关键词：关键词：继电保护；隐藏故障；马尔可夫；状态检修
1单主保护系统隐藏故障可靠性模型
单个主保护的隐藏故障可靠性模型由模型1给出。受保护的部件有两种状态：正常状态UP和故障状态DN；保护有四种状态：正常状态UP和故障状态DN、隐藏非操作状态DUN和隐藏误操作状态DUM。假定CBM不能检查保护系统的所有故障，因此保护系统可能处于隐藏故障状态，由于隐藏故障状态不是故障状态，则它没有故障后果且不属于误操作状态或非操作状态；它仅表明保护系统处于隐藏的不健康状态，并且在某些情况下可能会发生故障。例如，当故障发生在保护区外时，隐藏故障状态下的保护系统可能会发生误操作，当故障发生在保护区内时，可能会错误地拒绝操作。在研究保护系统的可靠性时，必须考虑系统的每个状态的概率和状态之间的转换率。马尔可夫过程是分析状态切换最为有用的工具。状态1表示部件被保护和保护设备的正常状态；状态2表示当部件失效时，其保护正常运行；在部件修复后进入状态1；状态3表示部件良好，保护器有自校验错误；状态4表示部件良好，保护器有非自校验误操作故障；状态5表示部件良好，保护器具有非自校验非操作故障；状态6表示在外部故障或自身故障情况下触发隐藏错误操作，并发生非自校验错误操作；状态7表示当部件发生故障时，发生非自校验的非保护动作；如果部件先修复，则进入状态3；如果保护先修复，则进入状态2；状态8表示部件故障，保护的误操作被认为是正确的操作，在部件修复后，则进入状态4。隐藏的错误操作状态（状态4）可以转换为隐藏的非操作状态（状态5），反之亦然。λC表示被保护部件的故障率，μC表示被保护部件的修复率，λP是表示故障率（包括硬件故障率和软件故障率），C1表示自校验成功率，C3表示误操作的保护率。C5=C3λ（1-C1）表示非自校验的误操作率，C6=（1-C3）λ（P1-C1）表示非自校验非操作保护率。1表示保护器的修复率，ext表示被保护部件的外部故障率。
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P（n）×B=0（1）
=1（2）
通过等式（1）和（2）可以得到稳定的状态转移概率矩阵B和每个状态概率P（n）=[P1，P2，…，P8]，定义保护器隐藏故障状态概率：
Phidden=P4+P5（3）
定义隐藏误操作保护器的故障状态概率：
Phw=P4（4）
定义隐藏的非操作保护器的故障状态概率：
Phj=P5（5）
2双主保护系统隐藏故障可靠性模型
模型2给出了双主保护系统的可靠性模型。该模型与模型1相似，但双主保护更复杂，保护器P1和P2的位置相同。定义λP为保护P1的故障率，主保护器P1的参数与模型1的相同。对于保护器P2，λP2为保护失效率，C3为自检成功率，C4为误保护率，P7=P4λP（21-C2）为非自校验保护误动率，P8=C4λP（1-C2）为非自校验非运行保护率，μ2为保护器的修复率，μ1是两种保护的同时修复率。定义：C9=C1λP，C10=C2λP2。
3考虑人为误差的单个主保护系统隐藏故障可靠性模型
人为误差可以定义为任何不正当行为而导致的影响系统正确动作的事件。从系统角度来看，使用可靠的硬件和软件，人为误差仍然对系统安全构成极大威胁[9-10]。人为误差可分为六类：设计误差、操作者误差、制造误差、维修误差、检测误差和操作误差。有许多可用于进行人为误差可靠性评估的技术，例如THERP（人为误差率预测技术），HEART（人为误差评估和缩减技术）等。保护系统的两种故障模式分别是误操作和非操作，人为误差对保护系统的影响有两种：误操作和非操作。在下面的分析中，假定在某些操作和修理之后出现人为误差。考虑了人为误差的单主保护系统的隐藏故障可靠性模型。该模型以模型1为基础，考虑两类人为误差：（1）由于操作人员操作不当造成的保护系统误操作，例如调度人员或值班人员不按正确程序操作；（2）维修后保护系统没有完全回复。例如修理后保护设置不变，这可能导致保护系统的隐藏误操作或非操作。当保护器P由于人为误差而跳闸时，状态1进入状态6；当保护器P由于人为误差而未完全修复时，状态3进入状态4（隐藏的误操作状态）或状态5（隐藏的非操作状态）。至于保护器P，Kh1为平均人为误差率；v1是由于人为误差造成的恶意操作百分比；因此，可以实现与模型1相同的可靠性指标。
4实验分析
（1）与模型1相比，模型2具有较高的Phidden和Phw，较低的Phj，这表明冗余保护可以减少隐藏的非操作状态概率，但同时增加了隐藏的误操作状态概率，从而增加了隐藏的故障状态概率，因此，当使用冗余保护时，保护系统的完全状态概率将降低。（2）对于模型3，当Kh1增加时，Phidden增加；与模型1相比，当Kh1很小时，它很少对这些指标产生影响。这意味着由于人为误差导致的平均人为误差率和误操作率会影响隐藏故障状态概率，因此必须采取各种措施来降低人为误差率，提高保护系统的可靠性。
5结语
针对数字保护系统必须采取措施，不仅要减少误操作概率和非操作概率，而且要降低隐藏故障状态概率。与单主保护相比，双主保护系统增加了隐藏故障状态概率，从而降低了实际状态概率，同时也提高了两个主保护的可靠性。人为误差率会增加保护系统隐藏故障的状态概率，在正常运行和维护过程中必须降低人为误差。通过对数字保护系统中的在线自检和监控系统的改进，CBM的应用可以降低隐藏故障的发生概率，只有通过这种方式，才能保证保护系统运行良好。
参考文献
［1］高元生，陈强，熊小伏，等.基于相邻线路拓扑关系的距离保护测量回路隐藏故障诊断方法［J］.电力系统保护与控制，2015，43（14）:22—29.
［2］陈星田，熊小伏，齐晓光，等.一种用于继电保护状态评价的大数据精简方法［J］.中国电机工程学报，2015，35（03）:538—548.
［3］吕文超，吕飞鹏，张新峰.模糊聚类法在继电保护状态检修中的应用［J］.电力系统及其自动化学报，2013，25（2）:93—97.
［4］姜臻.基于马尔可夫小概率事件统计模型的继电保护隐藏故障分析［J］.机电信息，2014（36）:1—3.
论文作者:常秀萍
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：状态论文; 故障论文; 操作论文; 误差论文; 系统论文; 概率论文; 模型论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;