电力系统继电保护及自动化装置可靠性试验与评估高亚龙

高亚龙

（内蒙古超高压供电局内蒙古呼和浩特市010010）

摘要：随着电力系统在生产生活中的广泛应用，电力系统的安全性越来越重要。而继电保护和自动化装置是电力系统中的基础设施，继电保护和自动化装置可以反映出电气设备的运行状态，并且可以通过继电保护和自动装置及时判断出设备的运行状态，及时检测电气设备的故障以及防止故障的进一步发展。本文对继电保护和自动化装置的工作特点、可靠性指标以及可靠性试验和评定方法进行研究和分析。

关键词：继电保护；自动化装置；可靠性试验；技术评估

电力系统运行的过程中，继电保护装置发挥着重要的作用。自动化技术渗入到继电保护装置中，提高了继电保护装置的保护性能，同时对装置的运行可靠性提出了更高的要求。在检测技术中，可靠性技术是将数理统计与概率论整合，对产品的参数通过计算的方式获得检测结果，以生产出高质量的产品。可靠性技术是对产品各项元素的可靠性进行研究，包括特征量、产品的设计、制造、评估等等方面都要提高技术可靠性才能够保证产品的质量。电力系统中，继电保护装置是重要的组成部分，能够对设备元件实施自动化保护，以确保元件正常运行。当电力系统处于运行状态的时候，自动化装置起到了实时监控的作用，不仅可以对系统的运行状况自动测试，而且还具有系统调节的功能，从而确保电力系统安全可靠地运行。

一、电力系统继电保护与自动化装置的概述及工作特征

电力系统继电保护属于一种保护电气设备安全运用的技术手段，其能够为电力系统的运行安全提供评价，判断和发展电力系统中存在的故障，并及时采取合理的措施进行处理，避免故障形成严重的事故，以保证电力系统安全稳定运行。为了保证继电保护提高作用，需要几套互相独立的设备组成，确保能够检查到电力系统中所有的电气设备，继而提高电力系统的安全性和可靠性。

如果电力系统在运行过程中出现故障，均需要确保继电保护装置的可靠性，能够及时针对故障发出信号，切除发生故障点。随着电力系统的逐渐完善，如今电力系统在运行中发生故障的概率偏小，继电保护装置也不会频繁进行工作，但继电保护装置也会在运行中出现故障，包括拒动故障和误动故障。拒动故障主要是指电力系统出现故障时，继电保护装置没有能够及时进行故障的切除和发出信号，导致电力系统崩溃。而误动故障主要是指继电保护装置受到内部和外界各种因素的影响，在电力系统安全运行的过程中仍发出误动作，继而导致一定的经济损失发生。自动化装置主要是针对电力系统运行参数进行监测和控制，其故障一般为难以实时进行运行参数的检测、传输和控制，继而无法保证电力系统的安全性和稳定性。

二、可靠性试验

2.1实验条件

针对电力继电保护及自动化装置开展可靠性实验，与其他电力装置实验存在一定差异性，该实验对电源条件的要求较高，且对实验的环境温度也提出更高要求。以电源条件来看，该可靠性实验要保证交流电源是正弦波，该正弦波波形畸要控制在2%以内，交流电源频率为49.5Hz到50.5Hz之间，其交流分量不超过6%；以实验环境温度条件来看，该可靠性实验要在温度20℃、湿度50%上下、大气压力90-100kPa环境中进行。与此同时针对该实验进行要保证三相电源平衡。

2.2实验方案

针对电力继电保护及自动化装置开展可靠性实验，是针对MTBF与成功率的测试，主要试验过程如下：

2.2.1MTBF测试。MTBF测试主要是指平均故障间隔时间，在进行该测试的过程中主要应用传统实验方法，以室内实验为主，定数截尾实验是该测试环节中最优实验方案。如下表1所示，即MTBF参数情况。

总体而言，在确定达到几点保护装置的制定MTBF值的情况下才能够真正体现出继电保护的效果。结尾实效数据呈现出的来的具体范围之时2～6，此时MTBF值可以被设定是M，而M本身应当是结尾实效数据中的倍数关系。

