一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其包括以下步驟：1)計算保護裝置的可靠性指標R；2)計算保護裝置的速動性指標S；3)計算保護裝置的靈敏性指標L；4)計算保護裝置的耐久性指標N；5)計算保護裝置的維修性指標W；6)計算保護裝置經(jīng)濟性指標J；7)通過對所述指標R,S,L,N,W,J的計算，將得到的逆向評價指標轉(zhuǎn)換為正向指標，使所有的指標具有相同的指向性，并將所有的正向指標轉(zhuǎn)換為相對值指標，最后根據(jù)相對值指標對繼電保護裝置進行全面統(tǒng)一可靠性評價，相對值指標的計算值越大則保護裝置的各個方面越完善，可靠性越高。本發(fā)明可以全面地評價繼電保護裝置的可靠性，廣泛應用于繼電保護裝置維護管理人員以及繼電保護裝置制造商。
【專利說明】一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)可靠性評價指標體系，特別是一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系。

【背景技術(shù)】
[0002]繼電保護是電力系統(tǒng)安全保障的第一道防線，繼電保護能否正確可靠地工作，對電力系統(tǒng)運行有重大的影響。在大型互聯(lián)電網(wǎng)中，局部事故可能引發(fā)整個系統(tǒng)的大面積停電，并且隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大，事故發(fā)生的概率也會增加。2003年8月14日的美加大停電世界罕見，造成超過300億美元的經(jīng)濟損失，近5000萬人口的生產(chǎn)生活受到不同程度的影響，包括航空、通信、供水、交通甚至社會治安等諸多方面出現(xiàn)了混亂甚至癱瘓，而導致如此重大的連鎖故障的原因竟是繼電保護的過負荷保護“正確”動作。2006年11月4日22:10 (德國時間)，西歐8個國家發(fā)生了大面積停電事故，這是歐洲30年來最嚴重的一次停電事故，1000多萬人受到影響。引起了德國乃至歐洲各國的極大震動，更引起了人們對互聯(lián)電網(wǎng)可靠性的新的重視和思考。2012年7月30日(印度時間)清晨2:33左右，北部電網(wǎng)發(fā)生大面積停電事故，損失負荷約36000MW，影響人口約3.7億(占印度總?cè)丝诩s30%)。當日下午16:00，電網(wǎng)基本恢復正常，但是隨后，當?shù)貢r間7月31日下午13:00左右，印度北部、東部、東北部3個區(qū)域電網(wǎng)再次發(fā)生大面積停電事故，損失負荷約48000MW，超過6億(占印度總?cè)丝诔^50% )人受到影響，是世界范圍內(nèi)影響人口最多的大停電事故。事故發(fā)生后約20小時，3個區(qū)域電網(wǎng)基本恢復供電。
[0003]對以往的事故進行分析可知，一些跨區(qū)域的大停電事故大多是因為繼電保護工作人員的誤操作或安全自動裝置的誤動或拒動引起的，可見繼電保護對電力系統(tǒng)安全運行影響巨大，有必要探討繼電保護的“安全裕度”。繼電保護是防止事故擴大化或連鎖反應的重要保證，研究繼電保護裝置的可靠性并進行科學的評估顯得尤為重要。繼電保護裝置作為電力系統(tǒng)第一道防線，其可靠性不容忽視，然而在此前的學術(shù)研究中，繼電保護裝置的可靠性評估多采用單一的指標，已無法全面而準確的評價繼電保護，因此，有必要提出一種能夠全面評價微機繼電保護裝置可靠性的評價指標體系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠全面評價微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，包括以下步驟:1)計算保護裝置的可靠性指標R ；2)計算保護裝置的速動性指標S；3)計算保護裝置的靈敏性指標L ;4)計算保護裝置的耐久性指標N ;5)計算保護裝置的維修性指標W ；6)計算保護裝置的經(jīng)濟性指標J ；7)通過對所述指標R，S，L, N, W，J的計算，得到不同維度的可靠性評價指標，這些指標分為逆向指標和正向指標兩類，將所有逆向指標轉(zhuǎn)換為正向指標，使所有的指標具有相同的指向性；并采用相對值計算，將所有的正向指標轉(zhuǎn)換為相對值指標，最后根據(jù)相對值指標對繼電保護裝置進行全面統(tǒng)一可靠性評價，相對值指標的計算值越大則保護裝置的各個方面越完善，可靠性越高。
[0006]所述步驟I)中可靠性指標R為11類指標的平均值:

【權(quán)利要求】
1.一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，包括以下步驟: 1)計算保護裝置的可靠性指標R； 2)計算保護裝置的速動性指標S； 3)計算保護裝置的靈敏性指標L; 4)計算保護裝置的耐久性指標N; 5)計算保護裝置的維修性指標W; 6)計算保護裝置的經(jīng)濟性指標J; 7)通過對所述指標R，S，L,N, W，J的計算，得到不同維度的可靠性評價指標，這些指標分為逆向指標和正向指標兩類，將所有逆向指標轉(zhuǎn)換為正向指標，使所有的指標具有相同的指向性；并采用相對值計算，將所有的正向指標轉(zhuǎn)換為相對值指標，最后根據(jù)相對值指標對繼電保護裝置進行全面統(tǒng)一可靠性評價，相對值指標的計算值越大則保護裝置的各個方面越完善，可靠性越高。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其特征在于:所述步驟I)中可靠性指標R為11類指標的平均值:I Ii

P _ 'V' ο

lift 所述11類指標如下: ①安全自動裝置正確動作率R1:H

D _ c

Ixi 一-

1N

° t 其中，η。為保護裝置正確動作次數(shù)，N0為保護裝置動作總次數(shù)； ②故障錄波裝置錄波完好率R2:

Λ —


1 一


2 Νl- f 其中，％為故障錄波正確錄波次數(shù)，Nl為總錄波數(shù)； ③定值區(qū)定值核對異常率R3:P _ ,?


