[发明专利]一种继电保护系统可靠性分析方法及相关装置

说明书

本申请公开了一种继电保护系统可靠性分析方法及相关装置，通过分析信息传输链条建立二者的故障树，根据历史统计数据计算线路保护和母线保护系统的失效率和可靠度，并构建线路保护和母线保护的三状态马尔可夫状态转移图和状态转移矩阵，计算得到基于保测合智四合一装置的线路保护和母线保护分别处于正常工作、故障和检修状态的概率。由此对基于保测合智四合一装置的线路保护和母线保护系统的可靠性进行完整的分析评估，并为提高基于保测合智四合一装置的继电保护系统可靠性提供参考。从而解决现有技术对基于保测合智四合一装置的继电保护系统可靠性分析准确性较差的技术问题。

技术领域

本申请涉及电气工程自动化技术领域，涉及一种基于保测合智四合一装置的继电保护系统可靠性分析方法。

背景技术

随着电子技术和通信网络技术的发展，智能变电站的继电保护系统通过以太网和光纤进行信息的传递和数据的共享，逐步实现智能化与数字化。继电保护系统的可靠运行，对电力系统的稳定运行有着非常重要的意义，技术人员也一直对智能变电站继电保护系统的可靠性分析给予重视。

现有的线路保护和母线保护可靠性分析方法主要将系统分为若干子系统，包括保护装置、合并单元、智能终端、交换机、光纤等，利用可靠性框图、故障树、马尔可夫状态转移法或最小不交化路集法定量评估系统的可靠度。

然而现有技术多考虑未使用纵向集成技术的系统，即合并单元、智能终端、保护和测控都分别在不同装置中，线路保护和母线保护需要冗长的电缆和光纤参与，从而降低了系统的可靠性。纵向集成技术考虑将保护和测控下放到过程层，与合并单元和智能终端集成到同一个装置中就地安装，会改变原有的信息链条和故障树，因此需要对运用了保测合智四合一装置的继电保护系统的可靠性重新进行全面的分析。

发明内容

本申请提供了一种继电保护系统可靠性分析方法及相关装置，用于解决现有技术对基于保测合智四合一装置的继电保护系统可靠性分析准确性较差的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种继电保护系统可靠性分析方法，所述方法包括：

根据保测合智四合一装置的结构和功能特征，同时考虑基于保测合智四合一装置的线路保护和母线保护的系统架构，构建线路保护系统和母线保护系统的信息传输链条；

根据所述信息传输链条确定继电保护系统中参与线路保护和母线保护的元件，从而分别构建所述线路保护系统的故障树和所述母线保护系统的故障树；

根据各所述元件的平均无故障时间，分别计算各所述元件的元件失效率，其中，线路保护系统中，各所述元件包括：保测合智四合一装置的各硬件；母线保护系统中，各所述元件包括：保测合智四合一装置、分段断路器合智一体装置、变压器的合智一体装置、过程层网络和母线保护主CPU板；

根据基于保测合智四合一装置所述线路保护系统的故障树和所述母线保护系统的故障树中的事件和相互间的串并联关系，以及所述元件失效率，计算得到基于保测合智四合一装置的线路保护和母线保护的系统失效率；

根据所述系统失效率、以及基于保测合智四合一装置的保护系统的定期检修频率、检修修复率和检修人员应急效率建立马尔可夫状态转移矩阵，基于所述马尔可夫状态转移矩阵计算基于保测合智四合一装置的线路保护和母线保护的系统分别处于正常工作、故障和检修三个状态的概率。

可选地，所述根据各所述元件的平均无故障时间，分别计算各所述元件的元件失效率，具体包括：

将各所述元件的平均无故障时间分别代入元件失效率计算公式中，计算得到各所述元件的元件失效率；

其中，所述元件失效率计算公式为：

式中，λ_n表示第n个元件的失效率，MTTF表示元件的平均无故障时间。