一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其包括以下步驟：1)計(jì)算保護(hù)裝置的可靠性指標(biāo)R；2)計(jì)算保護(hù)裝置的速動(dòng)性指標(biāo)S；3)計(jì)算保護(hù)裝置的靈敏性指標(biāo)L；4)計(jì)算保護(hù)裝置的耐久性指標(biāo)N；5)計(jì)算保護(hù)裝置的維修性指標(biāo)W；6)計(jì)算保護(hù)裝置經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)J；7)通過(guò)對(duì)所述指標(biāo)R,S,L,N,W,J的計(jì)算，將得到的逆向評(píng)價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為正向指標(biāo)，使所有的指標(biāo)具有相同的指向性，并將所有的正向指標(biāo)轉(zhuǎn)換為相對(duì)值指標(biāo)，最后根據(jù)相對(duì)值指標(biāo)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行全面統(tǒng)一可靠性評(píng)價(jià)，相對(duì)值指標(biāo)的計(jì)算值越大則保護(hù)裝置的各個(gè)方面越完善，可靠性越高。本發(fā)明可以全面地評(píng)價(jià)繼電保護(hù)裝置的可靠性，廣泛應(yīng)用于繼電保護(hù)裝置維護(hù)管理人員以及繼電保護(hù)裝置制造商。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，特別是一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

【背景技術(shù)】
[0002]繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全保障的第一道防線，繼電保護(hù)能否正確可靠地工作，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)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(gè)系統(tǒng)的大面積停電，并且隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，事故發(fā)生的概率也會(huì)增加。2003年8月14日的美加大停電世界罕見(jiàn)，造成超過(guò)300億美元的經(jīng)濟(jì)損失，近5000萬(wàn)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(huì)治安等諸多方面出現(xiàn)了混亂甚至癱瘓，而導(dǎo)致如此重大的連鎖故障的原因竟是繼電保護(hù)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)“正確”動(dòng)作。2006年11月4日22:10 (德國(guó)時(shí)間)，西歐8個(gè)國(guó)家發(fā)生了大面積停電事故，這是歐洲30年來(lái)最嚴(yán)重的一次停電事故，1000多萬(wàn)人受到影響。引起了德國(guó)乃至歐洲各國(guó)的極大震動(dòng)，更引起了人們對(duì)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(shí)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(fù)荷約36000MW，影響人口約3.7億(占印度總?cè)丝诩s30%)。當(dāng)日下午16:00，電網(wǎng)基本恢復(fù)正常，但是隨后，當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月31日下午13:00左右，印度北部、東部、東北部3個(gè)區(qū)域電網(wǎng)再次發(fā)生大面積停電事故，損失負(fù)荷約48000MW，超過(guò)6億(占印度總?cè)丝诔^(guò)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(shí)，3個(gè)區(qū)域電網(wǎng)基本恢復(fù)供電。
[0003]對(duì)以往的事故進(jìn)行分析可知，一些跨區(qū)域的大停電事故大多是因?yàn)槔^電保護(hù)工作人員的誤操作或安全自動(dòng)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)引起的，可見(jiàn)繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行影響巨大，有必要探討繼電保護(hù)的“安全裕度”。繼電保護(hù)是防止事故擴(kuò)大化或連鎖反應(yīng)的重要保證，研究繼電保護(hù)裝置的可靠性并進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估顯得尤為重要。繼電保護(hù)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(xué)術(shù)研究中，繼電保護(hù)裝置的可靠性評(píng)估多采用單一的指標(biāo)，已無(wú)法全面而準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)繼電保護(hù)，因此，有必要提出一種能夠全面評(píng)價(jià)微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠全面評(píng)價(jià)微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括以下步驟:1)計(jì)算保護(hù)裝置的可靠性指標(biāo)R ；2)計(jì)算保護(hù)裝置的速動(dòng)性指標(biāo)S；3)計(jì)算保護(hù)裝置的靈敏性指標(biāo)L ;4)計(jì)算保護(hù)裝置的耐久性指標(biāo)N ;5)計(jì)算保護(hù)裝置的維修性指標(biāo)W ；6)計(jì)算保護(hù)裝置的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)J ；7)通過(guò)對(duì)所述指標(biāo)R，S，L, N, W，J的計(jì)算，得到不同維度的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，這些指標(biāo)分為逆向指標(biāo)和正向指標(biāo)兩類(lèi)，將所有逆向指標(biāo)轉(zhuǎn)換為正向指標(biāo)，使所有的指標(biāo)具有相同的指向性；并采用相對(duì)值計(jì)算，將所有的正向指標(biāo)轉(zhuǎn)換為相對(duì)值指標(biāo)，最后根據(jù)相對(duì)值指標(biāo)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行全面統(tǒng)一可靠性評(píng)價(jià)，相對(duì)值指標(biāo)的計(jì)算值越大則保護(hù)裝置的各個(gè)方面越完善，可靠性越高。
[0006]所述步驟I)中可靠性指標(biāo)R為11類(lèi)指標(biāo)的平均值:

