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在电力系统中,继电保护起着及时切除故障、保护一次设备的作用,其运行状态直接决定了电力系统的健康水平。继电保护可靠性研究可以提高继保装置的运行水平因而备受关注。
继电保护的可靠性研究分为设备自身可靠性和保护功能可靠性。继电保护绝大多数时间处于监视状态,且无法确定处于监视状态的继保设备是否可用,这就是继电保护可靠性研究的特殊性。电力系统可靠性评估常用的方法有故障树分析法和马尔可夫模型法,改进后的故障树分析法和马尔可夫模型法分别适用于设备可靠性和功能可靠性的评估。对继电保护可靠性参数进行统计和分析时,应将保护装置的动作率细分,以便于对继电保护更深入、更准确的了解。
电力行业现行的检修制度仍是定期检修。为此,本文开发了继保装置最佳检修周期的软件。先建立保护系统的状态空间模型,明确系统可能处于的不同状态及其转移关系,根据各状态之间的转移概率,建立状态转移概率矩阵,计算保护系统处于各个状态的稳态概率,从而进行可靠性评估和检修周期的优化。软件算法用到的模型是继保设备与一次设备的综合模型。该模型改进了传统模型,考虑了人的因素,并对故障维修和定期检修作了符合实际的假设。并对超高压电网中的继保双重化配置进行了等效简化处理。典型参数下使用软件计算得到的最佳检修周期值符合实际。本文还用变参数法对影响最佳检修周期的因素作了灵敏度分析,分析结果表明自检系数、检修成功系数的增大和继保装置故障率的减小都可以延长最佳检修周期。
电力系统中进行经济技术分析常用成本-效益分析法。本文将其引入到继电保护的定期检修问题中。其它电气设备和继电保护设备一样,需要选择维修策略。在分析维修目的及其发展历史之后,介绍了以可靠性为中心的维修(RCM)。RCM认为故障率为常数的电气设备,包括继保装置,安排定期检修不合适,应该考虑状态维修,也就是对继保装置进行状态监视,经过状态的综合评价来决定是否维修。
本文进行的最佳检修周期计算和灵敏度分析得到了令人满意的结果,继电保护可靠性的分析和对检修策略的讨论对生产实际有指导意义。