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摘 要:用电量的不断增加给供电系统提出了新要求。事实上要确保稳定供电,除了做好各种管理之外还必须重视各种供电设备的管理与维护。尤其是继电保护装置直接关系着电网的安全与稳定运行,更要确保其装置的可靠性。文章对继电保护装置的可靠性进行分析,同时还研究了其最佳检修周期。
关键词:最佳检修周期;可靠性;继电保护装置
概述
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。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。
继电保护装置的可靠性研究
电力系统必须要充分利用继电保护装置,尽可能避免发生不利操作,降低因错误操作造成损失,进而确保电网顺利运行。因此研究该装置的可靠性至关重要。电网规模十分庞大,一个中型发输电系统中含有上百台的机组与数百条母线,所涉及设备较多。其中环境、计划检修与反事故措施等因素,严重影响到了继电保护装置的可靠性,因此,探究该装置的可靠性一直是棘手问题。
设计中的可靠性
继电装置属于一种自动装置,用于保障电网安全可靠的运行,实时掌控电力系统运行状态,并且及时发现和处理问题,进而选择合适断路器将问题部分切断。继电保护装置设计中的可靠性包含、部分内容,即该装置研究设计、制造、研究系统设计以及系统维护。几个方面属于统一整体,其共同目标就是能够有效消除系统故障,进而确保整个电网安全、稳定的运行,避免不正常停电,防止停电范围不断扩大而带来经济损失。该系統的可靠性包含了元器件的参数及电路结构的可靠性。因为继电保护装置整个电路比较复杂,为了确保该系统的可靠性,在电路中设计了抗干扰、防过压、监视、自动决策、测试及自锁原件故障等各种功能。必须要确保元器件的参数可靠性,才能够确保该系统稳定可靠。
运行中的可靠性
如今评价继电保护装置的可靠性,主要综合度量供电能力,体现出该保护装置长期运行的可靠性水平,但是这并不能够体现出实时状态的可靠性。保护装置中的元件故障大都发生在特殊情况下,如果没有考虑元件实时运行状态,错误认为参数与可靠性模型具有一致性,就和实际情况不相符合。虽然继电保护与自动安全装置自身就具备较高可靠性,但是整定、配置及动作会影响到系统的可靠性。这也是发生连锁故障主要的根源,本来问题已经比较复杂了,如果没搞清机理,没有考虑其配合特性与动作特性,设计模型上必然存在缺陷。在线采用概率方法量化电网运行所具备的抗风险能力,和在线采用确定性方法评估相比较,前者能够获取到体现故障可能性及严重程度的风险指标,能够综合度量各种不确定因素造成的严重性与可能性,帮助操作人员理解与认知电网中潜在问题。
继电保护可靠性分析
继电保护装置的可靠性是通拒动与误动两种形式表现出来的。衡量可靠性的基本指标是概率,而保护装置故障有拒动、误动及非选择性三种情况。
(1)拒动概率。当保护装置发生了硬件失效、回路断线及方向元件输出错误等各种事故造成跳闸,进而影响正确传输,或者造成断路器发生机构故障不能够跳闸,就称为第一类拒动,用指数模型体现概率为
式中:t表示以后考察的时间段;λ1表示失效率。
因保护装置运行的环境参数如保护整定值、电网运行方式等,造成不发出跳闸信号,称为第二类拒动。概率是P2(i),体现出多重化配置,保护装置总共有n套,第i套此类拒动概率为
式中:Pi表示保护装置指数分布模型故障概率,计算故障次数时是以统计数据作为来源。
(2)误动概率。如果被保护一次设备并没有出现故障时,保护装置中控制跳闸二次回路偶然接通或者断路器故障造成跳闸,这就称之为第一类误动,其概率表达式为
式中:λw1表示失效率。对于继电保护装置在运行环境中因参数(保护整定值、运行方式等)造成非选择性的跳闸,这种现象称之为第二类误动。
(3)非选择性的动作概率。动作概率就是一旦电网中出现故障时可能发生跳闸越级动作,所涉及到的原因比较多,比如温度、环境、电子元件的参数不稳定等,在设计保护系统之时就要周全考虑这些因素。 当可能越级跳闸时,就应该采取必要方案,同时还要研究因为温度、环境变化或元器件损害造成越级跳闸发生概率,要计算这些因素引发的越级跳闸时出现非选择性的动作概率。
结束语
保护运行失效特性,使得对继电保护传统检修模式进行改进已势在必行,另外,保护微机化,智能化的发展,为深入开展继电保护状态检修提供了可能,通过二次在线检测系统、D5000:二次在线监视分析系统及继电保护统计分析系统等外部系统,获取保护实时运行信息,使得数据来源更加丰富多样,也使得最终的保护状态评价更加及时与科学。因此,在设备选型、基建调试、验收阶段,仍应严格按照继电保护全过程管理过程规定进行相关工作,把风险前移,做到零缺陷投运;在首次校验阶段,针对设备投运以来发生的问题,进行全面的消缺;而在设备进入运行稳定期后,则可实行状态检修,使继电保护设备真正做到(应修必修,修必修好),避免误修、漏修事件,从而提高设备的利用率与可靠性,节约公司的人力、物力,提高电网安全和经济效益。
参考文献:
[1]姚念征.继电保护状态评估方法的研究及其应用[D].上海应用技术学院,2015.
