一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其包括以下步骤：1)计算保护装置的可靠性指标R；2)计算保护装置的速动性指标S；3)计算保护装置的灵敏性指标L；4)计算保护装置的耐久性指标N；5)计算保护装置的维修性指标W；6)计算保护装置经济性指标J；7)通过对所述指标R,S,L,N,W,J的计算，将得到的逆向评价指标转换为正向指标，使所有的指标具有相同的指向性，并将所有的正向指标转换为相对值指标，最后根据相对值指标对继电保护装置进行全面统一可靠性评价，相对值指标的计算值越大则保护装置的各个方面越完善，可靠性越高。本发明可以全面地评价继电保护装置的可靠性，广泛应用于继电保护装置维护管理人员以及继电保护装置制造商。
【专利说明】一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力系统可靠性评价指标体系，特别是一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系。
【背景技术】
[0002]继电保护是电力系统安全保障的第一道防线，继电保护能否正确可靠地工作，对电力系统运行有重大的影响。在大型互联电网中，局部事故可能引发整个系统的大面积停电，并且随着电力系统规模的扩大，事故发生的概率也会增加。2003年8月14日的美加大停电世界罕见，造成超过300亿美元的经济损失，近5000万人口的生产生活受到不同程度的影响，包括航空、通信、供水、交通甚至社会治安等诸多方面出现了混乱甚至瘫痪，而导致如此重大的连锁故障的原因竟是继电保护的过负荷保护“正确”动作。2006年11月4日22:10 (德国时间)，西欧8个国家发生了大面积停电事故，这是欧洲30年来最严重的一次停电事故，1000多万人受到影响。引起了德国乃至欧洲各国的极大震动，更引起了人们对互联电网可靠性的新的重视和思考。2012年7月30日(印度时间)清晨2:33左右，北部电网发生大面积停电事故，损失负荷约36000MW，影响人口约3.7亿(占印度总人口约30%)。当日下午16:00，电网基本恢复正常，但是随后，当地时间7月31日下午13:00左右，印度北部、东部、东北部3个区域电网再次发生大面积停电事故，损失负荷约48000MW，超过6亿(占印度总人口超过50% )人受到影响，是世界范围内影响人口最多的大停电事故。事故发生后约20小时，3个区域电网基本恢复供电。
[0003]对以往的事故进行分析可知，一些跨区域的大停电事故大多是因为继电保护工作人员的误操作或安全自动装置的误动或拒动引起的，可见继电保护对电力系统安全运行影响巨大，有必要探讨继电保护的“安全裕度”。继电保护是防止事故扩大化或连锁反应的重要保证，研究继电保护装置的可靠性并进行科学的评估显得尤为重要。继电保护装置作为电力系统第一道防线，其可靠性不容忽视，然而在此前的学术研究中，继电保护装置的可靠性评估多采用单一的指标，已无法全面而准确的评价继电保护，因此，有必要提出一种能够全面评价微机继电保护装置可靠性的评价指标体系。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够全面评价微机继电保护装置可靠性评价指标体系。
[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，包括以下步骤:1)计算保护装置的可靠性指标R ；2)计算保护装置的速动性指标S；3)计算保护装置的灵敏性指标L ;4)计算保护装置的耐久性指标N ;5)计算保护装置的维修性指标W ；6)计算保护装置的经济性指标J ；7)通过对所述指标R，S，L, N, W，J的计算，得到不同维度的可靠性评价指标，这些指标分为逆向指标和正向指标两类，将所有逆向指标转换为正向指标，使所有的指标具有相同的指向性；并采用相对值计算，将所有的正向指标转换为相对值指标，最后根据相对值指标对继电保护装置进行全面统一可靠性评价，相对值指标的计算值越大则保护装置的各个方面越完善，可靠性越高。
[0006]所述步骤I)中可靠性指标R为11类指标的平均值:
【权利要求】
1.一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，包括以下步骤: 1)计算保护装置的可靠性指标R； 2)计算保护装置的速动性指标S； 3)计算保护装置的灵敏性指标L; 4)计算保护装置的耐久性指标N; 5)计算保护装置的维修性指标W; 6)计算保护装置的经济性指标J; 7)通过对所述指标R，S，L,N, W，J的计算，得到不同维度的可靠性评价指标，这些指标分为逆向指标和正向指标两类，将所有逆向指标转换为正向指标，使所有的指标具有相同的指向性；并采用相对值计算，将所有的正向指标转换为相对值指标，最后根据相对值指标对继电保护装置进行全面统一可靠性评价，相对值指标的计算值越大则保护装置的各个方面越完善，可靠性越高。
2.如权利要求1所述的一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其特征在于:所述步骤I)中可靠性指标R为11类指标的平均值:I Ii
P _ 'V' ο
lift 所述11类指标如下: ①安全自动装置正确动作率R1:H
D _ c
Ixi 一-
1N
° t 其中，η。为保护装置正确动作次数，N0为保护装置动作总次数； ②故障录波装置录波完好率R2:
Λ —
1 一
2 Νl- f 其中，％为故障录波正确录波次数，Nl为总录波数； ③定值区定值核对异常率R3:P _ ,?
