专利名称：继电保护系统可靠度的计算方法
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)输入回路可靠度代⑴=^1…'1)，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柳=，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JR3(i) =，其中λ 3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时刻的可靠度用以下方式计算Rs(t) zminO^t)，R2 (t), R3 ⑴)。
在没有相关统计数据情况下，则设A1= A2= λ 3，三者的值设置为继电保护平均 故障率，根据目前的定期检修周期T及目前所达到的或所要求的继电保护可靠度R反推得
到，即岑=X1= λ^-jlnR,R为一个百分数。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。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，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，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，合理计算出继 电保护系统的可靠度；同时提供了在缺乏相关统计数据的情况下可靠度的补充计算方法。 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。
具体实施例方式本发明为一种继电保护系统可靠度的计算方法，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尽(0 =，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)跳合闸回路可靠度氏⑴…，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时刻的可靠度用以下方式计算=Rs(t) = min(R1U), R2(t)， R3 ⑴)。在没有相关统计数据情况下，则设A1= A2= λ 3，三者的值设置为继电保护平均 故障率，或根据目前的定期检修周期T及目前所达到的或所要求的继电保护可靠度R反推
得到，即岑=^2 =^3= -ylni ，R为一个百分数；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。下面为本发明的应用具体应用1 根据统计数据得出三个环节的故障率λ ρ λ 2、λ 3后，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。根据历次继电保护系统自身缺陷的统计数据可以统计出三个环节故障率，若输 入环节故障率为0. 1次/百个间隔· 12个月，则λ i = 0. 001，若保护装置本体故障率为 1次/百个间隔· 12个月，则λ2 = 0.01，若输出环节故障率为0.4次/百个间隔· 12个 月，则λ 3 = 0.004，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 48个月，此时三个环节的可靠度分别为
0.996 ,R2=e ^4ini ^0.96 ,R3 = *48/12 0.984，根据本发明的方法此时继 电保护系统的可靠度为RS = Hiin(RljR2jR3) ^ 0. 96，为保证继电保护系统的可靠度不低于 0.96，则检修周期需要小于48个月。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3，到2014年4月6日时，环节1，环节3连续运行了 48个月，但环节2只连续运 行了 24个月，此时此时三个环节的可靠度分别为代《e-〃48/12 0.996，i 2 =e_V24/12 0.98， 及 0.984，根据本发明的方法此时继电保护系统的可靠度为RS = minO^，R2, R3) 0.98，可靠度大于所要求的0.96，可以适当延长检修周期，即到2016年4月6日再进 行检修，此时环节1，环节3连续运行了六年，环节2连续运行了四年，此时此时三个环节的 可靠度分别为代《eW2 0.994，=e-"s/12 0.96 ,R3 = e~^72,]2 ^ 0.976，根据本发明 的方法此时继电保护系统的可靠度为RS = Hiin(RljR2jR3) ^ 0. 96，此时继电保护系统可靠 度已下降，应该适时检修。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 在没有足够统计数据，难以获取λ ρ λ 2、λ 3时，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。若定期检修周期为48个月，统计结果表明继电保护间隔平均可靠度为95%。此时
可设定Λ =^2 =弋=-去1η0.95 = 0.0010686次/套·月。若某间隔继电保护2010年4月
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6日投运，到2014年4月6日运行四年，若无事件1-5中的情况发生，则三个环节连续运行 四年后此时的可靠度均为代=民=怂= 0.95。该间隔继电保护此时的可靠度为 Rs = Hiin(RljR2jR3) = 0. 95，此时应该检修，以防止可靠度下降。若在这四年中出现了动作 情况，比如2012年4月6日出现事件1，2013年4月6日出现了事件5。根据本发明的方 法，、、、为2012年4月6日，、为2013年4月6日，到2014年4月6日时，环节1、环节 2连续运行了 24个月，环节3只连续运行了 12个月。三个环节到2014年4月6日时的可 靠度分别为-A =R2 ^e x^ =0.915，代=e]，=0.987，继电保护间隔的可靠度为RS = min (R1, R2, R3) = 0. 975，可靠度大大高于要求的0. 95。如将检修日期推迟24个月，即推迟至 2016年4月6日，则2016年4月6日时三个环节的可靠度分别为·Α =R2= e~A'*48 = 0.95， R3 = β"23*36 = 0.962，继电保护间隔此时的可靠度为RS = Hiin(RljR2jR3) = 0. 95，此时，应该 检修，且检修重点为可靠度最低的环节1及环节2。显然采用本发明所述的方法后，可在保 证可靠度的情况下，合理推迟检修日期，避免了过度检修，且指出了可靠度最低环节。
权利要求
继电保护系统可靠度的计算方法，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时刻的可靠度用以下方式计算Rs(t)＝min(R1(t)，R2(t)，R3(t))，当Rs(t)小于预定值时，则说明继电保护系统需要进行检修，并且根据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。FSA00000103673100011.tif,FSA00000103673100012.tif,FSA00000103673100013.tif
2.根据权利要求1所述的继电保护系统可靠度的计算方法，其特征在于在没有 相关统计数据情况下，则设X1= λ2= λ3，三者的值设置为继电保护平均故障率，根 据目前的定期检修周期T及目前所达到的或所要求的继电保护可靠度R反推得到，即=I2 =A3=-^lni ,R 为一个百分数。
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时刻的可靠度用以下方式计算Rs(t)＝min(R1(t)，R2(t)，R3(t))。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H02H7/26GK101882782SQ201010158819
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
发明者徐习东, 徐灵江, 潘武略, 裘愉涛, 邹晓峰, 陈水耀 申请人:浙江省电力公司;浙江大学