基于可靠性分析的微机继电保护设备最佳检修周期研究

通过引入自检系数、检修成功系数和故障维修系数,改进了微机继电保护设备的可靠性模型。利用新模型分析了保护系统的各种状态和状态间转移关系,绘制了状态空间图。根据马尔可夫理论列写了随机转移概率矩阵,求解了微机继电保护设备各种状态的稳态概率。推导了继电保护设备的检修周期与其不可用率的关系,以不可用率最低为目标确定了最佳检修周期。进一步编制了最佳检修周期的计算软件,实现了对微机继电保护设备可靠性的动态评估。模型的准确性和实用性在一个变压器微机继电保护的算例中得到验证。最后进行灵敏度分析,找出对最佳检修周期影响较大的2个因素为自检系数和检修成功系数。     

基于Markov模型的高压输电线继电保护装置风险评估

评估运行中的继电保护装置可能引起的后果,是继电保护评估的一个重要问题。结合线路状态和保护装置失效机理,提出了高压输电线继电保护装置风险评估方法。首先,给出输电线与保护的10种状态;进一步,根据保护的自检特性,归纳获得了由保护装置引发的4种风险,即显性误动风险、显性拒动风险、隐性误动风险和隐性拒动风险。然后,根据输电线路和保护装置的状态划分,建立10状态Markov模型,并利用Markov模型给出上述4种风险指标计算方法;最后,基于某电网实测数据,对比了风险与传统可靠性指标在评价可靠性上的差异,分析了自检率对风险的影响。分析表明,风险与不可用率随定检周期变化差异明显,降低失效率或增大自检率能有效地降低系统风险与不可用率。     

基于马尔可夫状态空间法的超高压电网继电保护系统可靠性分析模型

基于马尔可夫状态空间法给出了保护可靠性的简化通用分析模型,结合目前超高压电网继电保护系统实际配置情况,建立了详细的状态空间模型,该模型考虑了继电保护装置的自检、在线监视功能及冗余配置等因素,还计入保护误动的影响,具有很好的通用性。根据提出的主保护动作可靠性及继电保护系统可用性的相关评价指标,结合具体算例详细分析了装置自检及检修周期等因素对保护系统可靠性的影响,验证了该分析模型的正确性。文章最后探讨了继电保护最佳检修周期的确定原则。     

继电保护装置最佳检修周期的研究

针对继电保护装置检修最佳周期难以确定的问题,阐述了继电保护的失效分布模型,分析了模型参数与故障过程的关系,提出了经济性和可靠性约束条件,并根据历年故障数据和经验数据进行Matlab仿真分析。计算结果表明,这种基于非齐次泊松过程的计算方法,可以简单有效地计算出继电保护装置最佳检修周期,为继电保护检修计划制定和状态检修应用提供了理论指导依据。     

基于风险性的继电保护装置可靠性计算

从风险性角度给出了一种评价工矿企业电网继电保护装置可靠性的指标,该指标综合考虑了保护装置的正确不动作事件、失效事件的后果以及被保护设备故障率等因素;将保护装置的拒动失效事件分为不扩大拒动状态和扩大拒动状态,建立了保护动作的马尔可夫模型,运用状态空间法求解出保护装置的可靠性。以失效事件造成的损失最小为目标,确立了可靠性与定期维护周期之间的关系。算例分析结果表明,本文建立的完备概率模型及采用的可靠性计算指标为研究继电保护装置性能,提供了一种新的分析思路。     

失效分布模型对继电保护装置最佳检修周期的影响

从继电保护装置的失效分布模型入手,分别采用基于非齐次泊松过程的指数模型和威布尔模型对继电保护进行建模,考虑经济性和可靠性的约束条件,并且根据历年的继电保护装置故障数据和经验数据,利用Matlab编程,计算继电保护装置的最佳检修周期。通过分析不同失效分布模型对状态检修最佳检修周期预测的影响,确定最适合继电保护装置的失效分布模型,为继电保护装置检修计划的制订和状态检修的应用提供理论指导。     

双重化继电保护系统确定最佳检修周期新方法

目前对确定继电保护系统最佳检修周期的研究方法都是仅从单个指标来考虑,不能全面评估继电保护系统的可靠性,由此确定的检修周期并不一定最佳.文中同时考虑可靠性和经济性2个指标,以双重化继电保护系统为研究对象,建立相应的Markov状态空间模型,给出了双重化继电保护系统年均总经济损失表达式,定义了可靠性新指标--继电保护系统可靠系数,并在该指标的基础上提出了确定继电保护系统最佳检修周期的新指标--经济成本可靠系数.保护系统可靠系数同时兼顾了系统对继电保护误动率、拒动率和不可用度的要求,而经济成本可靠系数同时兼顾了系统对年均总经济损失和保护系统可靠系数的要求.以经济成本可靠系数最小为目标来确定最佳检修周期.利用统计数据进行算例分析,验证了新方法的合理性和有效性.     

