继电保护系统状态评价分析

继电保护系统状态评价分析

孟雨涵刘敏金丽齐振宇

（国网冀北检修公司北京市102488）

摘要：为了与智能电网相适应，对继电保护系统状态评价进行了分析研究论述。主要对继电保护系统的状态划分和故障的判断方法及风险分析来进行分析，从诊断的办法和评估模型，及对风险的评价，指标和数据的由来，这些方面来做比较，分析成果的好与坏。指导分析利用该依据构建继电保护状态指标，在线诊断技术，提出信息接口的标准这些方面展开。

关键词：继电保护；风险；状态；故障

随着我国智能电网步伐的逐渐加快，新的能源大量的引入，智能的电力及电子设备的增加，对新型继电保护系统的需要也在不断的增大，保护也会变得更为的复杂，继电保护系统产生故障的机率会更加的大。为了设备的视查，资源损耗的检修，降低因检修造成的停运时间与次数，非常有必要对继电保护设备实施维修。因此对继电保护状态的判断，及开发继电保护状态的评价体系是非常有意义的。

一、继电保护系统的状态

继电保护系统指的是完成继电保护功能的全部硬件和软件装备，也包含继电保护装置及其相边的交流回路和直流回路。继电保护状态是继电保护系统达到了对预先设置功能的能力。

1、设备状态

设备的状态既是装置的硬件和软件动行的状态，其状态不但与设计的水平，制造的工艺，软件的版本，元器件的质量有较大的联系，还与运行的环境及维护的不准确有着比较大的联系

设备状态分别是在运作和停运的两种状态方式。停运状态在较早的一些文献中分成五种，分别是：正常检修的停运[1]，随机的停运，误动的停运，拒绝动的停运，没有选择的停运。其中无选择的停运是对不能选择的错误的跳闸起到保护的作用，现今都将其划分成误动停运状态。因为继电保护的结构复杂，且工作的方式也很多，要依据不一样的分析结果来对状态分类。

2、继电保护系统的功能与状态

计算机保护系统是由保护的设备，收取发出讯机，操做箱与二次回路等部分组成。经过装置间的互相联系来完成继电保护系统，系统功能的状态是对以上各环节的运作状态的呈现。在分析潜在的[2]问题的基础上，对备件间的互相联系实行合理的解释，把不同的备件所形成的误动归为一类，换取更为有用的状态模型，此外因考虑到继电保护系统存在多种功能的状态。[3]从系统的牢靠性的建模看，它的组合将会越发的繁杂多样，会出现各种各样的状态，只有研发出更完善的更智能的分析设备，才是解决这样的问题的办法。

二、继电系统状态分析判断

在给继电保护系统的工作情况做在线的诊断时，得到了很多的状态方面的信息数据，这此信息数据是可以评价继电保护系统在线状态。现在有些时候因一次开关和二次的保护数据信息不能及时上传，时间与目标不同步，信息数据比较少甚至没有，还有上传时的信息量超出标准等问题，导致了评价保护状态的基础信息依就缺少不足。

为了达到可以有效及时的察觉高风险的情况，采取对继电保护存在的潜在故障实行诊断的技术方法。把继电保护的信息传入，与此同时输入到潜在故障的监控系统中，采用相应的模型把继电保护系统与监控系统的工作结果实行对比，以此来对继电保护系统进行判断看其是不是有潜藏的故障，这样可以对继电保护系统的设计做到指导。还有两点见意：潜藏故障的监控在使用数字化保护装置会比较简单的实现；并不需要对所有的继电保护系统实行监控，只需对风险大的，危险结果比较厉害的母线或继电保护装置实行监控。

近些年，因为继保系统的状态诊断进步比较快。[4]把继保系统的运作特点分为静态与动态的特性。静态特性是指未达到启动的标准时保护装置就开始工作的特性，可以检查继保系统的回路，连接的电缆，前置处理的电路，采样的数据值等各阶段的潜藏故障；动态特性是指信号的测量达到了保护启动的条件，是用来检测整定的数值与动作的原理是否准确。还可以使用故障录波装置来对继保系统的动态实行监测。从继电保护系统的自愈层面来观测，自动检验的环节会是智能化变电站系统的一个发展形势。

