继电保护系统综合可靠度的计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统中变电站的继电保护系统可靠度的计算方法。目前的继电保护系统采用固定的检修周期，对有的设备来讲周期过短，造成人力、物力、财力的浪费；而对有的设备来讲周期又过长，造成设备的故障率增高和可用率的降低。本发明专利技术采用了一种继电保护系统综合可靠度的计算方法，其特征在于：把一个由继电保护设备及二次回路组成的继电保护间隔分为交流电流、电压及开关量输入回路，保护装置本体，和跳合闸回路三个环节；继电保护系统在ｔ时刻的综合可靠度用以下方式计算：根据继电保护系统的可靠度可以合理安排检修周期，避免了过度检修或检修不足，并同时指出了重点检修环节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统中变电站的继电保护设备及其二次回路(简称继电保护系 统)可靠度的计算方法。
技术介绍
变电站的继电保护设备及其二次回路(简称继电保护系统)长期以来都实行计划 检修。计划检修的周期是在通过经验积累掌握了设备平均故障率后，为确保继电保护系统 可靠性而确定的一个检修周期。目前在继电保护系统检修中通常以间隔为单元，以2 6年 定为一个间隔的定期检修周期。由于保护设备及二次回路的寿命往往超过10年，2 6年 定期检修只能是针对可能出现的随机故障。然而，即使是随机故障，不同厂家生产的设备在 不同的使用环境下，其发生随机故障的概率并不相同。采用固定的检修周期，对有的设备来 讲周期过短，造成人力、物力、财力的浪费；而对有的设备来讲周期又过长，造成设备的故障 率增高和可用率的降低。其次，设备在使用过程中表现的行为也能体现其可靠性，固定的检 修周期不能有效地利用这些行为信息。如果能合理利用继电保护系统的一些表现行为，就 可以在保证继电保护系统可靠度的情况下，合理安排检修周期，避免过度检修或检修不足， 并可以指出重点检修环节。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种继电保护 系统综合可靠度的计算方法，其利用继电保护系统的一些表现行为来计算可靠度，然后根 据可靠度高低来安排检修时间，以达到适时检修的目的。为此，本专利技术采用如下的技术方案，其特征 在于把一个由继电保护设备及二次回路组成的继电保护间隔分为交流电流、电压及开关 量输入回路，保护装置本体，和跳合间回路三个环节；把继电保护系统的一些表现行为分为 如下事件事件1、继电保护正确动作，事件2、继电保护间隔整组联动试验，事件3、保护装 置本体试验，事件4、区外故障或设备异常运行时保护发出启动或告警信号，事件5、手动跳 合闸；三个环节在t时刻的可靠度用以下方式计算1)输入回路可靠度i ,⑴二 e_Al(' ，其中X1为输入回路故障率，tl为事件1、事件 2、事件4离当前时间最近的一个事件的时间；2)保护装置本体可靠度武⑴= e ，其中λ 2为保护装置本体故障率，t2为事 件1、事件2、事件3离当前时间最近的一个事件的时间；3)跳合闸回路可靠度= …，其中λ3为跳合闸回路故障率，t3为事件1、 事件2、事件5离当前时间最近的一个事件的时间；继电保护系统在t时刻的综合可靠度用以下方式计算Rs (t) 二，当Rs (t)小于预定值时，则说明在t时刻可靠度小于预定值，继电保护系统需要在 t时刻前进行检修，并且可以根据R1 (t)、R2 (t)、R3⑴的值确定检修重点，可靠度越小，越需 要重点检修。根据不同设备的故障率及连续运行时间长短分别计算不同设备的可靠度，在保证 可靠度前提下合理安排检修周期，避免过度检修或检修不足，并根据R1 (t)、R2 (t)、R3 (t)的 值确定检修重点。本专利技术具有的有益效果是将继电保护系统分成了三个环节，充分利用了每个环 节的故障率；将继电保护系统日常的一些表现行为分成了 5个事件，每个事件的发生都能 说明对应的1个或多个环节是正常的，这样通过随机过程中的指数分布函数，将保护环节 与事件有机地结合起来，同时，充分利用了不同设备故障率不同的信息，合理计算出继电保 护系统的可靠度；根据继电保护系统的可靠度可以合理安排检修周期，避免了过度检修或 检修不足，并同时指出了重点检修环节。具体实施例方式目前只统计所有继电保护间隔的故障率，它实际上是所有继电保护间隔的平均故 障率，若平均故障率为1.5次/百个间隔 年，S卩λ = λ1+λ2+λ3 = 0.015，则所有继电保 护间隔连续运行一年后平均可靠度为R = e^*1 = e_°_°lwl ^ 0. 985，(此处连续运行指运行 过程中不出现事件1 事件5中任何一种事件，以下均简称连续运行)，连续运行四年后平 均可靠度为R = β-λ*4 = θ"0·015*4 - 0. 942。若要保证继电保护间隔工作可靠度的平均值大 于0. 942，则检修周期应小于四年。这里只能保证继电保护总体平均可靠度大于0. 942，并 不能保证任意单个继电保护间隔可靠度大于0. 