基于分层马尔可夫模型的冗余配置保护最优检修周期研究

为解决基于马尔可夫方法评估冗余配置继电保护系统的可靠性会遇到状态数目多、状态划分难的问题,提出分层马尔可夫可靠性模型。在建立马尔可夫状态空间过程中,根据被保护设备所处的状态将被保护设备和保护装置的状态分为若干层,接着对每层再进行详细的状态划分,通过双重主保护加后备保护验证提出的可靠性模型并根据相应的可靠性指标求解该配置继电保护系统的最优检修周期。结果表明：继电保护装置的过检修和欠检修对保护系统的可靠性都不利,保护冗余配置比单重配置的可靠性更高,而且最优检修周期也更长,影响继电保护最优检修周期的主要因素是保护自身的可靠性,与被保护设备的可靠性关系不大,同时本方法可解决状态划分过程中的状态遗漏问题。     

基于连续时间马尔可夫链的继电保护装置动作行为预测模型

在继电保护可靠性评估中,使用保护装置状态的稳态概率进行状态枚举与后果分析,难以反映当前运行状态下保护装置的可靠性水平。该文建立了基于历史运行数据的继电保护装置状态转移模型,进而提出了基于连续时间马尔可夫链的时变概率算法,分析了不同保护可靠性参数对继电保护行为预测模型的影响。最后根据模型得到的时变概率曲线图,提出一种紧急调用应急保护装置并投运的策略措施。仿真结果证明了保护装置行为趋势的预测结果符合实际保护装置运行状态发展的客观规律。     

基于SSA-SVM的继电保护装置状态评估方法研究

运维检修人员对保护装置检修时需制定检修计划。为了对保护装置准确评估和精准检修,提出了一种基于麻雀搜索算法优化SVM的继电保护装置状态评估方法。根据建立的继电保护装置指标体系对保护装置健康状态进行分类,实现继电保护装置的状态评估。首先,建立继电保护装置状态评价指标体系,根据指标体系采集保护装置的相关数据。其次,建立SSA-SVM继电保护装置状态评估模型,采用该模型将保护装置健康状态按正常、注意、异常和严重进行分类。最后,分别采用SSA-SVM、BA-SVM、GWO-SVM、WOA-SVM算法评估继电保护装置的健康状态,并比较各算法评估保护装置健康状态的准确性和实时性。仿真结果表明,SSA-SVM算法评估保护装置健康状态的准确性最高,保护装置状态评估结果可为运维检修人员提供检修依据。     

故障信息处理系统中继电保护装置的可靠性研究

针对继电保护装置的工作特点拟定了继电保护装置可靠性的特征量。建立了继电保护装置可靠性的马尔可夫模型,运用状态空间法进行可靠性分析。最后提出了如何利用故障信息处理系统中大量丰富的信息实现继电保护装置可靠性分析的方法。     

利用保护和断路器信息的电力系统故障诊断与不可观测的保护的状态识别的模型与 Tabu 搜索方法

根据元件故障与保护动作和断路器跳闸之间的逻辑关系,首先构造了电力系统故障诊断与不可观测的保护的状态识别（ＦＳＥ－ＳＩＵＰＲ）的一种新的０－１整数规划模型。该模型充分利用了断路器信息,在一些保护信息不完整的情况下也能正常工作。之后,提出了用Ｔａｂｕ搜索（ＴＳ）方法来求解这一问题。ＴＳ方法是近年来出现的用于求解组合优化问题的高效的启发式搜索技术。算例计算表明,所发展的ＦＳＥ－ＳＩＵＰＲ的数学模型是正确的,采用的基于ＴＳ的方法相当有效。     

A Microprocessor-Based Scheme for Testing Protective Relays

ABSTRACT

This paper presents a general hardware scheme for testing protective relays using microprocessor based systems. The microprocessor simulates the relaying signals for test purpose and monitors the relay performance. Based on the proposed hardware, a teat procedure for directional overcurrent relays is presented in detail. Typical test results of various routine tests conducted on a commercial single phase directional over-current relay clearly demonstrate the efficacy of the proposed technique for conducting tests on commercial relays.     

