摘要：随着电力系统的不断扩大，其保护与控制系统受到科研人员的高度关注。电力系统在运行过程中总会出现或多或少的故障如：单相接地短路故障、两相短路接地故障、三相断线故障等，当线路发生故障后，人们总想将事故的范围缩小到最小范围，即当主线上某条线路发生故障，可以将该线路切除，然后保证主线路上其他线路正常运行。继电保护装置就起到了这方面的工作，它本质上为电力系统中自动化系统，可以在极短的时间内对故障线路进行切除或发出红色报警信号，以便提示相关工作人员及时进行处理，从而保证整个系统稳定、安全的工作。
关键词：电力系统继电保护；自动化装置；可靠性试验；评估分析
导言
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继电保护与自动化装置的工作特点及基本要求
1.1电力系统中继电保护的基本要求
电力系统中继电保护发挥了至关重要的作用，对继电保护及自动化装置应满足以下几点要求：①选择性，即系统发生故障后，应能准确识别故障点，然后将故障点较近的断路器进行切除，以便保证非故障部分的工作不受到影响。②灵敏性，该要求需要辅助装置进行评价，通俗的来讲就是在一定保护范围内可靠动作，值得一提的是电流保护和电压保护因为动作原理不同，其灵敏度定义公式也不同。③速动性，众所周知，电力系统发生故障后，前期的快速处理非常关键，它严重影响着电力系统安全性，实际环境中应将被保护设备的损坏程度降低至最小，增加系统电压或电流恢复速度，以此可以改善电力系统并列运行稳定性。④可靠性，所谓可靠性就是继电保护及自动化装置可以在故障发生时可靠动作，以此来降低系统故障发生的范围。另外，需要对保护装置进行重新整定计算，以确保装置内部的各元件可靠动作，通过采取合理的运行管理措施，能够确保继电保护装置有效动作。
1.2继电保护与自动化装置的工作特点
电力系统发生故障后，如出现负荷过载，线路断路等，就需要继电保护识别并可靠动作。当然，电力系统在整个运行阶段发生故障的时间较少，所以继电保护及其自动化装置动作并不是十分频繁。继电保护装置出现故障的类型包括两种：拒动或误动故障，拒动主要是指继电保护装置对电力系统发生的故障无法及时的动作，从而使故障继续存在，针对一些严重故障如三相短路，那么不及时切除对整个电力系统的危害将非常严重，有时会导致系统出现崩溃；误动作相比来说影响小，但不利于电力系统供电可靠性，误动作主要是指由于装置本身的问题，当系统还是正常状态时发生了切除操作，给电力用户带来了经济损失。自动化装置是为了应对电力系统而专门设计的实时监测控制，自动化装置主要的故障为无法确保运行参数与传输参数的准确性。
2继电保护自动化的可靠性试验
2.1继电保护自动化试验测试方法
在完成了测试装置的设计之后，本文根据继电保护运行条件，开展了自动化可靠性的测试。首先进行了一次仿真算法的测试，在测试当中，根据以往的工作经验，主要测试对象为潮流计算、短路计算和输出值计算等具体方面。短路计算选用了叠加法，通过对继电保护正常运行状态下的网络短路情况，推定出短路电流作为恒定的电流源，再将恒定电流源与无源网络进行结合，描述此时的网络状态。随后，通过对称分量法对输出值进行计算，将二者相加最终获得短路出现时继电保护系统的网络状态。其次，本文还进行了有关继电保护的功能闭环试验，用以仿真测试继电保护在电网运行状态下的报文指令情况。在测试装置之中，可以通过仿真数据模型生成传达至整个变电站的sv报文，同时还能够对继电保护系统提供的goose报文进行接收。
在测试时，测试装置首先发布sv报文，随后获取goose报文，通过解析手段，对goose报文当中关于跳闸等指令性命令进行提取，并以此作为修改一次仿真的模型拓扑。紧随其后，测试装置还需要对发出goose报文时继电保护装置的电流数值、电压数值等具体数值进行重新的仿真计算，最终以sv报文的方式传回至几点保护系统之中。第三，测试装置，还需要针对智能电网当中的继电保护系统进行故障定位测试，从而判断继电保护系统是否能够对电网故障进行快速处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在试验当中，测试装置主要通过两个方面进行检测，其中一种检测方式是针对继电保护系统所提交的goose报文进行检验，通过传输路径的寻回策略，探寻到报文接收的具体位置。另一种方法则是利用信息流模型，借助端口连接、信息源位置的共同作用形成报文搜索，通过对传输路径的搜索可以获得设备的通信关系与设备之间的映射情况，最终获得故障定位信息，了解继电保护在面对电网故障时的处理情况。
2.2继电保护自动化试验的测试装置
在开展继电保护自动化可靠性试验之前，首先需要针对智能电网中继电保护自动化的特点进行测试装置的设计。本文在进行装置设计时，根据所对应的继电保护自动化系统，将测试分为了若干个功能模块，使其与继电保护的工作模式进行一一对应。具体来说，在测试装置当中，首先需要包括一次仿真的测试，一次仿真的测试主要集中在对变电站中一次系统的仿真计算，通过对仿真数据的实时输出，来获取报文并进行解析，测试装置在借助变位信号，进行一次拓扑。此外，在装置当中，还应当具备维护模型的模块，进行测试时，模块能够对一次系统当中所出现的模型进行实时仿真，并提供安全隔离模型以及全站数据模型等具体模型。在测试装置中，还具有SCD解析模块，能够对变电站中全站的模型数据进行SCD解析。而且，测试装置所拥有的二次异常诊断还能够及时发现继电保护系统运行过程中出现的二次异常工况，利用逐项提供解决应对策略的方式解决异常问题。
3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。
3.1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。
3.2故障发生率的评估
对故障发生率的评估，目的在于掌握继电保护装置与自动化装置在运行的过程中所发挥的性能，尤其要掌握故障发生的频率。
3.3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。
3.4成功率的评估
无论是继电保护装置，还是自动化装置，都需要在特定的条件下完成指定的任务。进行成功率评估的主要目的是获得继电保护装置与自动化装置完成任务的概率。对成功率的评估，与故障间隔时间、故障修复之间都存在着密切关系。关系式如下：成功率=故障间隔时间÷（故障间隔时间+故障修复时间）
3.5动作正确率的评估
动作正确率是正确的动作次数在动作的总次数中所占有的比率。关系式如下：
动作正确率=正确的动作次数÷动作的总次数
3.6动作错误率的评估
动作错误率是错误的动作次数在动作的总次数中所占有的比率。关系式如下：动作错误率=错误的动作次数÷动作的总次数
结束语
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:韩洋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
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