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继电保护是电力系统密不可分的一部分,它运行可靠性的好坏关系到电力系统的运行可靠性,尤其是继电保护的不正确动作会给电网安全、稳定和经济运行带来很大的威胁。随着科学技术的发展,特别是电子技术、计算机技术和网络通讯等高新技术在电力系统中的广泛应用,数字式保护已成为继电保护装置的主要型式,其不能也不应再是一个个孤立的、任务单一的、“消极待命”的装置,而是积极参与、共同维护电力系统整体安全稳定运行的计算机自动控制系统的基本组成单元。这使得电网的安全在很大程度上越来越依靠于数字式保护的可靠运行,使得人们越来越关注数字保护系统的可靠性问题。
本文对数字保护电路容差对其可靠性的影响问题、数字保护装置的可靠性预计、数字保护系统自身的可靠性评估和数字保护系统检修经济性问题展开研究。
1.通过简例介绍了常用于电力系统可靠性分析的模型和方法,分析了它们各自的适用条件和场合,为用于数字保护系统可靠性研究提供了可借鉴之处。
2.以数字保护数据采样系统为例,提出了一种分析数字保护电路容差对保护系统可靠性影响程度的方法。该方法最大的特点是将OrCAD/PSpice软件的电路仿真功能与蒙特卡罗模拟分析方法相结合,按照所提出的可靠性判据,利用点估计法和区间估计法求取两个可靠性指标:正确响应率和正确响应率置信区间。最后再通过电路的灵敏度分析,进一步说明蒙特卡罗模拟分析结果的合理性。
3.结合数字保护装置可靠性功能状态的划分,提出了数字保护装置的两个基本的可靠性预计指标,即误动失效率和拒动失效率;介绍了基于MIL-HDBK-217F模型的可靠性预计方法,并根据数字保护装置功能模块的失效特点应用预计方法分析计算了数字保护装置的上述两个指标。
4.根据数字保护系统的配置特点及其可靠性框图,通过等值算法原理定量分析了单一保护系统和双重化保护系统的误动失效率和拒动失效率,并采用频率和持续时间法对数字保护系统自身进行了可靠性分析,有效评估了不同配置的数字保护系统可靠性。基于保护年均经济损失分析提出了四种最优预防性检修间隔时间确定标准,并基于保护可靠性和经济性的综合分析,应用了序贯蒙特卡罗模拟法按确定标准来分析计算数字保护系统的最优预防性检修间隔时间。这从可靠性经济学的角度为数字保护系统的检修决策提供很有价值的参考。