基于失效率函数的继电保护风险评估研究

王萍萍++谢颖++罗倩++杨杰

摘 要：电力系统是工业生产及国民经济正常运行的必备条件，国民经济和工业的迅速发展伴随着电力覆盖范围的大肆扩张，因此保证电网的安全稳定运行，提高其继电保护装置的可靠性，成为电力系统研究的核心问题。继电保护是整个电力体系中最为重要的一环，其能否正常、稳定工作，是对于用电可靠性进行保证的主要依据。设备的失效率和保护装置的可靠性可谓是体系稳定运行的重要因素，也是继电保护风险评估的主要依据。本文在分析继电保护失效率的同时，给出了失效率函数的计算方法，针对继电保护失效率计算、风险评估、继电保护可靠性三个方面，讨论对继电保护系统的风险进行评估与提高可靠性的方法。

关键词：继电保护；失效率；风险评估；可靠性

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0168-02

作为电网的第一道防线，继电保护装置的安全可靠性一直是生产中的重中之重，二次可靠性是避免事故发生或其他影响的重要保证，因而研究继电保护系统的可靠性对于整个系统来说就特别重要。失效率是風险评估的一项重要指标，但是失效率会随着时间而变化，使得风险评估变得十分困难，传统方法只能对数据进行定量静态分析，一旦系统出现扰动，其可靠性分析则无法进行。如何对继电保护系统运行中可能出现的变化和面临的暂稳态风险进行深入分析，从保护运行的实际情况进行全过程的系统评估显得尤为重要。

1 原理简介

失效或故障是指设备丧失原有功能，继电保护中用来描述设备其的指标称失效率函数，简称失效率，是可靠性评估的主要研究依据，记为，用于表征单位时间内的t时刻内未失效的保护装置概率。若将X记为保护无故障运行的时间，Pr为事件发生的概率，则失效率函数可由下式表示：

失效率的定义是可靠性分析中独有的概念，主要用于反映保护装置可靠性。根据相关定义，可靠度是用来表征在时刻t装置正常运行的概率，其与失效率的关系可表示为：

2 失效率函数计算

失效率函数广泛用于继电保护的可靠性计算与风险的评估，根据偶然失效率能够算出总失效率如图1所示，为隐患风险评价工作奠定了基础。若用f（t）和F（t）表示继电保护装置正常运行时间Z的密度和相应分布，则失效率为：

从上式可以看到失效率是和时间t相关的，因此继电装置失效率是一个遵循时变规律的图形。可靠性的模型大都是依赖于时刻的失效概率来确立的，然而在现实中，存在很多不确定因素，使曲线呈盆状。

正常来说能把继电保护装置失效的情况分为偶然失效和老化失效。其中的由于偶然情况造成的失效情况称为偶然失效，而把元件老化等造成的失效称为老化失效，因此必须从这两个方面进行计算。

设为装置的偶然失效率，为装置的老化失效率，为总的失效率，其估算流程如图2所示。

3 风险评估的可靠性分析

对于继电保护，除了对隐性风险评估外，还应考虑到相应的继电设备的运行可靠程度。继电设备的可靠性既是对继电装置的基础保障，同时保证电网动作的底层保障。相应的设备务必要做到灵活、可进行选择以及安全可靠性等要求，保证能够在故障发生后能够正确动作，将不正常运行的设备及时切掉，以避免其产生的不良反应，使得相关系统可以的稳定性可靠运行。

将继电可靠性进行提升，就能够减少相应设备的误动、拒动发生的次数，使得不可能由于局部故障的出现，对整个电网运行造成影响。对故障出现的范围进行控制，将由于其造成的损失努力降到最低，使得各部分运行可靠。要保证电网继电设备的可靠性时，不仅对继电设备的选择有着相应的要求，同时还需定期对保护装置进行检修与维护，及时更换超过工作年限的老化设备及存在异常工作状况的失效设备，保证整个继电系统可以正常稳定地运行。面对电力建设的复杂程度及自动化程度的不断提高，在对继电设备的可靠性进行分析时，可以采取更加高效的措施来提高对所有电网的保护。

4 结语

继电保护是对电网乃至全部用电体系可靠运行的重中之重，对于其过程中存在的一系列显性和非显性的风险，一定要结合其实际工作状态进行分析与评估，并选用有效的方法来增加继电设备可靠性，保证电网运行的安全性。

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