摘 要：继电保护及自动化装置是电力系统中不可或缺的关键组成部分，对整个电力系统的平稳安全运行发挥着至关重要的运用。进行产品的可靠性试验和研究的目的在于确保产品的安全和质量，对继电保护及自动化装置进行可靠性试验和评估可以有效提高继电保护及自动化装置的质量和运作效率，保障电力系统的正常运行。
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
电力系统运行的过程中，继电保护装置发挥着重要的作用。自动化技术渗入到继电保护装置中，提高了继电保护装置的保护性能，同时对装置的运行可靠性提出了更高的要求。在检测技术中，可靠性技术是将数理统计与概率论整合，对产品的参数通过计算的方式获得检测结果，以生产出高质量的产品。可靠性技术是对产品各项元素的可靠性进行研究，包括特征量、产品的设计、制造、评估等等方面都要提高技术可靠性才能够保证产品的质量。电力系统中，继电保护装置是重要的组成部分，能够对设备元件实施自动化保护，以确保元件正常运行。当电力系统处于运行状态的时候，自动化装置起到了实时监控的作用，不仅可以对系统的运行状况自动测试，而且还具有系统调节的功能，从而确保电力系统安全可靠地运行。
一、电力系统继电保护技术
(一)继电保护的基本任务
为了保证电气机械设备的安全和电力系统的稳定运行，通常采用继电保护装置的方式为电力系统提供可靠性保护。继电保护能够及时发现电力系统故障问题从而发出故障示警信号，并快速切断电路防止设备故障问题扩大，有效的保证了电力系统的安全和稳定运行。继电保护主要由一套或者多套继电保护装置组成，所有的电力机械设备均在继电保护下工作。就大型电力系统而言，继电保护能够有效的减少资金投入。电力系统要求继电保护装置安全，可靠，快速，可选择以及灵敏，从而充分的发挥继电保护的优势，确保电力系统安全和稳定运行。
(二)继电保护与自动化装置工作的主要特点
为了保证电力系统稳定安全的运行，需要确保继电保护装置动作的安全可靠性以便及时准确的发出示警信号，快速切除机械设备故障点。对于电力系统运转来说，一般情况下机械设备发生故障问题几率较低，所以使用继电保护装置动作的频率不高。继电保护装置的主要故障有拒动故障，误动故障。拒动故障主要是指电力系统发生其他故障时，继电保护装置不能及时和准确的发送示警信号，可能导致不能及时切除设备故障点，当继电保护装置产生的故障相对严重时，可能引起电力系统无法正常工作。误动故障主要是指继电保护装置动作特性不良，导致电力系统未发生设备故障发出错误信号致使继电保护装置切除错误故障点，从而给电力系统造成极大的经济损失。自动化装置能够对电力系统机械设备运行参数进行监控，但是无法确保电力系统运行参数监控和测量的准确可靠性。
二、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，按照构成原理的不同，可以分为机电型和静态型两种不同类型；按照输入激励量的不同可以分为单激励量和多激励量两种类型。继电保护装置自身的特点以及电力系统的运作性能决定了继电保护装置的可靠性的高低，也决定了继电保护装置抗干扰能力的强弱。一般来说，评定继电保护可靠性指标的重要参数有以下几个方面：
（1）成功率R：继电保护装置在规定条件下，完成指定任务的成功率。
（2）MTBF(Mean Time Between Failure),平均故障间隔时间，指的是继电保护装置在规定时间内保持某种功能膜能力。
(3)MTTR ,平均回复时间，指的是继电保护装置从失效到恢复运转所需时间的平均值。
(4)有效度：指继电保护装置运行的有效程度，他是反映继电保护装置可靠性的综合指标。
三、可靠性试验
本次试验主要是针对故障间隔时间和成功率进行评估。
(一)故障间隔时间的评估
本项评估所采用的是传统的测试手法，所获得的试验参数为：抽样置信度为0.1，截尾实效数为1时，截尾时间为2.1；截尾实效数为4时，截尾时间为5.2；截尾实效数为6时，截尾时间为8.6；截尾实效数为8时，截尾时间为11.11；截尾实效数为10时，截尾时间为14.12。继电保护装置的有效保护功能要充分发挥出来，就需要将截尾实效数界定在4～7之间。
