电力系统继电保护及自动化装置可靠性试验与评估

李仲绵

摘 要：电力系统运行过程中主要包括两个部分的内容，具体包括了继电保护以及自动化装置等情况。这两个部分直接关系到整个电力系统实际运行的稳定性效果以及安全系数。针对产品实施可靠性的检验工作能够有效提升产品使用安全性，更加对系统继电保护及相关自动化操作水平提高起到不可或缺的作用，能够确保电力系统的安全有效运行。

关键词：电力系统；继电保护；自动化；装置

可靠性技术属于在电力系统检测之中一项至关重要的技术门类，这项技术的理论基础是数学统计以及概率学。可以对产品参数情况实施精密有效运算，更加能够对产品的可靠性水平以及可靠性设计形成准确评估。本研究中继电保护则属于智能变电系统运行环节之中的关键部分。继电保护装置同样也是电力系统之中的关键构成，其具有分别保护元件能够良性运转的功能，自动化装置主要功能和目的是为了实现对系统状况的观察与测试，可以提升电力系统运行安全性。

1 可靠性指标体系

1.1 装置的运行

继电保护装置在智能变电站电力系统的运行和维护中发挥着重要作用，一旦系统运行出现故障，继电保护装置就能及时发现问题，将障碍排除。继电保护装置为电力系统的正常运行提供了安全保障，因此，在整个智能变电站的运营维护中，要注意加强继电保护装置的检测、保养和维护工作，以保障继电保护装置的正常运行。

自动化装置的功能体现在对电力系统中各设备的监督和控制上，远程遥控是自动化装置的独特优势，利用自动化装置，工作人员可以进行遥测、遥调以及遥控等操作。

1.2 装置的可靠性指标

继电保护装置的种类较多，按照构成原理的不同，可以分为机电型和静态型两种不同类型；按照输入激励量的不同可以分为单激励量和多激励量两种类型。继电保护装置自身的特点以及电力系统的运作性能决定了继电保护装置可靠性的高低，也决定了继电保护装置抗干扰能力的强弱。一般来说，评定继电保护可靠性指标的重要参数有以下几个面：（1）成功率表示为R，通过实际规定中，可以确定任务的主要成功率情况。（2）MTBF主要是指平均故障产生的是时间间隔情况，主要强调了继电保护设备在规定时间之中完成的特殊功能情况。（3）MTTR主要是指平均恢复时间情况，主要强调的是继电保护装置需要从实效到正常运转的过程中产生的时间平均值情况。（4）有效度分析，主要是指继电保护过程中产生的有效度情况，其能够综合体现出继电保护设备方面的主要指标。

2 实验

2.1 实验条件

针对电力继电保护及自动化装置开展可靠性实验，与其他电力装置实验存在一定差异性，该实验对电源条件的要求较高，且对实验的环境温度也提出更高要求。以电源条件来看，该可靠性实验要保证交流电源是正弦波，该正弦波波形畸要控制在2%以内，交流电源频率为49.5Hz到50.5Hz之间，其交流分量不超过6%；以实验环境温度条件来看，该可靠性实验要在温度20℃、湿度50%上下、大气压力90-100kPa环境中进行。与此同时针对该实验进行要保证三相电源平衡。

2.2 实验方案

针对电力继电保护及自动化装置开展可靠性实验，是针对MTBF与成功率的测试，主要试验过程如下：

2.2.1 MTBF测试。MTBF测试主要是指平均故障间隔时间，在进行该测试的过程中主要应用传统实验方法，以室内实验为主，定数截尾实验是该测试环节中最优实验方案。如下表1所示，即MTBF参数情况。

总体而言，在确定达到几点保护装置的制定MTBF值的情况下才能够真正体现出继电保护的效果。结尾实效数据呈现出的来的具体范围之时2～6，此时MTBF值可以被设定是M，而M本身应当是结尾实效数据中的倍数关系。

在进行实验的过程中可以实施认为设计，在对比失效数据以及结尾实效数据时，对更小的可以判断为接收，在出现大于或者等于情况下可以装置可以重新判断为拒收。

2.2.2 成功率实验分析。成功率实验与前述中实验一样也需要通过实验室实验的方式完成的，实验结果也可以具体被划分为两个方面，分别是成功与实效两种。成功表示的是装置本身拥有十分优秀的可靠性，实效则是指装置所具有的可靠性上需要进一步加强。成功率实验同样也需要采用抽样方法完成，总而言之，成功率的实验中相关数据与MTBF中相比较，两者是可以同时完成的。

3 可靠性试验评估分析

产品的可靠性评估体系由MTBF评估、MTTR评估、故障率评估、成功率评估、正确动作率评估以及不正确动作率评估等构成。只有对以上六项指标进行综合测评，才能对电力系统继电保护装置及自动化装置的可靠性进行科学评估。（1）MTBF评估。MTBF评估主要是对装置的平均故障间隔时间进行估量，了解电力系统继电保护及自动化装置在运行中出现故障的时间。（2）MTTR评估。MTTR评估主要是对装置的平均恢复时间进行估量，掌握了解电力系统继电保护及自动化装置自动修复故障的能力。（3）故障率评估。对电力系统继电保护及自动化装置的故障率进行评估目的在于了解和掌握该装置的运转性能及故障出现的频率。（4）成功率评估。成功率是指继电保护装置在规定条件下，成功完成指定任务的概率。成功率与平均故障时间值和平均修复时间值密切相关，三者间存在这样的关系表达式：成功率=平均故障时间值/（平均故障时间值+平均修复时间值）。（5）正确动作率。正确动作率由正确动作次数和动作进行的次数决定，其关系表达式为：正确动作率=正确动作次数/动作总次数。（6）不正确动作率。不正确动作率由不正确动作次数和动作进行的次数决定，其关系表达式为：不正确动作率=不正确动作次数/动作总次数。

结束语

综上所述，继电保护以及自动化装置方面的研究，尤其是可靠性情况直接影响电力系统实际运行。更加属于电力系统中完成可靠性运行以及测试中的必要途径。通过针对系统实施两个方面的检验检测与屁股，可以明确系统运行效果，对未来电力系统的正常运转起到参考效果，更加是不断提升系统水平的关键。因此，本研究具有至关重要的作用。

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