942。在目前的统计中，总体继电保护故障率 没有考虑所有继电保护设备并不相同这一情况。本专利技术为一种，其把一个由继电保护设备及 二次回路组成的继电保护间隔分为交流电流、电压及开关量输入回路，保护装置本体，和跳 合闸回路三个环节；把继电保护系统的一些表现行为分为如下事件事件1、继电保护正确 动作，事件2、继电保护间隔整组联动试验，事件3、保护装置本体试验，事件4、区外故障或 设备异常运行时保护发出启动或告警信号，事件5、手动跳合闸。三个环节在t时刻的可靠度用以下方式计算1)输入回路可靠度代⑴=^……，其中X1为输入回路故障率，tl为事件1、事件 2、事件4离当前时间最近的一个事件的时间；2)保护装置本体可靠度武⑴=￡> ' ，其中λ 2为保护装置本体故障率，t2为事 件1、事件2、事件3离当前时间最近的一个事件的时间；3)跳合闸回路可靠度= >，其中λ3为跳合闸回路故障率，t3为事件1、 事件2、事件5离当前时间最近的一个事件的时间；继电保护系统在t时刻的综合可靠度用以下方式计算Rs(t) = "0当Rs (t)小于预定值时，则说明在t时刻可靠度小于预定值，继电保护系统需要在 t时刻前进行检修，并且可以根据R1⑴、R2 (t)、R3⑴的值确定检修重点，可靠度越小，越需 要重点检修。下面是本专利技术的具体应用具体应用1 根据出现的事件来评估继电保护间隔的可靠度，指出下一个检修日 期，并同时指出可靠度最低的环节，即重点检修环节。若继电保护间隔平均故障率为1.5次/百个间隔 年，SP λ = λ1+λ2+λ3 = 0. 015，根据统计数据统计出三个环节故障率，如λ i = 0. 003，λ 2 = 0. 004，λ 3 = 0· 008， 设投入运行的时间为2010年4月6日，到2014年4月6日时若无任何事件1 5发 生，则继电保护间隔连续运行了四年，此时可靠度为; = 一Μ+"+〃41·”4。0.942， 由此，为保证可靠度不低于0.942，则检修周期需要小于4年。若某继电保护间隔 运行两年后即2012年4月6日，发生了事件5，到2014年4月6日时，环节1，环节 2连续运行了四年，但环节3只连续运行了两年，此时该继电保护间隔的可靠度为 R = + = ^-(0.0,2,0.016,0.016) ^ Q 957，可靠度大于所要求的0· 942，可以适当延长检修周期，即到2015年4月6日再进行检修，此时环节1，环节2连续运行了五年，环节3连续运行了三年，此时该继电保护间隔可靠度为及二=e-(0.0,5+0.020+0.024) ^0943，高于所要求的0. 942。这样利用本专利技术，在保证可靠度情况下，合理地延长了检修周期，避免了过 度检修。具体应用2 用于评估不同厂家设备的可靠度，从而计算保证可靠度的检修周期。若对不同厂家的保护进行分开统计，就可以发现不同厂家的设备故障率不同。设 使用甲厂生产的设备的间隔平均故障率为Xa= Xai+Xa2+Xa3= 1次/百个间隔 年， 其中，λ 、λ本文档来自技高网...

【技术保护点】
继电保护系统综合可靠度的计算方法，其特征在于：把一个由继电保护设备及二次回路组成的继电保护间隔分为交流电流、电压及开关量输入回路，保护装置本体，和跳合闸回路三个环节；把继电保护系统的一些表现行为分为如下事件：事件１、继电保护正确动作，事件２、继电保护间隔整组联动试验，事件３、保护装置本体试验，事件４、区外故障或设备异常运行时保护发出启动或告警信号，事件５、手动跳合闸；三个环节在ｔ时刻的可靠度用以下方式计算：１）输入回路可靠度：Ｒ↓［１］（ｔ）＝ｅ↑［－λ↓［１］（ｔ－ｔ↓［１］）］，其中λ↓［１］为输入回路故障率，ｔ↓［１］为事件１、事件２、事件４离当前时间最近的一个事件的时间；２）保护装置本体可靠度：Ｒ↓［２］（ｔ）＝ｅ↑［－λ↓［２］（ｔ－ｔ↓［２］）］，其中λ↓［２］为保护装置本体故障率，ｔ↓［２］为事件１、事件２、事件３离当前时间最近的一个事件的时间；３）跳合闸回路可靠度：Ｒ↓［３］（ｔ）＝ｅ↑［－λ↓［３］（ｔ－ｔ↓［３］）］，其中λ↓［３］为跳合闸回路故障率，ｔ↓［３］为事件１、事件２、事件５离当前时间最近的一个事件的时间；继电保护系统在ｔ时刻的综合可靠度用以下方式计算：Ｒ↓［ｓ］（ｔ）＝ｅ↑［－［λ↓［１］（ｔ－ｔ↓［１］）＋λ↓［２］（ｔ－ｔ↓［２］）＋λ↓［３］（ｔ－ｔ↓［３］）］］，当Ｒ↓［ｓ］（ｔ）小于预定值时，则说明在ｔ时刻可靠度小于预定值，继电保护系统需要在ｔ时刻前进行检修，并且可以根据Ｒ↓［１］（ｔ）、Ｒ↓［２］（ｔ）、Ｒ↓［３］（ｔ）的值确定检修重点，可靠度越小，越需要重点检修。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐习东，朱炳铨，刘军，方愉冬，钱建国，吴海伟，
申请(专利权)人：浙江省电力公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]