冯铁男 徐星伟
国网新疆电力有限公司检修公司 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：电力系统中的继电保护装置主要起到对基础元件和电路加以保护的作用，比如在发电机、线路出现可能危害整个电力系统运行的故障时，继电保护装置可向控制器发送短路信号或执行跳闸命令，从而防止事故进一步扩大。继电保护装置作为一种自动化保护设备，经过长时间的改造和创新后，已逐步实现智能化，但这并不意味着电力系统的运行稳定性得到了彻底保障，人为因素和设备老化因素等诸多原因均有可能危害电力系统的安全。因此，有必要不断加强继电保护装置运行可靠性研究，切实保障电力系统的稳定运行。
关键词：电力系统继电保护；自动化装置；可靠性试验；评估
1继电保护及自动化装置可靠性指标体系
继电保护装置与自动化装置对电力系统的运行有重要影响，如果系统发生故障，保护装置可及时做出保护的动作，判断出现故障的位置，并由技术人员及时排除，保证系统安全，而自动化装置是控制各个设备的操作，实现远程遥控。所以，日常检查与修复中，需注重对这两个装置的保护，以便电力系统能够正常的运行。故该指标分为两点，第一点是继电保护装置使用的指标，第二点是自动化装置使用的指标。
确定继电保护装置使用的指标时，必须以了解继电装置的结构为前提。继电保护装置按结构原理进行分类，可以分为：有机电装置、静态装置等。根据输入励磁量进行分类，可以分为：有单励磁量、多励磁量等。从构成要素和典型投入数量的角度来看，这种继电保护装置通常比较复杂，从经济价值的角度来看，应该属于可修理产品的范畴。安装是根据继电保护装置的工作特性确定的电阻故障的频率，其不仅取决于安装本身的可靠性，而且还取决于电气系统的故障频率。鉴于由错误引起的故障频率主要取决于继电器保护元件和参数本身的漂移和惯性行为；因此，继电保护装置的可靠性指标不能用单一数量的可靠性特征来描述，但也不应过多和复杂。根据继电保护的运行特点和我国目前的情况，初步确定了以下3种可靠性特征，以反映继电保护可靠性相对较好。
1.1成功率R
产品在特定条件下完成指定功能或在特定条件下通过测试的概率。
1.2MTBF或MTTF
对于可维修产品，MTBF(平均无故障运行时间)是两次故障之间的平均运行时间。对于不可修理的产品，MTTF(平均寿命)是产品失效前的平均工作时间。
1.3有效度A
这是一个综合指标，反映了继电器保护和可修复自动化装置的可靠性，在一定程度上反映了电力系统运行的可靠性。继电器保护装置的可靠性特性如图1所示。
.png)
自动化属于需要修理的特性使其产品的可靠性没有故障运行所需的平均时间(MTBF)，平均修复时间(MTTR)和效度(A)。这些特征量的自动装置的可靠性是如图2所示。
.png)
2继电保护及自动化装置的可靠性试验及评定方法
2.1试验条件
(1)环境条件(标准大气条件)：环境温度：15-35℃；相对湿度：45%-75%；大气压力：86-106kPa。
(2)电源条件：交流电源波形：正弦波，波形畸变不大于2%-5%；交流电源频率：(50±0.5)Hz；直流电源中的交流分量(峰值—波纹系数)不大于6%；三相电源应为平衡电源。
2.2MTBF(MTTF)的测试
在遵循产品规定的前提下，采用定数截尾或定时的实验办法，抽样方案(1-β)取0.8，即β取0.2，得到的实验验证方案如表1所示。
.png)
其中Rc为截尾失效数，Tc为结尾时间，其为产品寿命k的倍数，可修复产品的k值为相邻两次故障的时间间隔，不可修复产品的k值为故障前的总运行时间。MTBF(MTTF)测试可分为9步来进行：①制定MTBF(MTTF)的确定办法。②选择截尾失效数。③确定k值与Tc值。④确定实验样本数。⑤抽取实验样本。⑥进行实验。⑦统计相关失效数R。⑧统计相关实验时间T，
.png)
实验结果判定。当相关失效数R未达到截尾失效数R，且累计相关时间T达到结尾时间Tc时，判定为接收。当R≥Rc，且T<Tc时，判定为拒收。
2.3成功率Ｃ的实验
成功率实验针对继电保护装置而进行，通过模拟各种可能使继电保护装置动作的信号以及干扰信号，判断其是否动作及是否误动作。可以选取n个样本，验证样本的整体故障率，为了实验的准确性，样本n的量要足够大。也可以选取一个样本，反复给予信号刺激，检验其性能的稳定性。保护成功率的估计值可以用保护成功的次数除以总次数，即
.png)
其中α为置信度在0.1-0.9之间，v1v2为自由度，给α一个定值，Fα(v1v2)可查表得出。成功率C的测量可分为6步：①制定判定成功的指标。②确定实验样本数n。③给予动作刺激。④统计实验总次数。⑤统计失效总次数。⑥判断成功率。
2.4可靠性试验的评估
2.4.1MTBF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中出现故障的时间。
2.4.2MTTR评估
MTTR评估主要是对装置的平均恢复时间进行估量，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。
2.4.3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目的在于了解和掌握该装置的运转性能及故障出现的频率。
2.4.4成功率评估
成功率是指继电保护装置在规定条件下，成功完成指定任务的概率。成功率与平均故障时间值和平均修复时间值密切相关，三者间存在这样的关系表达式：成功率=平均故障时间值/(平均故障时间值+平均修复时间值)。
3结束语
对电力系统继电保护及自动化装置可靠性的分析，是通过可靠性试验，根据得到的MTBF、MTTR、成功率等指标，对装置的可靠性做出科学的分析，准确判断装置运行的状态，提高装置对系统的保护能力，保持系统运行的稳定。
参考文献
[1]糜海权.电力系统继电保护及自动化装置探讨[J].城市建设理论研究(电子版)，2017(35)：68-69.
[2]王翰.电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析[J].中国新技术新产品，2017(3)：161-162.