继电保护装置可靠性及其最佳检修周期的研究
李永丽, 李致中, 杨 维
(天津大学电力系,天津300072)
STUDY OF RELIABILITY AND OPTIMAL ROUTINE TEST INTERVAL OF PROTECTIVE RELAYS
LI Yong li , LI Zhi zhong , YANG Wei
( Tianjin University , Tianjin 300072 ,China)
ABSTRACT: The study of reliability is to calculate the probabilities that the protective relays fail to operate or unwanted oper2
ate. A Markov Probability model has been established in this paper to evaluate the reliability of protective relays. Using the state space method , the state probabilities and reliability indices has been calculated and the optimum routine test interval of protective relays can be obtained. The difference in the optimum routine test intervals between traditional relays and Microprocessor based relays has also been discussed. The theoretical foundation has been established to decide the optimum routine test interval for digital relays.
KEY WORDS: reliability ; markov model ; the optimal routine test interval ; probability
摘要:针对继电保护装置可靠性(即其误动和拒动的概率) 的研究,建立了评价继电保护装置可靠性的马尔科夫模型;运用状态空间法计算了继电保护装置的状态概率和可靠性指标;分析了自检周期对保护装置故障率的影响。研究了保护装置最佳检修周期的确定和带自检的微机保护装置和不带自检的传统保护装置在最佳检修周期上的差异;为确定保护装置的最佳检修周期提供了理论依据。
关键词:可靠性; 马尔科夫模型; 最佳检修周期; 概率
中图分类号: TM774 文献标识码:A
1 引言
继电保护装置在电力系统中发挥着重要作用,其正常工作与否将对电力系统的运行造成重大影响,因此如何提高继电保护装置的可靠性也就成为人们日益关注的重要课题。
对继电保护装置进行可靠性分析的目标是找出影响其可靠性指标的因素及设计中的薄弱环节,并且为确定其定期维护及检修的最佳时间间隔提供一定的理论指导,尽量减小保护装置误动或拒动的风险。
对传统的继电保护装置来说,它不提供自检或状态监视的功能,因此需要严格执行定期检修,以发现保护装置潜在的缺陷或故障,减少误动或拒动的几率。在其元器件已选定的条件下,可靠性的提高在很大程度上依赖于最佳检修周期的确定。
对微机继电保护装置来说,由于通过自检能发现潜在的故障并报警,其误动和拒动的可能性大大降低,故而其检修周期应与传统的保护装置有较大的差别。目前,国内外已有一些关于保护装置可靠性评估的文章,但它们对保护装置状态划分并不全面。
在进行可靠性分析时,常用的方法有概率法、马尔科夫模型法、故障树分析法等[1 ] 。由于继电保护系统属于可修复系统,不适合于用概率法来求解,因此本文运用马尔科夫状态模型法,综合继电保护装置及被保护元件的各种运行状态,包括保护装置的自检、拒动和误动等,并以自检周期为自变量,分析自检周期对保护装置故障率的影响,为确定保护装置的最佳检修周期提供理论依据。
2 保护装置的状态空间模型
保护装置的故障类型主要有两种:误动和拒动。保护装置的误动和拒动可能是因为保护装置的硬件故障,也可能是人为因素造成。同时,微机保护装置自动检测技术的应用,也大大降低了保护装置误动和拒动的概率。所以,用于保护装置可靠性分析的状态空间模型应综合考虑所有的情况。
运用马尔科夫模型分析保护装置的可靠性时,应先建立保护装置和被保护元件状态模型,再利用状态空间法进行分析。
