[發明專利]考慮隱性故障的單一保護裝置可靠性評估方法

在審

• 申請號: 201310659716.8
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103605910A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李永麗;羅泳;李仲青;周澤昕
• 申請（專利權）人: 天津大學;中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

所屬技術領域

本發明涉及繼電保護裝置可靠性評估領域，涉及一種考慮隱性故障情況下單一保護裝置的可靠性評估方法。

背景技術

繼電保護裝置的隱性故障是指在電力系統正常運行狀態下沒有影響，只是當系統的運行狀態發生變化時，這種故障就會被觸發，從而導致系統故障甚至連鎖故障發生的一種故障。根據國內外調查報告，導致繼電保護裝置隱性故障的原因大致分為兩類：1)繼電保護定值不合理，包括保護定值整定計算錯誤和保護定值不能適應系統運行狀態變化；2）繼電保護硬件缺陷，包括通信系統故障、測量元件故障、保護裝置元件老化、接觸不良、絕緣不良、接線錯誤等。目前，繼電保護裝置的可靠性分析方法主要有馬爾可夫模型法，概率法，故障樹法等，研究內容主要是圍繞保護的可靠性評估指標以及計算模型等方面展開的。現有的繼電保護可靠性理論研究成果雖然為電網的評估和規劃提供了關鍵技術，但是大多沒有涉及隱性故障和系統運行狀態變化對繼電保護裝置可靠性的影響，不僅不能實時給出保護裝置的可靠性指標，而且所得的可靠性指標也不夠全面準確。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種能夠對單一保護裝置進行準確評估的方法，該方法不僅計算簡便易行，而且考慮了隱性故障和系統運行狀態的變化對繼電保護裝置可靠性的影響，從而可以對現實中繼電保護裝置的檢修等工作提供較為準確的參考意見。本發明在考慮隱性故障的情況下構建了隨系統運行狀態變化單一保護裝置的可靠性模型，而后通過所搭建的可靠性模型得到了保護裝置實時運行狀態下的可靠性評估指標。

一種考慮隱性故障的單一保護裝置可靠性評估方法，包括以下步驟：

1)對待評估的單一保護裝置進行測試，獲取其在偶然失效期和損耗失效期的失效率；

2)對以往保護數據進行分析，統計出由相鄰元件故障引發的保護誤動的總數以及保護動作總數，得到繼電保護裝置隱性故障概率值，獲取具體線路情況下的檢修數據和故障前平均時間的統計數據。

3)確定單一保護裝置的狀態空間，其中涉及8個狀態，狀態1為正常運行狀態，狀態2為檢修狀態，狀態3為被保護元件停運狀態，狀態4為保護元件停運狀態，狀態5為帶隱性誤動故障隱患運行狀態，狀態6為帶隱性拒動隱患運行狀態，狀態7為被保護元件停運保護元件帶隱性誤動隱患運行狀態，狀態8為被保護元件和保護元件同時停運狀態；用K_M，K_N表示系統運行狀態變化后，帶隱性誤動故障隱患運行的主保護誤動風險增益值和帶隱性拒動故障隱患運行的主保護拒動風險增益值；設系統處于正常運行狀態時的隱性誤動故障率和隱性拒動故障率分別為λ_DYM和λ_DYN，則當系統的運行方式變化后的隱性誤動故障率為λDYM*=KMλDYM,]]>隱性拒動故障率為λDYN*=KNλDYN;]]>

4)在狀態1，主保護P和被保護元件C處于正常運行狀態；若主保護P出現隱性誤動故障，此時進入狀態5；若主保護P出現隱性拒動故障，此時進入狀態6；在狀態5，若被保護元件C發生故障，主保護P就會動作跳閘切除元件C，這被視為正確動作，隱性誤動故障不會被發現，此時進入狀態7；若在狀態5時外部系統的狀態發生變化觸發主保護P的隱性誤動故障，主保護P就會誤動作跳閘切除元件C，此時主保護P的隱性誤動故障被發現，進入狀態4；在狀態6，若被保護元件C故障，則主保護P的隱性拒動故障就會暴露，出現拒動，進入到狀態8；根據各狀態之間的轉換關系搭建相應的狀態空間模型；

5)由狀態空間模型得到其對應的馬爾可夫過渡矩陣Q的表達形式；