继电保护系统状态评价

继电保护系统状态评价
摘要：继电保护系统的状态对智能电网的建设具有十分重要的参考意义。

智能
电网的建设要求安全、高效，应当及时对继电保护系统的状态进行评估。

本文从
继电保护系统的状态划分、故障的诊断方法以及风险分析几个方面进行研究，分
别从诊断方法、评估模型、风险评价指标以及基础数据来源等方面进行分析，进
一步提出构建继电保护状态指标、完善在线诊断技术等新的研究方向。

关键词：继电保护，可靠性，状态评价，诊断方法
1、引言
我国的智能电网的建设正在如火如荼地进行，随着新能源的大量接入，以及
智能变电站中大量电子器件的使用，对继电保护系统的要求也越来越高。

继电保
护系统对智能电网的建设至关重要，为了节约成本、减少资源损耗、提高工作效率，对继电保护系统的状态应当进行及时的监测、维修。

通过对运行过程中继电
保护系统的设备性能、设备状态以及系统诊断方法、状态评价方法的分析，进一
步完善继电保护系统评价体系。

2、继电保护系统状态
继电保护系统包括所有具有继电保护功能的硬件与软件设备。

对继电保护系
统的状态的分析，要建立在对系统的充分认识上。

2.1设备状态
设备状态包括硬件状态与软件状态，与设备的设计水平、制作水平、材料的
质量水平等有密切的关系。

设备状态大致分为两个类别：投运与停运，停运状态
又可以分为五个小类：计划检修停运、随机停运、误动停运、拒动停运以及无选
择停运，大多数停运都被归为误动停运。

继电保护系统的结构十分复杂，在进行
状态确认时应当多方面考虑，判断是由系统本身造成的故障还是人为因素导致的
故障。

另一方面，设备失效状态可以划分为可自诊断失效状态和不可自诊断失效
状态，这是建立在继电保护系统具有一定的自诊断能力的基础上的。

2.2回路状态
继电保护系统的回路主要分为两个部分：通信回路和二次回路，其中通信回
路拥有自检能力，二次回路难以进行自检并且难以进行监测，包括交流回路、直
流回路和工作电源回路。

通信回路对继电保护系统越来越重要，通信网络的自检
能力对系统正确动作具有重要意义。

二次回路具有分散的特点，需要工作人员进
行巡检，如果出现故障没有及时解决，容易发生保护误动作。

2.3继电保护系统功能状态
二次回路、保护装置、收发讯机、操作箱继电器等组成微机保护系统，传输
介质、合并单元、同步时钟源、断路器、智能终端等组成数字化继电保护系统，
继电保护系统需要各部分装置配合完成工作，因此，继电保护系统的功能状态是
各系统的状态的综合反映。

3、系统状态诊断方法
诊断继电保护系统的运行状态是进行系统状态评价的基础。

目前由于信息缺失、数据量过大等问题，用于保护状态评价的基础数据比较缺失。

系统状态诊断
主要是对隐藏故障的诊断。

目前提出的理论中，主要的方法是对隐藏故障进行监
视和控制，即将设备的数据输入导入隐藏故障监视系统中，利用逻辑模块将继电
保护系统、监视系统的运行状态进行对比，判断继电保护系统是否具有隐藏故障。

美国电力科学研究院和几所著名大学共同利用Agent技术研发了电力基础设施战
略防护系统（SPID），该系统建立在原有监控与数据采集（SCADA）的基础上，
通过获取远端故障录波器（DFR）提供的数据，利用监视系统来进行风险诊断，
评价电力系统的脆弱性，防止灾难性故障的产生。

4、风险评价及研究进展
4.1风险评价体系
目前，继电保护系统有专门的风险评价体系，通常使用拒动率、误动率、正确动作率、故障发生频率、失负荷风险等等指标来检验系统的可靠性。

统计数据大多数为历史统计数据，一般从三个步骤对风险进行评估：第一步，铺开电网的网架结构，获取电器元件与开关装置之间的连接关系；第二步，获取失效参数、运行参数，进行分析；第三步，分析历史统计数据，确定故障发生频率与规模。

这种方法可以在一定程度上提高继电保护系统的可靠性，但是没有考虑到区外故障频率、动作次数等因素，不能全面反映可靠性。

4.2研究进展
传统的风险评价体系需要完善，新的技术与理论正在发展，其中包括全数字化保护与广域保护。

全数字化保护是伴随着新技术的使用诞生的，高速以太网交换技术的发展、非常规互感器技术的实用化等，为全数字化保护奠定了基础。

在系统层面，利用可靠性框图、邻接矩阵和最小路集技术建立全数字化保护系统的可靠性模型，分析不同冗余技术对可靠性的影响；在元件层面，引入元件重要度分析。

另一个是广域保护，大致分为三类算法：基于电网中多个保护元件的判断结果、依靠专家系统集中决策的广域后备保护算法、基于广域电流差动的广域继电保护算法、基于纵联比较原理的广域继电保护算法。

5、结语
继电保护系统正在日趋完善，对智能电网的发展提供了必要的基础支持，但在实际运行中，仍然存在许多的缺点与不足，系统误动、拒动现象常常发生，因此对继电保护系统的状态进行及时的评估至关重要，对于提高继电保护系统的安全性、可靠性具有重要意义。

参考文献
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[6]吕赞敏.继电保护可靠性研究综述[J].科学大众（科学教育）,2015(08):184.
作者简介
王悦（1992-），女，宁夏银川人，民族:汉。

学历:大学本科。

研究方向:继电保护。

孙瑞（1989-），男，宁夏银川人，民族:汉。

学历:硕士研究生。

研究方向:变电检修与继电保护。