对以上的诊断方法进行总结，以现在的技术能力来分析，比较合理适用的方法是采用测冗余来对继保交流的回路实行诊断，以故障录波与保护设备的内部信息实行保护系统的故障诊断。

三、继保系统状态分析和应用

1、继电保护系统风险评估

随着故障树模型的广泛应用，诸多学者设计了继保系统的风险评估体系，确定保护系统的误动率和拒动率，正确的动作率和故障的发生频率及可用度和失负荷的风险的数据信息来表现继保系统的功能是否牢靠。各个模块与其系统构成的测试，运行和停运检修状态的一些记录用来做基础数据的分析，这些数据记录以两个途径得出：原始统计数据的搜集；从主观先测概率的角度以原始的数据为基础参照值，通过实际的运行状态和方式，得出当下数据可以采用数据的范围。

现在使用比较普遍的还是以历史统计的数据风险评估措施[5]。从先验概率层面对故障率分三个步骤来分析[6]：对电网的架结构，开关设备和电气元件间的关系要给予反映；对当下失去效力的参数和正在运行的参数进行分析；对相应的场景的原始无效的保护数据分析，保证分析的阶数与规模。

继保状态的诊断数据与完好的状态评估都是非常重要的。诊断的过程就是获取基础数据的过程。对状态的评估不但可以获取失效率，还想获得距失效点的范围，这样操作可以让评估的结果更准确。

2、状态评估的安全措施

用潜藏故障的诊断等一些方法对继保设备的状态实行评估，得到可以导致拒动与误动的结果保护装置后，可采用功能的重组及出口的隔离的操作措施，在使用具有数据可共享技术的变电站和广域保护装置的状况下，保护的重新构置成了可能。利用智能变电站可以信息共享的特点，得出了可以提升智能变电站的保护系统的牢靠性的两个措施：保护单元的失效的解决措施；互感器失效的解决措施。在使用共享后备单元达成任何保护设备失支效力的后备，以这样的措施为基本构建了保护。这种措施的好处是不需要增添硬件装备，只是以软件的调用与信号传输方向的变化就可以达到装置功能的更换。

结束语

信息科技与通信的进步发展，使继保技术有了飞跃的变化。继电保护的原理和硬件都己日渐成熟，使电力系统的发展需要得到了满足。而经过多年的经验证明，继电保护系统仍然存在较多的问题，保护的误动及拒动的现象经常发生，大范围的停电事故仍然存在。因此整体检验此保护系统的状态和存在风险，深化系统运行的理论和技术，对提升继电保护系统的安全性有着非常重大的意义。

已有分析对继保装置的状态及风险评估提出了很多关注，但因为对继电保护工作的状态评价规范，缺少持续的运行的数据支持，针对于继电保护状态的客观性评价不高，风险分析准确度不够。

虽然继保装置都己重视自身的硬件自检测，但对电流、电压等一些回路故障缺少监视方法，所以因回路故障致使的保护系统错误动作，依旧是该系统的重要缺陷。

为此，首先在对继电保护信息系统完善的基础上，分析继电保护状态的数据反映支持体系，其次加强对继电保护所有系统的潜藏故障监控方式，为良好的继电保护系统的状态及评价的建立方式提供条件，才可以客观的对继电保护系统反映其当下的状态。

参考文献

[1]王野雷.继电保护系统的可靠性概率指标估计及分析方法[J].继电器,1993,21(3).

[2]沈智健,熊小伏,周家启,等.继电保护系统失效概率算法[J].电力系统自动化,2009,33(23).

[3]陈少华,马碧燕,雷宇.综合定量计算继电保护系统可靠性[J].电力系统自动化,2007,31(15).

[4]熊小伏,刘晓放.基于WAMS的继电保护静态特性监视及其隐藏故障诊断[J].电力系统自动化,2009,33(9).

[5]王慧芳,杨荷娟,何奔腾,等.输变电设备状态故障率模型改进分析[J].电力系统自动化,2011,35(16).

[6]戴志辉,王增平,焦彦军,等.阶段式保护原理性失效风险的概率评估方法[J].电工技术学报,2012,27(6).