【權(quán)利要求】
1.一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括以下步驟: 1)計(jì)算保護(hù)裝置的可靠性指標(biāo)R； 2)計(jì)算保護(hù)裝置的速動(dòng)性指標(biāo)S； 3)計(jì)算保護(hù)裝置的靈敏性指標(biāo)L; 4)計(jì)算保護(hù)裝置的耐久性指標(biāo)N; 5)計(jì)算保護(hù)裝置的維修性指標(biāo)W; 6)計(jì)算保護(hù)裝置的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)J; 7)通過(guò)對(duì)所述指標(biāo)R，S，L,N, W，J的計(jì)算，得到不同維度的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，這些指標(biāo)分為逆向指標(biāo)和正向指標(biāo)兩類(lèi)，將所有逆向指標(biāo)轉(zhuǎn)換為正向指標(biāo)，使所有的指標(biāo)具有相同的指向性；并采用相對(duì)值計(jì)算，將所有的正向指標(biāo)轉(zhuǎn)換為相對(duì)值指標(biāo)，最后根據(jù)相對(duì)值指標(biāo)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行全面統(tǒng)一可靠性評(píng)價(jià)，相對(duì)值指標(biāo)的計(jì)算值越大則保護(hù)裝置的各個(gè)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(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其特征在于:所述步驟I)中可靠性指標(biāo)R為11類(lèi)指標(biāo)的平均值:I Ii

P _ 'V' ο

lift 所述11類(lèi)指標(biāo)如下: ①安全自動(dòng)裝置正確動(dòng)作率R1:H

D _ c

Ixi 一-

1N

° t 其中，η。為保護(hù)裝置正確動(dòng)作次數(shù)，N0為保護(hù)裝置動(dòng)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(duì)異常率R3:P _ ,?


Zv1 一 其中，nD為定值異常數(shù)，Nnum為保護(hù)裝置總個(gè)數(shù)，Ttl為運(yùn)行累計(jì)時(shí)間，若以年為單位，則T0 = I ; ④通道試驗(yàn)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(shí)鐘準(zhǔn)確性異常率R5:

D — nS

I\s —

NmJl，其中，&為時(shí)鐘異常數(shù)； ⑥保護(hù)開(kāi)關(guān)量狀態(tài)異常率R6:
其中，~為保護(hù)開(kāi)關(guān)量異常數(shù)； ⑦繼電保護(hù)裝置的故障率R7:
其中，nf為保護(hù)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(dòng)作次數(shù)，η。。。為區(qū)外故障正確不動(dòng)作次數(shù)，nm為無(wú)故障誤動(dòng)次數(shù)，nms為非選擇性誤動(dòng)次數(shù)，nr為拒動(dòng)次數(shù)；nic;。和η。。。二者通過(guò)如下公式計(jì)算:
因此，工作成功率R8能表示為:
⑨無(wú)故障誤動(dòng)率R9:
⑩運(yùn)行失效率Riq:
其中，拒動(dòng)率為nr/NnumTQ，誤動(dòng)率為Oi1^nnisV(NnumTci)； ?綜合失效率R11:
其中，nmaf為維修時(shí)發(fā)現(xiàn)的失效累計(jì)數(shù)，Tmaf為定期維修時(shí)間累計(jì)，Τπ.為失效停休時(shí)間累計(jì)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其特征在于:所述步驟2)中速動(dòng)性指標(biāo)S為三類(lèi)指標(biāo)的平均值:



