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继电保护在电力系统中的可靠性研究

[收录:2013-11-22] [作者:杨洪灿,吕庆升] [服务:论文代写代发] [字体: ]
内容摘要:继电保护在电力系统中的可靠性研究,摘要:继电保护装置是确保电网正常运行的重要保护设备。文章分析了继保装置的重要性,介绍了继保装置的常用评价指标,并提出了确保其安全运行的措施,对实际操作起到了很好的指导作用。

继电保护在电力系统中的可靠性研究,摘要:继电保护装置是确保电网正常运行的重要保护设备。文章分析了继保装置的重要性,介绍了继保装置的常用评价指标,并提出了确保其安全运行的措施,对实际操作起到了很好的指导作用。

关键词:电力系统、继电保护、可靠性

1 引言

美国东部时间2003年8月14日发生了有史以来最大的停电事故,停电范围包括美国的8个州和加拿大的安大略省。受停电影响的人口约5000万。经济损失达300亿美元。此次事故引起了全世界的关注。当前,我国的经济正高速发展,电网规模越来越大,同样面临电力系统的可靠性问题[1]。本文由教育大论文下载中心WwW.JiaoYuDa.CoM整理

  可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内,在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理,系统可靠性的定量评定,运行维护,可靠性和经济性的协调等各方面[2]。具体到继电保护装置,其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时,它不应该拒动作,而在任何其它该保护不应动作的情况下,它不应误动作。

  继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同,拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量,输电线路很多,各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作,使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小;但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作,将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏,损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要[3]。

  但在系统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下,继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时,将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏,损失是巨大的。而当某一保护装置拒动时,其后备保护仍可以动作而切除故障,因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要[4]。

2 继电保护装置的评价指标

继电保护装置属于可修复元件,在分析其可靠性指标时,应该先正确划分其状态。

2.1保护装置常见的状态

(1) 正常运行状态。这是保护装置的正常状态。

(2) 检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行,应定期对其进行检修,检修时保护装置退出运行。

(3) 正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时,保护装置正确动作于跳闸的状态 。

(4) 误动作状态。是指保护装置不应动作时,它错误动作的状态。例如,由于整定错误,发生区外故障时,保护装置错误动作于跳闸。

(5) 拒动作状态。是指保护装置应该动作时,它拒绝动作的状态。例如,由于整定错误或内部机械故障而导致保护装置拒动[5]。

(6) 故障维修状态。保护装置发生故障后对其进行维修时所处的状态。

2.2目前常用的评价统计指标

(1) 正确动作率

  即一定期限内(例如一年)被统计的继电保护装置的正确动作次数与总动作次数之比。用公式表示为:

  正确动作率=(正确动作次数/总动作次数)×100%

  正确动作率是目前主要的评价指标。

(2) 可靠度R(t) (reliability at time t)

  是指元件在起始时刻正常的条件下,在时间区间(0,t)不发生故障的概率。对于继电保护装置,注意力主要集中在从起始时刻到首次故障的时间。

(3) 可用率A(t) (availability at time t )

  是指元件在起始时刻正常工作的条件下,时刻t正常工作的概率。可靠度与可用率的不同在于,可靠度中的定义要求元件在时间区间(0,t)连续的处于正常状态,而可用率则无此要求。

(4) 故障率h(t) (failure intensity)

  是指元件从起始时刻直到时刻t完好条件下,在时刻t以后单位时间里发生故障的概率。

(5)平均无故障工作时间MTBF (mean time between failure)

  设从修复到首次故障之间的时间间隔为无故障工作时间,则其数学期望值为平均无故障工作时间。

(6) 修复率m(t) (repair rate)

  是指元件自起始时刻直到时刻t故障的条件下,自时刻t以后每单位时间里修复的概率

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