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继电保护运行状况评价方法的探讨           
继电保护运行状况评价方法的探讨
作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 9:40:15
陈德树
华中理工大学电力系,武汉430074


  笔者在1996年全国继电保护深圳学术会议上提交过一篇文章,谈及继电保护运行状况评价方面的问题,引起了关注。现在已过去三年了,一些同行见面时常问及有什么新的方法。为此,笔者又收集了一些意见和问题,并对这些问题作了进一步的探讨,提出来供大家讨论,目的是希望有更多的人关心和探讨这一问题,以便找出一些比较合适且合用的办法。本文提出的问题,有些是笔者与电力部门同行们交流中提及的,有些则是从中引伸而来的。至于所提出的一些新的评价方法,纯粹是笔者本人的一些设想,希望得到大家的指正。
1 现有评价统计方法
  我国现行的统计方法是沿用前苏联的“正确动作率”统计方法,这种方法是用一定期限(例如一年)内被统计的继电保护装置的总动作次数和其中的正确动作次数来定义:
  正确动作率=(正确动作次数/总动作次数)×100%
  用“正确动作率”可以观测该继电保护系统每年的变化趋势,也可以反映不同继电保护系统(例如220kV系统与500kV系统)之间的对比情况,从中找出薄弱环节。
  除“正确动作率”指标外,统计部门还将其细分,区分为不同的引起误动作的责任或原因,例如责任可细分为属于:制造质量、安装问题、设计部门、调试部门、运行人员和整定计算人员等;在误动作原因方面可细分为:原理缺陷、元件损坏和特性变化、接线错误、接插不良、抗干扰能力薄弱和误碰等等。
  以上方法为提高我国继电保护水平起过很大的启发和指导作用,今后仍会继续起到它应有的作用。
2 “正确动作率统计方法的缺点
  “正确动作率”方法能大体反映某些继电保护系统的运行状况,但不可否认,这种方法并不能真正准确地反映其实际的运行状态和水平。例如:
  (1)在区外或反方向发生短路时保护装置未误动作,是否也反映出该保护装置是“正确动作”呢?因为区外短路或反方向短路不动作,也是对该保护装置选择性考验的重要组成部分。现有的统计方法是把区外和反方向短路时的误动作计入不正确动作,但不计入其正确选择性动作的次数。无疑,这不能不说是统计不准确或未反映其实际情况。如果某一保护装置一年内在其保护区内未发生过一次内部故障,但先后发生过100次外部和反方向故障,其中有一次误动,其统计数据是正确动作率为“0”。对一些只看统计数据而未作详细了解的人看来,这一保护  质量极差,不能再用。这显然是不符合实际的。

  (2)与上面一点相关的,就是被保护对象的“故障频率”如何反映到保护装置的运行统计中去。“正确动作率”的统计方法实质上可以写成

  正确动作率=D/(D+Dm
式中 D为区内故障正确动作次数;Dm为区外及其他非区内故障时的误动作次数。
  由此可见,当被保护对象的故障频率很低,或在这一统计期限内根本没有发生过内部故障时,其正确动作率只能是很低,甚至只能为零。其实,这种保护可能经受了许多次非区内故障冲击而未误动作,但这种情况却未能被现有统计方法所反映,导致被人们误认为这种保护性能差不能被采用。
  (3)统计对象的数量(即投入运行的套数)对统计数据的影响该如何考虑?例如同一电压等级的某类保护在地区甲投入10套,在地区乙投入100套,两地区都是1次正确动作,1次误动作。按常规的统计方法,其正确动作率都是50%,能说这两地区的继电保护运行水平一样吗?其差别是地区乙发生内部故障相对较少,让其“正确动作”的机会不多,但100套设备中仅有1次外部故障误动。相比之下,地区甲在10套设备中就有1次区外故障动作。详细知道这些情况后,自然会得出结论:地区乙的保护运行水平高于地区甲,而统计数据却不能反映这种真实情况。
  (4)某地区在某年12月份,初步统计其“正确动作率”未达预期目标,且差距较大,但在元旦前的1次特大的暴风雨中,雷雨交加引起了一连串线路短路,保护多次动作跳闸和重合成功。这就使该地区的正确动作率一下子超过了预定指标。假如这阵大雷雨迟来几天,能说他们的继电保护运行水平就差很多吗?显然这种统计方法未能很好地评价他们。
  (5)除了上述与“正确动作率”有关的问题外,还有一些其他问题是有待商榷的。例如,有一些微机保护含有几种保护原理,如I0保护、相间和接地距离保护、方向纵联保护等等。当线路上发生接地故障时,若I0抢先动作跳闸,则会因此而将接地距离和本侧纵联保护“屏蔽”掉了。作为整组保护是正确动作了,但按若分项评估,则后两种保护算“正确”呢?还是算“拒动”呢?还是当它未遇到故障时就干脆不统计呢?

  可能在实际运行中还曾发生过更多的其他问差别将影响统计指标或统计结果的实用性。基于这个事实,建议将保护分为A、B两大类:A类指高事故频率设备的保护,B类指低事故频率设备的保护;A类一般指输电线路,B类一般指发电机、变压器、母线等。
  根据上述问题,可考虑采用下面的统计方法与指标:
  (1)保护生效系数E     E=Dc/L
式中 DC为正确切除被保护设备的次数,次/a;L为同类设备一年内运行的台数,即一年内有多少台设备投入运行,台/a。
  (2)保护失效系数R     R=DR /L  
式中 DR为应该切除而没有切除内部故障(拒动)的次数,次/a。
  (3)保护误动系数M  M=Dm/L
式中 Dm为不该动作而误动作的次数,次/a。

    (4)保护生效率E

             

入DC,但实际运用时DC很难界定。因为区外故障该考虑多大的范围和如何判定故障范围都很困难,甚至是不可能的。
4 结语
  继电保护运行状况的统计分析是一件很重要的工作,它具有指导性的作用。人们可以利用它来观测继电保护各个方面的工作,从中发现薄弱环节,找出
存在的问题,提出改进的方向。这将有利于全面提高电力系统安全运行水平。

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