I
其中，S1為單相近端故障最快切除時(shí)間，S2為單相近端故障最慢切除時(shí)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(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其特征在于:所述步驟2)中速動(dòng)性指標(biāo)S為三類(lèi)指標(biāo)的平均值:
其中，S1為單相近端故障最快切除時(shí)間，S2為單相近端故障最慢切除時(shí)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(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其特征在于:所述步驟3)中靈敏性指標(biāo)L為:
其中，K為靈敏度指標(biāo)，K0表示設(shè)定的最小靈敏度；靈敏度指標(biāo)K的計(jì)算公式為:
對(duì)于電流速斷保護(hù)，其靈敏度指標(biāo)要求大于1.2 ;對(duì)于限時(shí)電流速斷保護(hù)，其靈敏度指標(biāo)要求大于1.3 ;對(duì)于定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，當(dāng)作為近后備保護(hù)時(shí)，其靈敏度指標(biāo)要求大于1.3，作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，其靈敏度指標(biāo)要求大于1.2 ;對(duì)于距離保護(hù)，其靈敏度指標(biāo)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(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其特征在于:所述步驟4)中耐久性指標(biāo)N為5種指標(biāo)的平均值:
所述5種指標(biāo)如下: ①平均壽命N1:
其中，λ ^為保護(hù)裝置故障率； ②綜合平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間N2:
③不可用度N3:
④主保護(hù)裝置投運(yùn)率N4:
⑤運(yùn)行狀態(tài)N5:
7.如權(quán)利要求5所述的一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其特征在于:所述步驟4)中耐久性指標(biāo)N為5種指標(biāo)的平均值:
所述5種指標(biāo)如下: ①平均壽命N1:
y 其中，λ ^為保護(hù)裝置故障率； ②綜合平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間N2:
③不可用度N3:
④主保護(hù)裝置投運(yùn)率N4:
⑤運(yùn)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(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其特征在于:所述步驟6)中經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)J為三種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的平均值:
所述三種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為維修成本J1，保護(hù)可用經(jīng)濟(jì)系數(shù)J2和經(jīng)濟(jì)成本可靠性系數(shù)J3，其中: 保護(hù)可用經(jīng)濟(jì)系數(shù)J2為:
J2 = I / (PsejPj+ewpw)，其中，Ps為一次線路故障率，ej為拒動(dòng)損失，Pj為拒動(dòng)率，ew為誤動(dòng)損失，Pw為誤動(dòng)率； 經(jīng)濟(jì)成本可靠性系數(shù)J3為:
其中，c為保護(hù)裝置的經(jīng)濟(jì)損失。
9.如權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其特征在于:所述步驟7)中，所述正向指標(biāo)包括安全自動(dòng)裝置正確動(dòng)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(wú)故障運(yùn)行時(shí)間N2、主保護(hù)裝置投運(yùn)率N4、運(yùn)行狀態(tài)N5、役齡回退因子W2、維修成本J1和保護(hù)可用經(jīng)濟(jì)系數(shù)J2 ;所述逆向指標(biāo)包括定值區(qū)定值核對(duì)異常率R3、通道試驗(yàn)異常率R4、時(shí)鐘準(zhǔn)確性異常率R5、保護(hù)開(kāi)關(guān)量狀態(tài)異常率R6、繼電保護(hù)裝置故障率R7、無(wú)故障誤動(dòng)率R9、運(yùn)行失效率Rltl、綜合失效率Rn、單相近端故障最快切除時(shí)間S1、單相近端故障最慢切除時(shí)間S2、不可用度N3、平均維修時(shí)間W1和經(jīng)濟(jì)成本可靠性系數(shù)J3。
10.如權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其特征在于:所述正向指標(biāo)和逆向指標(biāo)轉(zhuǎn)換為相對(duì)值指標(biāo)的計(jì)算方法為:
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104166785SQ201410334022
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院