Zv1 一 其中，nD為定值異常數(shù)，Nnum為保護裝置總個數(shù)，Ttl為運行累計時間，若以年為單位，則T0 = I ; ④通道試驗異常率R4:n^rP 一 T




1\ Λ4N Tn



num O ■





P 其中，~為通道異常數(shù)； ⑤時鐘準確性異常率R5:

D — nS

I\s —

NmJl，其中，&為時鐘異常數(shù)； ⑥保護開關(guān)量狀態(tài)異常率R6:
其中，~為保護開關(guān)量異常數(shù)； ⑦繼電保護裝置的故障率R7:
其中，nf為保護裝置的故障次數(shù)； ⑧工作成功率R8:
其中，nico為區(qū)內(nèi)故障正確動作次數(shù)，η。。。為區(qū)外故障正確不動作次數(shù)，nm為無故障誤動次數(shù)，nms為非選擇性誤動次數(shù)，nr為拒動次數(shù)；nic;。和η。。。二者通過如下公式計算:
因此，工作成功率R8能表示為:
⑨無故障誤動率R9:
⑩運行失效率Riq:
其中，拒動率為nr/NnumTQ，誤動率為Oi1^nnisV(NnumTci)； ?綜合失效率R11:
其中，nmaf為維修時發(fā)現(xiàn)的失效累計數(shù)，Tmaf為定期維修時間累計，Τπ.為失效停休時間累計。
3.如權(quán)利要求1所述的一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其特征在于:所述步驟2)中速動性指標S為三類指標的平均值:



I
其中，S1為單相近端故障最快切除時間，S2為單相近端故障最慢切除時間，S3為電網(wǎng)故障快速切除率。
4.如權(quán)利要求2所述的一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其特征在于:所述步驟2)中速動性指標S為三類指標的平均值:
其中，S1為單相近端故障最快切除時間，S2為單相近端故障最慢切除時間，S3為電網(wǎng)故障快速切除率。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其特征在于:所述步驟3)中靈敏性指標L為:
其中，K為靈敏度指標，K0表示設定的最小靈敏度；靈敏度指標K的計算公式為:
對于電流速斷保護，其靈敏度指標要求大于1.2 ;對于限時電流速斷保護，其靈敏度指標要求大于1.3 ;對于定時限過電流保護，當作為近后備保護時，其靈敏度指標要求大于1.3，作為遠后備保護時，其靈敏度指標要求大于1.2 ;對于距離保護，其靈敏度指標要求大于 1.5。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其特征在于:所述步驟4)中耐久性指標N為5種指標的平均值:
所述5種指標如下: ①平均壽命N1:
其中，λ ^為保護裝置故障率； ②綜合平均無故障運行時間N2:
③不可用度N3:
④主保護裝置投運率N4:
⑤運行狀態(tài)N5:
7.如權(quán)利要求5所述的一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其特征在于:所述步驟4)中耐久性指標N為5種指標的平均值:
所述5種指標如下: ①平均壽命N1:
y 其中，λ ^為保護裝置故障率； ②綜合平均無故障運行時間N2:
③不可用度N3:
④主保護裝置投運率N4:
⑤運行狀態(tài)N5:
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其特征在于:所述步驟6)中經(jīng)濟性指標J為三種經(jīng)濟指標的平均值:
所述三種經(jīng)濟指標為維修成本J1，保護可用經(jīng)濟系數(shù)J2和經(jīng)濟成本可靠性系數(shù)J3，其中: 保護可用經(jīng)濟系數(shù)J2為:
J2 = I / (PsejPj+ewpw)，其中，Ps為一次線路故障率，ej為拒動損失，Pj為拒動率，ew為誤動損失，Pw為誤動率； 經(jīng)濟成本可靠性系數(shù)J3為:
其中，c為保護裝置的經(jīng)濟損失。
9.如權(quán)利要求1~8任一項所述的一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其特征在于:所述步驟7)中，所述正向指標包括安全自動裝置正確動作率R1、故障錄波裝置錄波完好率民、工作成功率R8、電網(wǎng)故障快速切除率&、平均壽命N1、綜合平均無故障運行時間N2、主保護裝置投運率N4、運行狀態(tài)N5、役齡回退因子W2、維修成本J1和保護可用經(jīng)濟系數(shù)J2 ;所述逆向指標包括定值區(qū)定值核對異常率R3、通道試驗異常率R4、時鐘準確性異常率R5、保護開關(guān)量狀態(tài)異常率R6、繼電保護裝置故障率R7、無故障誤動率R9、運行失效率Rltl、綜合失效率Rn、單相近端故障最快切除時間S1、單相近端故障最慢切除時間S2、不可用度N3、平均維修時間W1和經(jīng)濟成本可靠性系數(shù)J3。
10.如權(quán)利要求1~9任一項所述的一種微機繼電保護裝置可靠性評價指標體系，其特征在于:所述正向指標和逆向指標轉(zhuǎn)換為相對值指標的計算方法為:
【文檔編號】G06F19/00GK104166785SQ201410334022
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】宋璇坤, 劉穎, 薛安成, 彭竹弈, 張祥龍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術(shù)研究院