摘要：如今人们的生活水平在不断的提高，对于电力的发展也不在不断的进步。通过继电保护装置对出现故障的设备进行迅速隔离有着重要意义。因此对继电保护系统的可靠性分析方法进行总结与评价，是继电保护必须探索的问题。
关键词：电力系统；继电保护；可靠性分析
引言
随着电力系统的发展，社会生产以及经济发展对电力系统的依赖性越来越大，继电保护系统的可靠性也变得更加重要。目前，我国电力系统发展速度较快，对于电力系统一次系统的研究已经取得了很大的进步，但是由于电力系统结构非常复杂，相关的技术还并不完善，对于电力系统二次系统、继电保护系统可靠性等研究还并不成熟，然而它们对电力系统的安全性和可靠性的影响非常大。电力系统二次系统、继电保护系统可以自动排除电力系统中出现的故障，减少电力系统运行故障带来的危害。所以如何确保电力系统的安全性以及可靠性是目前电力部门面临的一个巨大的难题。
继电保护系统的良好运行关系到整个电力系统的安全性和可靠性，一旦机电系统出现故障就会导致整个电力系统无法正常运行，造成更大的系统故障，严重的可能使故障不断扩大，甚至影响到整个电网系统，对社会居民的用电安全会造成非常大的威胁，容易出现大面积停电现象，这对社会生产会带来非常严重的影响，对那些必须依靠电力才能生产的企业会造成巨大的经济损失。所以，我国要想确保电力系统的安全运行，必须加强电力系统二次系统的研究，尤其是对继电保护系统可靠性的研究，确保电力安全运行。本文通过故障树分析法对电力系统二次系统中的继电保护系统的可靠性进行研究分析，通过具体的算例论证继电保护系统的可靠性。
1继电保护系统可靠性概念
电力系统是由发电厂、变电站等多种设备，通过输电线路连接而组成的复杂网络，由于涉及的设备众多，分布范围广泛，大部分设备裸露在外受到自然灾害的影响，发生故障的可能性很大。在电力系统中，任何一个设备发生故障都会影响到整个网络的正常运行，甚至会造成大面积断点。而继电保护装置的作用就是持续监测电力系统的运行状态，对出现故障的设备进行迅速隔离，以保障系统的正常运行。
一个合格的继电保护系统应具备四条特性：可靠性、选择性、快速性以及灵敏性。可靠性是其他三条特性实现的前提，指继电保护系统在预定工况下及相应时间内成功完成预定功能的能力[1]。可靠性又可分为安全性和信赖性：安全性指继电保护系统仅在电力系统出现故障、需要对设备进行隔离时工作，在系统中不存在故障时不工作。信赖性指电力系统出现故障的情况下，继电保护系统可以主动工作。以上两点是对继电保护装置的最基本要求，任何一点出现问题都会给电力系统带来严重损害，因而在进行继电保护系统的可靠性评价时必须综合考虑安全性和信赖性两点。
2继电保护可靠性指标
2.1 正确工作时间/概率
通过继电保护系统正常无误运行来评价继电保护系统的可靠性显然是可行的，例如继电保护系统的平均无误动作时间；另一方面还可以通过继电保护系统正常运行时间在系统运行时间中的占比来进行评价，即无误动工作概率。
2.2失误动作时间/概率
评价继电保护系统可靠性的另一个出发点是系统误动作时间或系统误动作概率，通过相反角度来推断系统正常工作的可靠性。此类指标有保护拒动失效率、保护误动失效率等。除了失误率之外相似的还可以用拒动频率指标，即继电保护系统中设备出现拒绝工作指令的频率。此类指标有保护拒动频率、保护误动频率等。
2.3结合经济效益的评价指标
继电保护系统的工作目标是确保电力系统的正常运行，及时解除电力系统中出现的故障，以避免电力系统出现瘫痪，因此近年有学者从继电保护的实际应用目的出发，从经济效益方面提出了一些可靠性评价指标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如通过评价继电保护不正确的动作对电力系统带来的影响以及对用户端带来的经济损失得到继电保护系统的期望收益损失，从而从经济效益层面更准确的反映可靠性。
3继电保护系统可靠性分析方法
