能性，也是硬件的可靠水平指標。減小這兩個風險指標，可以有效的降低系統的誤操作，從而提高系統的可靠性，通常的措施就是：

1）選擇經嚴格質量控制流程而生產的斷路器、繼電保護裝置、直流電源系統關鍵設備。2）保證相關二次接線的施工管理，進行認真全面的投運測試，防止錯誤接線。3）嚴格執行二次系統運行、維護、檢修的安全監控流程，防止人為因素干擾。4）合理的定期測試，重視并認真分析繼電保護裝置的自檢告警信息，充分評估其危險性，及時更換可疑元件或模塊。

4 結論

綜合考慮各種不確定因素對其進行運行可靠性評估確有必要且是可行的。本文提出的評估模型能夠量化出保護在特定差動量和制動量下的拒動和誤動概率，而且其分布的平均值能夠綜合評估保護在各種情況下的總體性能，對于整定計算和保護判據設計也具有指導意義。在相對意義上，這些指標能夠一定程度地反映差動保護運行性能的優劣以及電氣設備因此而面臨的風險。

參考文獻：

[1]戴志輝.繼電保護可靠性及其風險評估研究[D].華北電力大學，2012.