继电保护装置可靠性及其最佳检修周期的研究

针对继电保护装置可靠性（即其误动和拒动的概率）的研究,建立了评价继电保护装置可靠性的马尔科夫模型;运用状态空间法计算了电保护装置的状态概率和可靠性指标;分析了自检周期对保护装置故障率的影响。研究了保护装置最佳检修周期的确定和带自检的微机保护装置和不带自检的传统保护装置在最佳检修周期上的差异;为确定保护装置的最佳检修周期提供了理论依据。     

保护隐性故障及其对电力系统连锁故障发展影响

继电保护隐性故障是造成电力系统连锁故障的重要因素之一,针对影响保护隐性故障因素,建立了考虑线路故障的保护隐性故障模型。从人为失误、保护装置自身的老化失效、保护所处环境影响来分析保护的故障率,基于Markov状态空间法,针对高压系统两套主保护及远近后备保护,建立详细的线路—保护状态转移模型,计算保护误动概率与拒动概率,并应用到连锁故障仿真算例中。连锁故障仿真考虑不同保护动作特性、控制措施动作以及不同负荷水平的影响,根据仿真结果计算保护拒动与误动风险,分析保护隐性故障对电力系统连锁故障的影响,以及各因素对保护拒动和误动的影响。仿真结果表明,重载时保护不正确动作风险比轻载和正常工作时大。     

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。     

微机保护系统可靠性应用研究

根据微机继电保护装置和保护系统的特点,探讨了保护装置和保护系统的可靠性定量评估方法。将软件可靠性研究分解为软件程序可靠性和软件数据可靠性研究,建立微机保护装置的硬件失效率模型和软件失效率模型,以及保护系统的马尔可夫模型,并求解出保护系统可靠性指标,包括保护可用度、保护拒动失效率和保护误动失效率。在已有的马尔可夫模型中增加了数据可靠性因子,考虑了由于人为计算失误,造成软件数据出错,最终导致保护系统失效的因素。最后以某地区电网220kV输电线路为例,估算出保护系统的各个指标。通过与已有文献计算结果的对比分析,认为该算法较全面,结果合理。     

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.     

基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估研究

对继电保护设备风险程度进行评估,及时发现继电保护系统薄弱环节,对维持电力系统安全稳定运行具有重要作用。以故障发生概率和危害程度作为继电保护定值风险评估的量化指标,提出了一种基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估方法。基于继电保护拒动和误动两个方面对保护不正确动作的概率进行计算,并以相对负荷损失这一特征量来定量分析保护不正确动作的危害。从保护定值的配合关系和继电保护系统的硬件缺陷两个方面,对保护装置整体闭锁和主保护闭锁这两种闭锁情况下的保护定值在线校核策略进行研究,建立以单个保护装置为研究对象的保护定值风险评估模型。通过对某地区电网线路保护装置进行定值风险评估,验证了所提方法的合理性和可行性。该方法有利于发现继电保护系统的薄弱环节,提升电力系统的安全性和可靠性。研究成果对提升电网安全可靠运行具有指导意义。     

基于扩展GO法的HVDC保护系统可靠性评估

高压直流输电(high voltage DC transmission,HVDC)保护系统因为含有多个共有信号,基于传统的状态组合法计算可靠性极其复杂。文章将成功流(goal oriented,GO)法引入到直流保护系统的可靠性评估中,以阀短路保护为例,建立了其GO模型。同时,通过结合图论中源点和汇点的概念将GO图进行分解,使得含共有信号的状态累积概率公式可直接用于多状态系统的可靠性计算,减小了由于多个共有信号导致的较大的计算量。在此基础上,比较了几种典型冗余配置下整个保护系统的误动率(拒动率)分别随测量装置和保护装置的误动率(拒动率)变化的曲线,得出了直流保护系统的一些可靠性规律。     

计及不同保护配置方案的继电保护系统可靠性

微机保护装置的硬件可靠性已得到了很大提高,不同保护原理及配置方式已成为影响可靠性的主要因素。目前尚缺乏相应的可靠性模型,为此提出了一种新的计及不同保护配置模式的保护系统可靠性评估模型。基于马尔可夫方法,考虑2种故障模式即误动和拒动状态,推导出可以评估不同保护配置方案的可靠性模型,可计算保护系统误动和拒动的概率,为完善电网风险分析及可靠性评估方法提供了可用数学方法。算例证明了所提出方法的正确性。     

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。     

数字继电保护装置可靠性研究

提出一种定量分析数字继电保护装置可靠性的方法：首先提出并定义定量评估保护装置可靠性的指标——保护可用度和保护可靠性经济系数；然后建立装置的硬件和软件失效率模型，得到数字保护装置状态空间图：最后用解析法求解保护可用度和保护可靠性经济系数。文中并以一实际数字保护装置为例进行可靠性评估，用变参数法进行灵敏度分析，以探求保护设计中最优的增强性措施。结果表明：该方法可有效用于数字继电保护装置的可靠性评估与分析。     

保护系统可靠性与保护动作可靠性

基于继电保护的工作特点,将其可靠性分为保护系统可靠性和保护动作可靠性两个方面.提出保护系统可靠性指标:保护拒动失效率和保护误动失效率;保护动作可靠性指标:保护拒动频率和保护误动频率.建立数字保护系统软/硬件失效率模型,求解保护系统可靠性指标;建立保护动作的状态空间模型,求解保护动作可靠性指标.该方法适用于各种保护的可靠性综合测评和定量管理,也是开展保护科学检修工作的基础.     

