专利名称：继电保护系统综合可靠度的计算方法
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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。
发明内容
本发明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，本发明采用如下的技术方案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。本发明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。本发明为一种继电保护系统综合可靠度的计算方法，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。
下面是本发明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。这样利用本发明，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 、Xa3分别为使用甲厂设备的保护间隔三个环节的故障率，使用乙厂生产的 设备的间隔平均故障率为Xb= Xb1+Xb2+Xb3 = 2次/百个间隔 年，其中，XbpXlv Xb3分别为使用乙厂设备的保护间隔三个环节的故障率，若在一个变电站中使用的甲厂生 产的设备与乙厂生产的设备数量相同，则连续运行四年后变电站各间隔平均可靠度为R = e-(Aa+Ab)/2*4 = θ"0·015*4 - 0. 942 ；分别评估两个厂家的设备时，则可发现，使用甲厂生产的设 备的间隔连续运行四年后可靠度为R = e-Aa*4 = - 0. 961，而使用乙厂生产的设备的 间隔连续运行四年后可靠度为R = e-Ab*4 = θ"0'02*4 ^ 0. 923，因此，不能保证所有继电保护 间隔工作在0.942的可靠度以上。采用了本发明后，为保证可靠度为0.942，使用乙厂生产 的设备的间隔检修周期需要小于(-InO. 942)/Xb 3年，此时，使用乙厂生产的设备的间 隔连续运行三年后可靠度为R = e-Ab*3 = β"0·02*3 - 0. 942。而使用甲厂生产的设备的间隔 检修周期可以延长到(-InO. 942) / λ a 6年，此时，使用甲厂生产的设备的间隔连续运行 六年后可靠度为R = e_Aa = ^ 0. 942。使用本发明后，可以在保证可靠度前提下， 合理安排检修周期，甲厂设备的检修周期延长为6年，避免过度检修，乙厂的设备检修周期 缩短为3年，避免了检修不足。
权利要求
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)输入回路可靠度其中λ1为输入回路故障率，t1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其中λ2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 <mrow><msub> <mi>R</mi> <mi>s</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup> <mi>e</mi> <mrow><mo>-</mo><mo>[</mo><msub> <mi>λ</mi> <mn>1</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>λ</mi> <mn>2</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>λ</mi> <mn>3</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mn>3</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo> </mrow></msup><mo>,</mo> </mrow>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)、R3(t)的值确定检修重点，可靠度越小，越需要重点检修。FSA00000103597700011.tif,FSA00000103597700012.tif,FSA00000103597700013.tif
2.根据权利要求1所述的继电保护系统综合可靠度的计算方法，其特征在于，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，并根据札(t)、R2 (t)、R3 (t)的值确定检修重点。
全文摘要
本发明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。
文档编号H02H7/26GK101882781SQ20101015881
公开日2010年11月10日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者刘军, 吴海伟, 徐习东, 方愉冬, 朱炳铨, 钱建国 申请人:浙江省电力公司;浙江大学