[2]杨奇逊,黄少锋.微型机继电保护基础[M].北京:中国电力出版社,2013.
关键词:最佳检修周期;可靠性;继电保护装置
概述
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。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。
继电保护装置的可靠性研究
电力系统必须要充分利用继电保护装置,尽可能避免发生不利操作,降低因错误操作造成损失,进而确保电网顺利运行。因此研究该装置的可靠性至关重要。电网规模十分庞大,一个中型发输电系统中含有上百台的机组与数百条母线,所涉及设备较多。其中环境、计划检修与反事故措施等因素,严重影响到了继电保护装置的可靠性,因此,探究该装置的可靠性一直是棘手问题。
设计中的可靠性
继电装置属于一种自动装置,用于保障电网安全可靠的运行,实时掌控电力系统运行状态,并且及时发现和处理问题,进而选择合适断路器将问题部分切断。继电保护装置设计中的可靠性包含、部分内容,即该装置研究设计、制造、研究系统设计以及系统维护。几个方面属于统一整体,其共同目标就是能够有效消除系统故障,进而确保整个电网安全、稳定的运行,避免不正常停电,防止停电范围不断扩大而带来经济损失。该系統的可靠性包含了元器件的参数及电路结构的可靠性。因为继电保护装置整个电路比较复杂,为了确保该系统的可靠性,在电路中设计了抗干扰、防过压、监视、自动决策、测试及自锁原件故障等各种功能。必须要确保元器件的参数可靠性,才能够确保该系统稳定可靠。
运行中的可靠性
如今评价继电保护装置的可靠性,主要综合度量供电能力,体现出该保护装置长期运行的可靠性水平,但是这并不能够体现出实时状态的可靠性。保护装置中的元件故障大都发生在特殊情况下,如果没有考虑元件实时运行状态,错误认为参数与可靠性模型具有一致性,就和实际情况不相符合。虽然继电保护与自动安全装置自身就具备较高可靠性,但是整定、配置及动作会影响到系统的可靠性。这也是发生连锁故障主要的根源,本来问题已经比较复杂了,如果没搞清机理,没有考虑其配合特性与动作特性,设计模型上必然存在缺陷。在线采用概率方法量化电网运行所具备的抗风险能力,和在线采用确定性方法评估相比较,前者能够获取到体现故障可能性及严重程度的风险指标,能够综合度量各种不确定因素造成的严重性与可能性,帮助操作人员理解与认知电网中潜在问题。
继电保护可靠性分析
继电保护装置的可靠性是通拒动与误动两种形式表现出来的。衡量可靠性的基本指标是概率,而保护装置故障有拒动、误动及非选择性三种情况。
(1)拒动概率。当保护装置发生了硬件失效、回路断线及方向元件输出错误等各种事故造成跳闸,进而影响正确传输,或者造成断路器发生机构故障不能够跳闸,就称为第一类拒动,用指数模型体现概率为
式中:t表示以后考察的时间段;λ1表示失效率。
因保护装置运行的环境参数如保护整定值、电网运行方式等,造成不发出跳闸信号,称为第二类拒动。概率是P2(i),体现出多重化配置,保护装置总共有n套,第i套此类拒动概率为
式中:Pi表示保护装置指数分布模型故障概率,计算故障次数时是以统计数据作为来源。
(2)误动概率。如果被保护一次设备并没有出现故障时,保护装置中控制跳闸二次回路偶然接通或者断路器故障造成跳闸,这就称之为第一类误动,其概率表达式为
式中:λw1表示失效率。对于继电保护装置在运行环境中因参数(保护整定值、运行方式等)造成非选择性的跳闸,这种现象称之为第二类误动。
(3)非选择性的动作概率。动作概率就是一旦电网中出现故障时可能发生跳闸越级动作,所涉及到的原因比较多,比如温度、环境、电子元件的参数不稳定等,在设计保护系统之时就要周全考虑这些因素。 当可能越级跳闸时,就应该采取必要方案,同时还要研究因为温度、环境变化或元器件损害造成越级跳闸发生概率,要计算这些因素引发的越级跳闸时出现非选择性的动作概率。
结束语
保护运行失效特性,使得对继电保护传统检修模式进行改进已势在必行,另外,保护微机化,智能化的发展,为深入开展继电保护状态检修提供了可能,通过二次在线检测系统、D5000:二次在线监视分析系统及继电保护统计分析系统等外部系统,获取保护实时运行信息,使得数据来源更加丰富多样,也使得最终的保护状态评价更加及时与科学。因此,在设备选型、基建调试、验收阶段,仍应严格按照继电保护全过程管理过程规定进行相关工作,把风险前移,做到零缺陷投运;在首次校验阶段,针对设备投运以来发生的问题,进行全面的消缺;而在设备进入运行稳定期后,则可实行状态检修,使继电保护设备真正做到(应修必修,修必修好),避免误修、漏修事件,从而提高设备的利用率与可靠性,节约公司的人力、物力,提高电网安全和经济效益。
参考文献:
[1]姚念征.继电保护状态评估方法的研究及其应用[D].上海应用技术学院,2015.
[2]杨奇逊,黄少锋.微型机继电保护基础[M].北京:中国电力出版社,2013.