继电保护系统状态评价研究

郭俊峰

【摘 要】 为了适应智能电网建设安全、高效的核心要求，对继电保护系统状态评价研究进行了综述。重点关注继电保护系统的状态划分、隐藏故障的诊断方法、风险分析三方面的研究进展，分别从诊断方法、评估模型、风险评价指标与基础数据来源等方面比较了研究成果的优缺点，指出进一步研究应围绕构建继电保护状态指标、研究在线诊断技术、提出信息接口标准等方面展开。

【关键词】 继电保护  风险评估  可靠性

随着我国逐渐加快智能电网建设的步伐，新能源大量接入，智能电力电子器件不断增多，使得对新型继电保护装置的需求日益增加，保护的整定配合随之更加复杂，继电保护系统发生不正确动作的可能性会更大。此外，为了节省二次设备的巡视、检修资源消耗，减少检修停运时间和次数，急需实施继电保护设备的状态维修。因此研究继电保护状态诊断，开发继电保护状态评价体系就具有重要意义。

1 继电保护系统状态

继电保护状态是继电保护系统实现其预定保护功能的一种能力。继电保护系统状态评价主要是通过状态诊断，从而对运行中的继电保护设备性能及其系统功能进行评价。下面将分析继电保护系统状态，主要分为设备状态、回路状态与功能状态等。

1.1 设备状态

设备状态主要是指继电保护装置中的硬件状态与软件状态，设备状态与诸多因素有着联系，如：设计水平、软件版本、运行环境与维护条件等。设备状态可以分为投运状态与停运状态，其中停运状态还可以分为检修停运、随机停运、误动停运与拒动停运等，设备状态的划分是根据其不同目的实现的。继电保护系统自身具有诊断功能，因此设备失效可以分为自诊断与不可自诊断失效状态。同时，继电保护设备其较长时间均处于准备工作的环境中，众多因素影响着设备的状态，因此设备状态还可以分为正常动作、不正常动作与过渡状态。

1.2 回路状态

继电保护系统的回路主要分为通信回路、交流回路、直流回路与二次回路等，通信回路拥有自检的功能，其他回路不能进行硬件自检，不具备监测功能。在继电保护系统中通信回路有着重要的作用，对正确动作有着深远的影响。二次回路的组成主要是有继电器与连接设备的电缆等，其最突出的特点便是具有分散性与多点性，二次回路的工作状态不具备职能诊断设备与方法。

1.3 继电保护系统功能状态

微机保护系统由二次回路、保护装置、收发讯机、操作箱继电器等环节组成;数字化继电保护系统由同步时钟源、传输介质、互感器、合并单元、交换机、保护单元、智能终端、断路器等环节组成。继电保护系统是通过装置间相互配合来完成工作的，系统功能状态是对上述各环节状态的综合反映。在考虑隐藏故障的前提下对元件之间的相互影响进行适当解耦，将不同元件导致的误动状态归为一类状态，得到更为实用的状态模型。此外，考虑到继电保护装置自检、在线监视功能、冗余配置、热备用、保护闭锁的影响，继保系统的功能存在多种可能状态。从系统可靠性建模来看，其组成会越来越复杂，状态数目会越来越多，研究更为完善的模型和智能分析工具，将会是解决这一问题的有效途径。

2 继电保护系统状态的诊断方法

继电保护系统状态的诊断方法主要有在线诊断，对其隐藏故障的诊断与对其保护状态的诊断等。在线诊断为继电保护系统在线状态评价奠定了坚实的基础，但其中仍存在问题，主要是保护状态评价的基础数据欠缺。继电保护的隐藏故障诊断是较为重要的技术手段，指导着继电监视系统的设计。继电保护系统的保护状态诊断有着较快的发展速度，并有着较为明显的特征，即：静态与动态特征。总结以上在线诊断方法，就目前的技术水平来看较为实用的做法是利用测量冗余对继电保护交流回路进行诊断，利用故障录波和保护装置内部信息进行保护系统故障反映能力诊断。继电保护系统状态的分析和应用。

2.1 继电保护风险评价

继电保护风险评价主要是根据继电保护设备状态进行分析而形成的，其涉及的基础数据主要源于模块与系统的运行、维护、停运等状态的原始记录，通过收集从而实现对历史数据的统计，现阶段，风险评价方法主要依据便是历史统计数据。在继电保护系统状态评价中继电保护状态诊断信息是十分重要的，其技术数据的获取过程便是诊断的过程。继电保护状态诊断信息对于完整的状态评价至关重要，诊断过程即可以视为基础数据的获取过程。状态评价不仅能得到量化的失效率，还希望得到距“失效边缘”的距离，这样可使其评价结论更为准确。

2.2 安全措施

继电保护装置状态评价主要是通过隐藏故障诊断措施实现的，对其中影响保护装置的拒动与误动后果进行分析，进而采取必要的手段，如：出口隔离、功能重组等，从而保证继电保护设备的安全性与可靠性。随着变电站保护系统逐渐实现数字化，对其解决的方案主要有SBPU和SB方案。这种方式的优点在于无须添加硬件设备，仅通过软件功能的调用和信号传递方向的改变即可实现对失效保护装置的功能替换。

3 结语

信息与通信技术的快速发展，为继电保护技术带来了质的飞跃。继电保护从原理到硬件结构均日趋成熟，满足了电力系统发展的需要。随着社会的发展，经济的进步，我国电网建设的规模不断扩大，继电保护装置也在逐渐更新，继电保护系统包括硬件设备与软件设备，其功能是实现继电保护，继电保护系统的安全性得到了广泛的关注，因此研究继电保护系统状态评价有着积极的作用。相信，在新技术不断发展与支持下，继电保护技术将得到快速的发展，继电保护系统状态评价将能够更好为设备性能及系统功能的评价服务。

参考文献

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