保护系统可靠性与保护动作可靠性

基于继电保护的工作特点,将其可靠性分为保护系统可靠性和保护动作可靠性两个方面。提出保护系统可靠性指标:保护拒动失效率和保护误动失效率;保护动作可靠性指标:保护拒动频率和保护误动频率。建立数字保护系统软/硬件失效率模型,求解保护系统可靠性指标;建立保护动作的状态空间模型,求解保护动作可靠性指标。该方法适用于各种保护的可靠性综合测评和定量管理,也是开展保护科学检修工作的基础。     

智能变电站在线防误系统关键技术的研究

针对智能变电站检修过程中继电保护装置压板存在误投、漏投的现象,提出了一种智能变电站继电保护在线综合防误方法。根据压板不同的投退状态,将保护装置分为运行态、信号态、退出态、检修态,并对装置状态进行实时诊断。建立了允许式防误体系,闭锁不满足运行规则的压板投退操作。分析装置虚回路连线,结合安全措施执行规则,实现对检修装置的一键式隔离。根据一、二次设备运行状态,对检修过程中保护装置误动、拒动风险进行诊断分析,主动纠正影响保护逻辑计算的压板状态,有效降低了变电站检修过程中的安全风险。通过某220 kV智能变电站的应用实例,验证了所提出的技术方案的可行性。     

阶段式电流保护运行风险评估模型

提出阶段式电流保护的运行风险评估模型,揭示了继电保护对电力系统可靠性的影响机理。首先阐述了继电保护在某一电网运行方式下拒动和误动的原理,指出保护拒动和误动产生于设备硬件失效和运行时保护设置不当。然后根据电网中保护的实际配置情况、动作值和动作时限,推导出基于实际保护范围或灵敏系数的运行拒动概率和运行误动概率两组风险指标。此外,还提出受保护错误动作影响的失负荷风险指标。利用一个典型实例,阐述了阶段式电流保护运行风险评估模型的应用,以说明该方案的实用性和有效性     

基于保护信号的隐性故障检测

目前尚缺乏有效的继电保护装置隐性故障检测方法,因此提出了一种基于保护信号解析模型的隐性故障检测方法。该方法根据保护启动、保护动作、断路器跳闸、故障位置信号之间的逻辑关系,以及主保护和后备保护之间的配置规则,并考虑线路三段保护、拒动误动等情况,构建描述各信号之间关联的解析模型。将信号的实际状态和期望状态的最大匹配作为优化目标,利用优化结果检测隐性故障。算例分析结果表明了该方法的有效性。     

智能变电站继电保护系统可靠性分析

智能变电站采用大量新型设备提高变电站智能化的同时也给继电保护二次设备的可靠性带来了全新的挑战。采用有效概率、误动概率和拒动概率三个指标对智能变电站直采直跳模式下线路、母线和变压器保护系统进行评估,对比分析了三者的可靠性并给出了提高可靠性的措施。研究结果对智能变电站继电保护系统的设计和改进具有指导意义。     

考虑隐性故障的继电保护系统可靠性分析及评估

为了更好地评估继电保护系统的可靠性,搭建了考虑隐性故障和系统运行状态变化时单一保护系统的可靠性模型。而后基于所搭建的可靠性模型,计算得到了随潮流变化时隐性故障率的变化情况和隐性故障修复率对继电保护系统正常运行的影响,并给出了基于概率模型的方法对超高压线路继电保护系统的可靠性进行评估。基于概率模型的方法是对马尔可夫状态空间模型方法的一种简化,适合工程应用,为完善继电保护系统的可靠性评估提供了可行的数学方法。算例验证了所提方法的正确性。     

考虑不对称时延的线路电流差动保护拒动和误动概率分析

通道时延不对称会影响线路电流差动保护的时间同步精度,并降低保护动作的可靠性.因此有必要对拒动和误动的影响机理进行深入研究,以提高线路保护的整体可靠性.文章根据线路电流差动保护的基本原理和时间同步方式,分析了通道不对称时延导致保护拒动和误动的原因;给出了通道不对称时延诱导的拒动和误动概率模型,并设计了相应算法;以5种线路...     

基于Markov模型的输电系统连锁故障经济风险评估

该文从电力系统的角度分析了输电线路与保护的不同状态,利用Markov法推导了保护隐性故障发生的概率;根据实际拓扑结构,搭建了关于连锁故障的仿真模型;从实际问题考虑,综合了严重事故的发生概率、严重性和经济性,提出了连锁故障的经济风险指标。将该方法应用于TH-9系统,得到了电网可能发生连锁故障的概率、不同连锁故障发生的路径以及不同故障路径造成的经济损失的大小。仿真分析表明,提高了保护装置的自检率,降低了连锁故障带来的风险。     

基于可靠性经济分析的数字保护最优更换周期

从保证智能变电站数字保护系统可靠性和经济性的角度分析,针对数字保护装置修复非新的特性,采用威布尔分布模型、役龄递减因子和故障递增因子进行建模。分析数字保护装置拒动和误动出现的原因和造成的影响,得出保护装置失效模型,并依此对数字保护装置进行非定期性检修,再依据保护装置经济性和可靠性分析模型得出最优更换周期,达到保证数字保护设施经济可靠运行的目的。所提方法是一种具有实际意义的继电保护系统可靠性评估方法。