A MICROPROCESSOR BASED ULTRA HIGH SPEED PROTECTION SCHEME AGAINST OPEN CIRCUIT FAULT OF MULTI-BUS EHV/UHV TRANSMISSION SYSTEM

ABSTRACT

A modern power system consisting of multi-bus EHV/UHV transmission links to increase the capacity and reliability of the system, requires faster and reliable operation of relays and circuit breakers for its protection. The present day available relays for protection of transmission lines against open circuit fault are not sufficient for application in EHV/UHV circuits for their larger operating time. In the present paper, a microprocessor based ultra high speed relay has been developed for protection of a transmission line against open circuit fault which operates on the principle of continuous tracing of the line current waveforms thus eliminating sequence filters, and it requires less than one cycle to operate even in the worst possible fault condition. Application of a microprocessor enhances the accuracy, reliability and speed of operation of the device eliminating complicated hardware and dead band in operation. The use of zero crossing detectors in signal processing keeps the signals free from any transient effects.     

基于粗糙集理论和生命初态信息的继电器寿命预测方法

工作寿命是表征产品可靠性的重要特征量。对于继电器这类长寿命产品,以寿命为指标进行产品筛选的方法目前还未得到深入研究。近来通过对继电器寿命试验数据进行分析发现:继电器个体的寿命与其生命初期的性态有关,初期性态较好的个体其寿命也较长,反之则寿命较短。本文基于这一发现提出了继电器的个体寿命预测与筛选方法,即首先通过寿命试验获取一组样本在生命初期的性能参数值与寿命值,然后利用粗糙集理论中的属性约简提取一组与寿命相关的性能参数,并建立一组寿命决策规则。此后对于任一同型产品,只要测出其生命初态信息即可根据这组规则预测其寿命,进而完成以寿命为指标的继电器产品筛选。本文最后进行了实例分析,结果表明了该方法的有效性。     

Field-Programmable Analog Array Based Distance Relay

Protective relays have been designed with different technologies resulting in electromechanical, solid-state, and numerical devices. Speed and reliability are the two most important characteristics of a protective relay. Other capabilities such as monitoring and recording are supposed to be of secondary priority. Without any doubt, present-day numerical relays provide considerable capabilities and advantages but they have not improved speed of operation in comparison to their solid-state counterparts. With advancements in analog technology which has become more mature recently, the idea of using mixed signals in several applications has started. The new technology using combination of field-programmable analog arrays (FPAAs) and digital technologies seems to be a breakthrough and has the potential to provide better performance than the present-day numerical relays. In this paper, use of FPAAs for designing and implementing protective relays is investigated for the first time in literature. A distance relay design and its hardware implementation using FPAAs is described. Test results are reported.      

The new science of protective relaying in the petrochemicalindustry

The multifunction digital relay has greatly expanded the science of protective relaying. The new science of protective relaying has resulted in the following improvements and benefits to the petrochemical industry. The multifunction relays typically have a large array of functions that can be used for electrical equipment protection. The multifunction relays are typically less costly than the equivalent package of discrete electromechanical and solid state relays. The programming logic provided by most multifunction relays allows for sophisticated protection schemes that were either not possible or economical with the discrete protection components of the past. The burden requirements of the multifunction relays are typically very low. With increases in technology, the testing and calibration of protective relays is changing. Advances in technology in the future may result in a decreased life expectancy of protective relay packages of the future     

Protection of power transformer using multi criteria decision-making

Power transformers are protected by different relays that operate independently. Malfunction of each relay has a major role in reducing the reliability of the protection system. In order to mitigate the main drawbacks of the power transformer relays, an overall protection scheme is presented in this paper. This scheme proposes a novel multi criterion algorithm using decision-making based on fuzzy logic. In this paper the outputs of restricted earth fault relay and a directional check unit, are combined with the output of the differential protection relay. Therefore, problems that are pertaining to independent operation of each relay have been mitigated and the relays cover protection blind spots of each other. The improved power transformer protection (IPTP) scheme enhances the sensitivity and reliability of the power transformer protection. Extensive simulations are used to measure the effectiveness and merit of the proposed IPTP relay. The above efforts result in a multi criteria approach for protection of power transformers.     

特大电流下电流互感器传变特性探讨

由于系统容量增大或因系统结构等原因,电力系统中某些回路在近处短路时会出现100倍额定电流以上的特大电流,大大超过了保护用电流互感器(TA)的10%误差曲线所容许的电流倍数,可能影响相关的继电保护设备的性能.文中以n次曲线模拟TA铁心饱和时的非线性磁化曲线,由此导出TA回路的非线性微分方程,并采用数值方法计算出在典型暂态短路电流作用下的TA二次电流波形.分析表明,当出现特大电流时,相关的继电保护装置很可能会拒动,从而导致失去选择性的越级跳闸,扩大停电范围.