变电站继电保护设备状态检修可靠性分析 法研究

变电站继电保护设备状态检修可靠性分析

法研究

王悦

国网马鞍山供电公司 安徽省马鞍山市 243000

内容摘要：随着社会的发展和科技的进步，变电站投运的数量也在与日俱增，而且变电站设备的规模也日益壮大，但与之而来的问题是从未真正深入地探究变电站继电保护设备状态检修的可靠性，根据目前的实际情况不难看出，我们的研究探讨还是处在初级阶段，从未行成一套完整全面的导则、规范和规程。变电站继电保护设备状态检修可靠性研究探讨的重大意义在于使设备状态检修机制的一体化、科学化、合理化和规范化得以建立健全，从而保证可靠供电、保证电能的质量。

关键词：变电站 继电保护 可靠性分析

1 引言

变电站设备保护装置运行状态的客观正确评估源自于其状态检修；同时，变电站设备的响应式维护是以定时定量为一个完整周期的计划维护模式的基础。通过这样的举措保证变电站继电保护设备尽量地正常工作运行，从而保证不会因为单方面对两个设备的检查导致某一个设备停运故障的发生。随着科技的发展，电力企业已经逐步可以检测设备的运行工作状态。这样就可以使变电站设备的停运时间大幅度减少，从而为设备的安全可靠运行提供强有力的保障。

2 变电站继电保护设备可靠性及其指标分析

2.1继电保护可靠性的简述

作为供电公司整个电力系统正常工作运转的前提和基础，变电站继电保护系统主要的作用是报警、切断信号主动跳闸保护的功能，比如，电力系统中的某些发电机、变压器、运行线路等在保护范畴之内且正常工作运行过程中发生故障时，便可以自动激活变电站继电保护系统的上述功能，从而保证相关人员可以快速及时地对发生的故障和问题给予处置。变电站继电保护系统的可靠性主要体现在当处在其保护范畴之内的设备出现问题和故障时，可以及时地发出警报以提醒工作人员；当设备处于正常运行工作状态时，继电保护则正常运行。所以，一旦继电保护系统不能正常工作运行，将会使其他电力系统中的设备出现一定程度上的损坏，从而无法保证电力系统的安全可靠运行，更为甚者不仅会严重地破坏供电企业的经济效益，还会严重地扰乱人们的日常生产生活。

2.2可靠性指标

对于变电站继电保护设备的工作原理中不难看出，影响其设备状态检修可靠性的因素主要是错误以及拒绝动作。为此，变电站就可以根据这两个因素对其可靠性进行分析，主要可靠性指标分为：第一，概率表示。指的主要是在一定的范围内，继电保护设备以及系统可以完成相关功能的几率；第二，时间表示，指的主要是设备从使用到出现故障的平均时间以及故障的平均时间；第三，频率表示，指的主要设备在一定时间内可以进行修复或者回复正确动作次数总和间的比率。

2.3计算方法

就目前而言，对于变电站继电保护设备状态检修可靠性的分析方式主要有Markov模型法、状态空间法、故障树法以及GO法等等，为此，可以根据实际情况选择合适的计算方法来就行可靠性模型的构建。需注意的是，在构建模型过程中要加强对系统或者设备可能存在的隐患的重视，进而提升可靠性模型的精准度。

3 继电保护风险评估分析

变电站继电保护的风险评估指的主要是对所发生的风险给企业所带来的损失进行的一种科学评估，其主要是通过结合风险的发生几率以及发生后导致的后果进行综合考虑，其评估实质就是希望通过对风险造成不良影响评估来促进继电保护的可靠性的有效提升。继电保护风险评估不仅仅适应于对某个装置设备的评估，而且还可以应用在整个变电站或者供电系统的风险评估。就目前而言，应用最为广泛且主要的风险评估方法为解析法以及模拟法两种。而在实际应用过程中为了更好地提升可靠性以及评估的准确性还应当构建风险评估模型。在风险评估模型中还包括继电保护正确动作、拒绝动作以及错误动作的发生频率，另外还要通过对相关参数的动态可靠性分析来提升评估质量。譬如，继电保护设备在运行过程中的所处环境以及条件的变化、元件的材质等所带来的不同风险，进而提升风险评估的准确、全面以及正确性。另外，变电站还需要不断优化和完善相关继电保护设备风险评估流程，通过结合继电保护发生的顺序以及次数等不断优化风险评估效果和质量。这样一来不仅可以有效的推动变电站继电保护设备状态检修的可靠性，而且还方便了相关人员当设备出现故障时可以及时的采取补救措施，提升维修质量，确保变电站的长久发展。

4 继电保护设备状态检修可靠性分析

4.1继电保护设备状态检修马尔科夫模型的建立

本文主要通过引入状态评价以及自检系数来代表变电站继电保护设备微机保护的状态评价效率，并通过状态空间法来对变电站继电保护设备可靠性进行分析。在进行分析之前进行了以下假设：第一，在检修过程中已经将设备可能存在的全部问题修复好，并其不会由于检修等操作而引起其他故障；第二，在对变电站继电保护设备的定期检修中，设备按照相关要求进行停电并退出运行操作。第三，设备正常运行不会受到自检功能不影响；第四，在状态监测与评估的情况下，变电站继电保护设备仍处于运行状态；第五，在分析过程中不考虑人为原因以及软件故障；第六，故障检修人员对于设备的维修效率一致；第七，对于变电站继电保护设备的各个状态间转移所需的时长满足指数分布规律。

在上述假设成立的基础上可以建立变电站继电保护设备的状态检修以及定期检修的马尔科夫模型，并根据不同的维修方式来分析对设备可靠性的影响。继电保护状态检修模型由于主要是依据设备的运行状态以及运行时间来确定相应的检修项目和时效的，所以，在此基础上可以考虑建立动态监测马尔科夫模型。当构建完成上述两种空间状态模型后，可以分别列出设备在定期检修以及状态检修下的状态转移矩阵，从而计算出在此两种方式下的设备可靠性状态概率。

4.2仿真分析

本文主要以变电站220kV的线路保护设备进行仿真分析，并根据变电站各设备参数以及数据构建仿真模型，可以通过以下几种情况对模型进行分析：第一，将保护设备定期检修的效率作为自变量，将设备的可用度作为因变量，从而进行分析考察，可以得出：在对变电站继电保护设备状态采取定期检修的方式下，随着定期检修效率的逐渐增大，其可用度逐渐提升但是增长率呈逐步下降的趋势。当定期检修效率达到某一状态时，保护设备的可用度并不会在发生变化。第二，将保护设备的状态评价的效率作为自变量，可用度作为因变量进行分析，可以得出：当继电保护设备采取状态检修方式的情况下，并且保护设备的其他参数在保持不变的前提下，与对保护设备采取定期检修方式相比，该方式的可用度将会得到较大的提升。

综上可以得出以下结论，对于继电保护设备状态检修可靠性而言，拒动故障率、状态评价频率、状态评价发现故障率以及保护设备检修人员的平均应急效率等对变电站继电保护设备的可靠性影响较大。

参考文献

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[2] 刘琨,黄明辉,李一泉,等.智能变电站继电保护在线运检方法研究[J].电力系统保护与控制,2020,48(7):58-65.

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