继电保护装置运行状态量化评估方法研究

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按 照 全 过 程 、系 统 性 与 层 次 性 相 结 合 的 原
一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一
( 或
则 ,结合继 电保护装置的运行管理特点 ,主要从 投产验收 、设备配置 、缺 陷情况 、故 障情况 、检 修记 录 、试验记 录等信息 中 ,选取 能够全 面 、
李宁波 等 :继电保护 装置运行状态量化评估方 法 研究
研究与开
任 务 要 求 ,研 究 并设 计 了继 电保 护装 置状 态 量化 评估 方 法 ,如 图 l 所示 。
量 化评估 方法 设计 状 态参 量 选取 权 重 计算 方法 设计
由上 文可 知 ,建 立状 态 参 量模 型是设 备状 态 量 化 评 估 的核心 内容 。准确 地 建 立继 电保 护装 置
的实 际运 行信 息 进 行量 化 评估 ,确 定参 量 的劣化 度 ;再 通 过层 次 分 析法 确 定 继保 装 置 各层 元 素 的 权重 ;最 终加 权 确 定装 置 的 总 劣化 度 ,即装 置 状
1 ,C ≤C
式 ( 2 ) 中k 为参 量 变 化对 设 备状 态 的 影 响程
继 保 装 置 状 态 参 量
度 ,为方便计算可取为 1 。
( 2 )对 于 数值 越 大 越 优 型参 量 ,如装 置正 确
工作率 、家族无故障时间等 , 使用公式 :

C ≤C j
3 继 电保护装置状态参量的权重计算
设 备 各 参 量 在 评 估 过 程 中所 起 的作 用 不 同 , 应 根 据 各 自的重 要 程度 客 观 、准 确 地 分别 赋 予 权 重 。本 文采 用 层 次 分析 法 ,对各 参 量 的重 要 性 进
为依 据 ,开展继 电保 护装 置 的状态 量化评估 工
行比较和计算 ,得出参量 的权重值P 。该方法的基
本步 骤如 下 。 ( 1 )建立 层次 结构模 型
首先 ,定义模型最 高层为继电保护装置状态 评 价结果 ,中间层 为投运 前 状况 等 5 类 参 量 类
型 ,最低 层 为参量 模型 中 的各 状态 参量 。 ( 2 )构 造判 断矩 阵
作 。该 装 置 2 0 1 1 年度 的运 行 状 态 信 息 主要 包 括 : 发生 1 次 一般 缺 陷 、2 次 家族 性 缺 陷 、1 次 通道 异 常和 1 次 人为改 动 。 根 据表 1 所示 继 保 装 置 状 态 参 量 劣 化度 计 算
模 型 中 的正常 值 、注意 值 ,对 该 装 置各 状 态参 量
合 理 反 映装 置 运 行 状态 的特 征 参 量 ,建 立 继 电保 护装 置状 态参 量模 型 ,如 图 2 所示 。
如果 状 态参 量 i 的 良好 值 为 c 0 ,
化 度定 义 为 :
C …)为注 意值 ,G为 实测 值 ,则 状 态量 的相对 劣
I i = F I c 0 , C , C l , 0 ≤ ≤l
息直观 可 比。
2 . 1 状态参量的量化评估
相 对 劣 化 度 是 反 映设 备 状 态 由 良好 向故 障转
图1 继电保护装置状态量化评估流程和方法
化程度 的指标 ,数值介于『 0 , 1 1 之问。0 表示设备处 于完全 良好状 态 ;1 表示设备处 于劣化较为严重
的状态 。

= 一
如果 值越 大 表 明判 断矩 阵偏 离 完全 一 致性 的 程 度 越 大 ,需 重 复 第 2 步 ,重 新 进 行 比较 评 分 ,直至通 过一 致性 检验 。
4实例 分 析
应 用上 述 方 法 ,以某 2 2 0 k V变 电站 南瑞 继 保 R C S 一 9 3 I B M线路 保护装 置 2 0 1 1 年 的运行 状态信 息
化 函数 l 。
( 1 )
其中: 为状 态 参 量 i 的相 对 劣化 度 ,F 为 劣 ( 1 ) 对 于 数 值 越 小 越 优 型 参 量 如 装 置 缺 陷 率 、装 置运 行时 间等 ,使 用公 式 :


,C ≤Байду номын сангаасC0
( C i - C O C o < - C i  ̄ < C , B =
图2 继电保护装置状态参量模型
值 ,从 而固化继 电保护装置 的劣化度计算模型 ,
如表 1 所示。
[二]亘]
与开发
表1 继电保护装置状态参量劣化度计算 的相关参数
( 3 )求取特征 向量 利 用 和 积 法或 方 根 法 ,求 取 判断 矩 阵 的特 征 向量 ,即为该层元素的权重值。式 ( 6 )中W . 为所 求特征 向量 的近似 解 :
I i =

C i ≤C ≤C 0

( 3 )
C 0 ≤C
具体计算与越小越优型相 同。
2 - 2 继 电保 护装 置状 态参 量劣 化度 计算模 型
在建立状态参 量模型并提出参量劣化度计算
方 法 的 基 础上 ,本 文根 据 电网 二 次设 备 的 实 际运 行 考 核 标 准 ,确 定 各 状 态 参 量 的正 常 值 和 注 意
状态参量模 型 ,才能有效地开展状态参量的量化
评 估 和权 重计算 等设 备量 化评 估步 骤 。
2继 电保护装置状态参量的量化评估
继 电保护装置的状态参量分为定量评价和定
参 量量化 评 估模 型 ・ ● —一 状 态参 量 模型 — ’ 参量权 煎 计 算模 型
性评价两类。本文提 出利用劣化度计算方法对各 类状态参量进行统一量化评估 ,使得各参量的信
2 ,… ,n )
2, … ,
( 6 )
( 4 )一 致性检 验
计 算 结 果是 否 合 理 ,需 要 检验 判 断 矩 阵元 素 的一致性 ,判断方 法如 下所示 :
C I = A m a x 一 凡
n W ] 一
( 7 )
一 = 一 = 川 =