Zv1 一 其中，nD为定值异常数，Nnum为保护装置总个数，Ttl为运行累计时间，若以年为单位，则T0 = I ; ④通道试验异常率R4:n^rP 一 T
1\ Λ4N Tn
num O ■
P 其中，~为通道异常数； ⑤时钟准确性异常率R5:
D — nS
I\s —
NmJl，其中，&为时钟异常数； ⑥保护开关量状态异常率R6:
其中，~为保护开关量异常数； ⑦继电保护装置的故障率R7:
其中，nf为保护装置的故障次数； ⑧工作成功率R8:
其中，nico为区内故障正确动作次数，η。。。为区外故障正确不动作次数，nm为无故障误动次数，nms为非选择性误动次数，nr为拒动次数；nic;。和η。。。二者通过如下公式计算:
因此，工作成功率R8能表示为:
⑨无故障误动率R9:
⑩运行失效率Riq:
其中，拒动率为nr/NnumTQ，误动率为Oi1^nnisV(NnumTci)； ?综合失效率R11:
其中，nmaf为维修时发现的失效累计数，Tmaf为定期维修时间累计，Τπ.为失效停休时间累计。
3.如权利要求1所述的一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其特征在于:所述步骤2)中速动性指标S为三类指标的平均值:
I
其中，S1为单相近端故障最快切除时间，S2为单相近端故障最慢切除时间，S3为电网故障快速切除率。
4.如权利要求2所述的一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其特征在于:所述步骤2)中速动性指标S为三类指标的平均值:
其中，S1为单相近端故障最快切除时间，S2为单相近端故障最慢切除时间，S3为电网故障快速切除率。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其特征在于:所述步骤3)中灵敏性指标L为:
其中，K为灵敏度指标，K0表示设定的最小灵敏度；灵敏度指标K的计算公式为:
对于电流速断保护，其灵敏度指标要求大于1.2 ;对于限时电流速断保护，其灵敏度指标要求大于1.3 ;对于定时限过电流保护，当作为近后备保护时，其灵敏度指标要求大于1.3，作为远后备保护时，其灵敏度指标要求大于1.2 ;对于距离保护，其灵敏度指标要求大于 1.5。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其特征在于:所述步骤4)中耐久性指标N为5种指标的平均值:
所述5种指标如下: ①平均寿命N1:
其中，λ ^为保护装置故障率； ②综合平均无故障运行时间N2:
③不可用度N3:
④主保护装置投运率N4:
⑤运行状态N5:
7.如权利要求5所述的一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其特征在于:所述步骤4)中耐久性指标N为5种指标的平均值:
所述5种指标如下: ①平均寿命N1:
y 其中，λ ^为保护装置故障率； ②综合平均无故障运行时间N2:
③不可用度N3:
④主保护装置投运率N4:
⑤运行状态N5:
8.如权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其特征在于:所述步骤6)中经济性指标J为三种经济指标的平均值:
所述三种经济指标为维修成本J1，保护可用经济系数J2和经济成本可靠性系数J3，其中: 保护可用经济系数J2为:
J2 = I / (PsejPj+ewpw)，其中，Ps为一次线路故障率，ej为拒动损失，Pj为拒动率，ew为误动损失，Pw为误动率； 经济成本可靠性系数J3为:
其中，c为保护装置的经济损失。
9.如权利要求1~8任一项所述的一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其特征在于:所述步骤7)中，所述正向指标包括安全自动装置正确动作率R1、故障录波装置录波完好率民、工作成功率R8、电网故障快速切除率&、平均寿命N1、综合平均无故障运行时间N2、主保护装置投运率N4、运行状态N5、役龄回退因子W2、维修成本J1和保护可用经济系数J2 ;所述逆向指标包括定值区定值核对异常率R3、通道试验异常率R4、时钟准确性异常率R5、保护开关量状态异常率R6、继电保护装置故障率R7、无故障误动率R9、运行失效率Rltl、综合失效率Rn、单相近端故障最快切除时间S1、单相近端故障最慢切除时间S2、不可用度N3、平均维修时间W1和经济成本可靠性系数J3。
10.如权利要求1~9任一项所述的一种微机继电保护装置可靠性评价指标体系，其特征在于:所述正向指标和逆向指标转换为相对值指标的计算方法为:
【文档编号】G06F19/00GK104166785SQ201410334022
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】宋璇坤, 刘颖, 薛安成, 彭竹弈, 张祥龙 申请人:国家电网公司, 国网北京经济技术研究院