在进行实验的过程中可以实施认为设计，在对比失效数据以及结尾实效数据时，对更小的可以判断为接收，在出现大于或者等于情况下可以装置可以重新判断为拒收。

2.2.2成功率实验分析。成功率实验与前述中实验一样也需要通过实验室实验的方式完成的，实验结果也可以具体被划分为两个方面，分别是成功与实效两种。成功表示的是装置本身拥有十分优秀的可靠性，实效则是指装置所具有的可靠性上需要进一步加强。成功率实验同样也需要采用抽样方法完成，总而言之，成功率的实验中相关数据与MTBF中相比较，两者是可以同时完成的。

三、可靠性试验评估分析

产品的可靠性评估体系由MTBF评估、MTTR评估、故障率评估、成功率评估、正确动作率评估以及不正确动作率评估等构成。只有对以上六项指标进行综合测评，才能对电力系统继电保护装置及自动化装置的可靠性进行科学评估。

3.1MTBF评估。MTBF评估主要是对装置的平均故障间隔时间进行估量，了解电力系统继电保护及自动化装置在运行中出现故障的时间。

3.2MTTR评估。MTTR评估主要是对装置的平均恢复时间进行估量，掌握了解电力系统继电保护及自动化装置自动修复故障的能力。

3.3故障率评估。对电力系统继电保护及自动化装置的故障率进行评估目的在于了解和掌握该装置的运转性能及故障出现的频率。

3.4成功率评估。成功率是指继电保护装置在规定条件下，成功完成指定任务的概率。成功率与平均故障时间值和平均修复时间值密切相关，三者间存在这样的关系表达式：成功率=平均故障时间值/（平均故障时间值+平均修复时间值）。

3.5正确动作率。正确动作率由正确动作次数和动作进行的次数决定，其关系表达式为：正确动作率=正确动作次数/动作总次数。

3.6不正确动作率。不正确动作率由不正确动作次数和动作进行的次数决定，其关系表达式为：不正确动作率=不正确动作次数/动作总次数。

四、提高继电保护和自动化装置的可靠性方法

4.1提高继电保护的可靠性方法

在继电保护装置运行正常的状态下，要对继电保护装置的各项指标，进行及时、精确的计算，进一步防范电力系统安全隐患的发生，保证在继电保护装置发生故障前通过各种指标发现隐藏的故障问题。在电力系统中，继电保护辅助配套系统，对整个电力系统的安全运行也起到非常重要的作用，因此要定时有效的对电力辅助系统进行全方位的巡检，切勿忽略辅助配套系统的实时监控。做好继电保护装置的维护工作，只有做好维护工作才能保证继电保护装置运行状态的可靠性。定期检查继电保护装置，各部件的运行情况，按钮、指示灯、线路等是否正常工作。

4.2提高自动化装置的可靠性方法

由于继电保护装置运行以及工作原理比较复杂，因此需要对设备的各项指标（技术资料、设计图纸和其他一些基本的数据信息）进行全面的了解。除了明确掌握设备的各项指标外，还要多根据设备的实际运行情况进行分析，通过对实际情况的分析来不断总结和积累设备的运行规律，从而达到提高电力系统自动化装置可靠性的目的。随着科学技术的迅速发展，只有不断完善自动化装置，及时渗透电力创新和智能化理念，不断对自动化装置进行性能更新，才能更好的适应不断变化的电力系统，保证电力系统的安全运行。

结语：

继电保护装置和自动化装置是电力运行系统正常作业、安全稳定运行的重要环节，在其优化设计、定时维护维修、及时了解调整系统数据、不断将新型高科技创新装置应用到生产实践中，提高装置自身工作性能，以及工作人员安全检修研究意识，都可以有效的解决这些装置的可靠安全运行问题，进而使电力系统正常供电。

参考文献：

[1]毛义.浅谈继电保护自动化中的装置与检修.科技创新与应用，2012（10）.

[2]刘智香，常勇.刍议电力系统继电保护与自动化装置的可靠性.科技风，2013（12）.

[3]杨凯全.变电站继电保护及自动化装置抗干扰措施.吉林省电机工程学会论文集，2015（8）.