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摘要：近年来，我国的电力系统发展迅速。在电力系统运行中，要确保设备的安全稳定，就需要继电保护装置发挥作用。随着自动化技术被应用于继电保护装置的设计中，实现了继电保护装置技术全面更新，自动化装置的可靠性成为了保证电力系统继电保护作用得以充分发挥的关键。本论文针对电力系统继电保护与自动化装置可靠性试验及评估进行研究。
关键词：电力系统；继电保护；自动化装置；可靠性试验；技术评估
引言
可靠性技术是提升产品质量比较好的方法。以概率论作为理论基础，建立合理实验并获得大量的实验数据，再针对实验数据进行数理分析，以实现对产品质量性能可靠性评估。就现阶段的情况而言，在很多企业内部可靠性技术已经得到了非常广泛的应用，在生产的各个环节均有用到，比如产品研发设计、生产以及调试等。电力系统继电保护及自动化装置在整个电力系统中发挥着重要作用，主要起到控制与保护的作用，所以该装置质量的可靠性直接影响着电力系统的安全稳定运行，有必要采取措施来提升产品质量可靠性，同时还必须建立可靠性试验来对其工作效果进行检验。
1继电保护装置和自动化装置的可靠性指标
在电力系统中，继电保护装置所发挥的作用是能够对系统运行故障及时发现，并对故障及时排除。所以，继电保护装置对电力系统的运维起到了保护作用，做好该装置的检测、维护工作是非常重要的。继电保护装置多种多样，其可靠性与装置自身的功能以及电力系统自身所具备的性能息息相关。同时，继电保护装置的保护性能对其抗干扰能力起到了决定性的作用。通常而言，对继电保护装置的运行可靠性进行评估的参数包括：成功率的评估、故障间隔时间的评估、故障恢复时间的评估、有效度的评估。与继电保护装置有所不同，自动化装置作为可以维修的装置，对其可靠性进行评估的参数包括：无故障时间的评估、故障恢复时间的评估和有效度的评估。
2可靠性影响因素
在对继电保护的可靠性展开评估时，还要确定影响系统可靠性的因素。目前，影响继电保护可靠性的因素大致可以被划分为三类。首先，继电保护容易受到设备本身的影响。在继电保护系统中，同时存在主保护装置、后备保护装置、异常保护装置和辅助保护装置，各自拥有各自的保护范围和工作原理，难以确保各设备能够在面对不同故障时准确实现保护功能。其次，继电保护容易受到电磁干扰。在电力系统运行的过程中，继电保护装置需要同时于其他各种设备在同一电磁环境中工作，所以装置软硬件会受到周围电磁干扰，进而导致装置可靠性受到影响。最后，继电保护系统也会受到接地因素的影响。目前，接地为防止系统、设备受到干扰的一种有效方法，尤其能够防止系统电路受到雷击干扰。未能较好的接地，则将导致干扰电压无法被消除，进而导致装置运行受到干扰。
3可靠性试验
3.1试验条件
进行继电保护及自动化装置可靠性试验时必须严格控制电源情况以及周围环境的温度与湿度。本试验的电源情况为：交流电源必须是正弦波，严格控制波形畸在2%范围内、交流分量在6%范围内，确保频率在49.5~50.5Hz范围内。同时需要保证三相电源维持平衡。周围环境温度与湿度情况：控制试验温度和湿度分别在25℃和50%左右，此外大气压力应该在90~100kPa范围内。
3.2试验方法与步骤
上述可靠性指标中，属成功率R以及平均故障时间周期MTBF两个指标最为重要，本试验主要针对此两项指标进行检测。实验方法及操作具体如下。
（1）平均故障时间周期MTBF测试
在普通实验室中采用定数截尾实验来测试装置的MTBF。如表1所示为试验中MTBF的参数。
继电保护装置的平均故障时间周期MTBF只有满足要求时才可称之为可靠。实践表明，截尾失效数范围宜选在4~7范围内，本试验中假定MTBF值为M，需要说明的是M值的大小必须是截尾时间的倍数。本试验中随意抽取实验样品r进行试验，所以试验样品r具备一定的代表性，具体数量应该适中。通常情况下可以根据批量大小R来确定试验样品r。如表2所示为合适试验样品数表。
整个试验过程中都必须保持通电状态，通过确定继电保护装置出口回路触点情况就能够真实反映该装置的平均故障时间周期MTBF。所以，试验过程中需要实时监测继电保护装置出口回路触点工作状态。试验时的有关设置说明如下：如果相关失效数≥截尾实效数，那么装置就可以判断为拒收；如果相关失效数<截尾实效数，那么装置就可以判断为接收。
（2）成功率R测试
成功率R测试同样是在普通实验室进行，该试验的结果可以简单的分成两类，即成功与失效。如果成功则说明装置可靠性良好；反之表示装置的可靠性不好。成功率试验中随意抽取实验样品r进行试验。总体而言，成功率试验样品数量和平均故障时间周期MTBF试验相同。可以同时进行两组实验，如表3所示为成功率测试试验中的参数。试验时的有关设置说明如下：如果试验成功率值≥标准成功率值，那么装置就可以判断为接受；如果试验成功率值<标准成功率值，那么装置就可以判断为拒收。
4产品的可靠性评估
对产品进行可靠性评估，主要是测评6项重要指标，即故障间隔时间地评估、故障恢复时间地评估、故障发生率地评估、成功率地评估、动作正确率地评估、动作错误率地评估。对这6项指标采用科学的评估方式并获得准确的评估结果，才能够对电力系统的继电保护装置的可靠性以及自动化装置的可靠性加以确定。
4.1故障间隔时间的评估
对电力系统的继电保护装置与自动化装置进行评估，重点要了解运行故障的发生时间，估算故障之间的间隔时间，以获得电力系统故障发生规律。
4.2故障恢复时间的评估
电力系统的继电保护装置与自动化装置都具备自动恢复功能。对故障恢复时间进行评估，主要的目的是对继电保护装置与自动化装置的故障恢复能力进行评估。
4.3故障率评估。进行故障率评估的作用就是掌握装置的运行性能，还有发生故障的频率。表示方法为故障时间除以实验总时间。
4.4成功率评估。在规定的状况下，继电保护装置成功完成规定工作任务的可能性。成功率和平均故障时间值、平均修复时间值之间存在紧密关系。具体关系表达式为：成功率＝平均故障时间值/（平均故障时间值＋平均修复时间值）。
4.5正确动作率评估。装置的正确动作率主要由正确动作次数以及试验过程中装置的动作总次数共同决定，具体为正确动作次数与试验过程中装置的动作总次数之间的比值。
4.6故障动作率评估。装置在运行中要么正确动作，要么故障动作。所以故障动作率与正确动作率之间为互补关系。故障动作率为试验过程中出现的故障动作次数与动作总次数之间的比值。
结语
综上所述，电力系统地运行中，其运行状况决定于继电保护装置的可靠性和自动化装置的可靠性。为了确保继电保护装置和自动化装置在运行中安全可靠，就要对其进行试验检测，并进行科学地评价，以对继电保护装置和自动化装置的性能深入了解，对电力系统的稳定发展具有一定的促进作用。
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论文作者:张旭,罗会宁,焦海一
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：装置论文; 可靠性论文; 故障论文; 保护装置论文; 电力系统论文; 继电论文; 成功率论文; 《电力设备》2017年第22期论文;