3.1成功流法
成功流法作为一种系统可靠性分析手段，近些年开始被应用于继电保护系统的分析中。其核心思想是通过用逻辑符号表示具体模块的操作来建立GO运算，通过给定各元件的可靠性参数推断出整个系统的成功概率。
成功流法进行系统可靠性分析的距离流程可以具体分为以下几个步骤[3]：（1）建立模型：对继电保护系统中的各个模块进行划分，过程与故障树分析法中提到的硬件模型建立基本相同，但此时建立的模型是动态模型；（2）确定系统的输入以及输出数据，界定继电保护系统与外界系统的接口；（3）建立成功准则：指确定继电保护系统正常运行所需的最小输出信号集合；（4）将（1）中确定的系统模型图，根据成功流方法的原则转化为GO图，将系统图元件转化为操作符；（5）输入原始数据，进行运算；（6）输出结果，评价系统。
3.2故障树分析法
故障树分析法是常用的系统可靠性评价手段之一。采取故障树分析法对继电系统的可靠性进行分析时，首先需要建立继电系统的工作模型，然后以模型作为基础进行分析。以继电保护系统硬件模型的建立为例，继电保护系统的硬件可以划分为继电保护装置、保护二次回路、电压电流互感器以及其他辅助装置及接口等四大类。其中继电保护装置是继电保护系统的核心，通过命令控制保护系统的运作；二次回路主要包括控制继电保护装置的回路；互感器的作用是将外界电压转换为系统工作电压；其他辅助装置及接口包括一些切换控制装置，系统与外界信息交换的通信接口等。
3.3概率法
概率法进行系统可靠性分析是最常用、最简单而有效的分析手段之一。通过将继电保护系统的正常与非正常运行状态进行分类，并对系统出现正常或者不正常运行状态的时间或者次数进行统计，进而以统计的手段对正常或不正常的工作状态进行概率分析，进而确定继电保护系统的可靠性。具体来说，继电保护的状态可划分为两类：一是投运状态，即需要继电保护系统运行或随时待机的待命状态；二是停运状态，即保护退出状态。继电保护的停运状态又可细分为五种原因造成的停运：计划检修、随机停运、误动停运、拒动停运以及无选择动停运。除计划检修造成停运外，其余四种停运均为外界因素强迫造成的停运。假设继电保护系统处于两种运行状态的概率分别为P1和P2，其中处于五种不同原因造成的停运状态概率分别记为P■■、P■■、P■■、P■■以及P■■。在某一特定时间段内（一般取为一年）对继电保护系统的运行状态进行统计分析，求出以上提到的七个概率值，进而可以计算出相应的可靠性评价指标。
4硬件系统和软件系统出现故障的差异
硬件系统和软件系统在运行中出现故障的原因有多种多样。相对而言，软件系统故障的产生是随机的，故障存在于内部不易被发现，但是软件故障可以通过软件测试和自动装置进行自动排除。而硬件系统则会随着使用时间的增加，线路、设备等容易出现老化，从而导致硬件系统出现故障，在故障出现之前可以通过日常的线路检查等进行排查发现。
结语
随着我国电网建设的不断完善，电力系统规模越来越大，同时电力对社会生产以及经济发展的影响力也越来越大，所以继电保护系统的可靠性也变得更加重要。通过故障树分析法对继电保护系统可靠性进行分析，可以得出与系统保护可用度，并且分析结果的准确性更高。
参考文献:
[1]刘铝.继电保护系统的可靠性及在电网中的应用探讨[J].企业技术开发.2014（20）
[2]熊幸.论述电力继电保护的可靠性及特点[J].科技与企业.2013（01）[3]王兰红.智能型箱式变电站的研制[J].潍坊高等职业教育.2010（02）
[4]韩天行.继电保护及自动化装置检验手册[M]北京：机械工业出版社2004.
论文作者:王强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/11
标签：系统论文; 继电保护论文; 电力系统论文; 可靠性论文; 故障论文; 概率论文; 出现故障论文; 《电力设备》2017年第36期论文;