采取抽样的方法是对具有代表性的样品进行试验测试，所选取的合适试验样品数R可以按照批量大小确定取值范围R。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常批量大小为3～7时，取值范围R为2；批量大小为12～15时，取值范围R为4～6；批量大小为25～58时，取值范围R为9～12；批量大小超过160时，取值范围R为11～30。
(二)成功率的评估
成功率的评估结果通过实验室试验获得，结果分为实效和成功。实效的结果说明接受检测的装置还需要技术改进以提高其可靠性；成功的结果说明接受检测的装置具有很强的可靠性。如果试验中所获得的成功率已经超过了规定的成功率，这个接受检测的装置就可以判定为“接收”，反之为“拒收”。
(三)可靠性实验评估
产品的可靠性评估体系由MTBF评估、MTTR评估、故障率评估、正确动作率评估以及不正确动作率评估等构成。只有对以上六项指标进行综合测评，才能对电力系统继电保护装置及自动化装置的可靠性进行科学评估。
(1)MTBF评估。MTBF评估主要是对装置的平均故障间隔时间进行估量，了解电力系统继电保护及自动化装置在运行之中出现故障的时间。
(2)MTTR评估。MTTR评估主要是对装置的平均回复时间进行估量，掌握了解电力系统继电保护及自动化装置自动修复故障的能力。
(3)故障率评估。对电力系统继电保护及自动化装置的故障率进行评估的目的是在于了解和掌握该装置的运转性以及故障出现的频率。
(4)成功率评估。成功率是指继电保护装置在规定条件下，成功的完成指定任务的概率。成功率与平均故障时间以及平均修复时间值密切相关，三者之间存在着这样的关系表达式：成功率＝平均故障时间值/(平均故障时间值＋平均修复时间值)。
(5）正确率动作评估
正确动作率是正确的动作次数在动作的总次数中所占有的比率。关系表达系式为：动作正确率=正确的动作次数/动作的总次数
(6）不正确动作率评估
不正确动作率是错误的动作次数在动作的总次数中所占有的比率。关系表达式为： 动作错误率=错误的动作次数/动作的总次数
四、提升继电保护装置的可靠性
4.1 硬件冗余设计和优化方法
通过硬件冗余的方式实现继电保护装置系统运行采用容错技术。容错技术主要是指容许继电保护系统动作小错误，并且对继电保护系统运行没有太大的影响。硬件冗余可以通过并联，多数表决，备用切换等多种方式改善继电保护装置的拒动率以及可用度等参数，能够有效的显示装置误动率，应当结合实际应用选择合适的硬件冗余方式。通过优化冗余设计确保资金投入最小，保护装置数量最少。
4.2 提升继电保护装置的可靠性
在继电保护装置规定的标准范围内，准确的计算继电保护装置的各项参数。继电保护装置的可靠性与电力系统的稳定运行有着密切的关系，因此提升继电保护装置的可靠性非常重要。除此之外在电力系统的二次继电保护以及自动控制回路中主要采用继电保护辅助配套装置进行保护和控制，能够有效的保护电力系统的稳定性和安全性。所以提升继电保护装置的可靠性对于电力系统稳定运行有着密切的关联。
五、结束语
继电保护及自动化装置的可靠性直接关系到整个电力系统的运行状况，对电力系统继电保护和自动化装置进行可靠性测试是确保继电保护和自动化装置安全运转的有效途径。
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，在测试和评价时，一定要采取科学、合理的实验方式，对相关指标进行测试和详细分析，确保实验的可靠性和科学性，以对继电保护装置和自动化装置的性能深入了解，这对电力系统的稳定发展和不断完善具有一定的促进作用。
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论文作者:魏菱
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/20
标签：电力系统论文; 保护装置论文; 可靠性论文; 继电论文; 装置论文; 继电保护论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第26期论文;