摘要：可靠性技术是近代发展起来的一门新兴科学技术。它是以概率论为理论基础，以数理统计为基本方法的一门综合性技术，是提高产品质量的一种重要手段。开展产品可靠性的研究是提高产品质量的一种重要手段，继电保护及自动化装置是电力系统的重要组成部分，它的质量好坏是保证电力系统安全可靠运行的关键。本文主要分析了电力系统继电保护及自动化装置的可靠性试验及评估策略。
关键词：电力系统；继电保护；自动化；可靠性
继电保护装置不是一种频繁动作电器。在系统发生故障时，如出现短路或者过载运行，继电保护装置必须要可靠动作，发出各种信号，并操作其它电气设备及时切除故障。因此，继电保护及自动化装置对整个电力系统的平稳、安全运行发挥着重要。继电保护装置具有分辨保护元件是否处于正常运行状态的功能，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。
1继电保护及自动化装置可靠性意义
在整个电力系统中，如果出现了短路或者过载现象时，继电保护装置就会发生动作，及时对电源进行切断，防止由于过电压或者过电流损害到电力设备。由于受到运行环境的影响，设备的工作时间较长后便会出现设备老化问题，再加上电磁干扰等外部原因的影响，继电保护装置在运行过程便会暴露出很多质量问题，常见的故障问题包括不动作或者误动作等。如果出现不动作就有可能导致电力设备由于过电压或者过电流而出现不可逆损坏，为电力企业造成重大经济损失；如果出现误动作就有可能使得电力设备突然断电，必然会对电力用户的正常生产或者管理造成不良影响。
自动化装置在电力系统中同样发挥重要作用，其可以实现电能质量的自动检测，比如电压、电流以及频率等，同时还可以及时反馈线路的运行温度并对电力设备运行状态进行有效控制。利用自动化装置电力系统就能够进行远程监测以及控制。该装备构成复杂、功能较多，设备一旦出现质量问题就很有可能导致设备出现运行故障，对企业的正常生产造成负面影响。
2装置可靠性指标
通常情况下继电保护装置可以分成很多类，根据构成原理可以将其分成静态型和机电型两类；根据输入激励量可以将其分成单激励量以及多激励量两类。继电保护装置可靠性大小与装置本身结构性能特征和电力系统运行稳定性有着重要关系，这些因素还决定着装置的抗干扰能力。进行继电保护可靠性评估时常用技术指标参数主要包括以下几点：
（1）成功率R：在指定状态条件下，继电保护装置成功完成规定任务的概率。
（2）平均故障时间周期MTBF：该指标表示继电保护装置在一定时间范围内持续工作不出现故障问题的能力。
（3）平均故障恢复周期MTTR：该指标表示继电保护装置在出现故障问题后恢复至正常工作状态需要耗费的平均时间长短。
（4）有效度：表示继电保护装置运行是否有效或者是具体的有效程度，该指标从综合层面上描述继电保护装置的可靠性。
3继电保护自动化的可靠性试验
3.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，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。
3.2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。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。
4继电保护自动化装置的可靠性评估
4.1继电保护自动化可靠性指标
在现代化的智能电网继电保护当中，自动化的装置所具有的可靠性一般是指构成原理和输入特征量两个方面，在前文的测试实验之中，可以看出，在自动化的构成原理和输入特征量的运行过程中，影响可靠性的主要问题集中在继电保护成功率、继电保护故障排查等几个方面，其中，成功率指标是指在继电保护过程中自动化装置能够完成试验的成功几率，继电保护故障排查则是指继电保护自动化系统对电网中存在的电力运行故障的准确无误的判断和对电网的保护的具体情况，这二者是目前在进行可靠性评估时所采用的重要指标。通过试验，可以对指标进行分析和打分，从而判断在电网当中继电保护系统是否具有满足电力运行的可靠性。
4.2继电保护的风险点分析
与传统的继电保护相比，自动化的继电保护系统一旦无法正常进行电力故障判断，或在运行过程中存在严重故障，则会造成电力系统的风险，影响电力运行。因此在进行可靠性评估时，工作人员还应当对继电保护系统可能存在的风险点进行详细分析。本文所面对的智能电网系统中，继电保护系统的风险点一般存在于采样通道、额定延时等几个方面，其中，某变电站所采用的双AD通道在使用过程中，需要对电流和电压等具体的信息进行通道采样，并且保证数据之间存在的幅值差异不超过0.025，一旦丧失精度超过幅值标准就会出现保护误动，影响电网运行。而额定延时的风险体现在自动化装置的固有延时，一般单机装置的延时需在1毫秒之内，联机设备的延时也不应当超过2毫秒，在出现延时过高的情况时，自动化系统需要进行功能闭锁。
参考文献
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论文作者:杜晓红
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/9
标签：继电保护论文; 装置论文; 可靠性论文; 测试论文; 报文论文; 保护装置论文; 故障论文; 《电力设备》2018年第24期论文;