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摘要:随着我国经济水平的不断提高,我国城市化、工业化建设进程逐步加快,我国电网铺设规模逐步扩大。由于我国幅员辽阔,地质地貌等自然环境较恶劣的区域电网运行过程中,时常出现电力安全风险问题,直接威胁了电力系统的运行安全。因此,为确保城市正常供电,加强电网继电保护设备可靠性评估机制的建设至关重要。本文主要就电网继电保护设备可靠性评估机制进行分析,并深入探究了电网继电保护设备数据处理方法,望对我国未来电网继电保护设备可靠性评估工作机制的应用与发展提供相应借鉴。
关键词:继电保护可靠性评估机制
随着电气设备运行时间的增长,其材料老化、元件磨损、杂质沉积等问题的出现会使得设备逐渐出现老化问题,并伴随时间加快速率。继电保护系统运行一段时间后,开始进入老化期阶段,在此阶段会出现老化失效现象,同时也存在突发失效现象。实际工作中,在设备安装投运初期,存在早期的失效发生概率,其原因在于新投运设备存在磨合、产品不达标等原因;在运行一段时间后,设备开始进入状态平稳时期,此时的失效发生概率较小,可认为恒定不变;当设备开始出现材质老化、结构疲劳、元器件损耗等情况时,则可视为设备进入老化期,其失效率随时间增长,速率不断加快。
1电网继电保护设备可靠性评估机制分析
1.1失效率模型设计分析
现阶段通常使用指数分布、正态分布、二参数Weibull分布来描述继电保护设备正常运行中的失效率变化情况,其中指数分布在常用王程中主要用来计算恒定失效率,因此不适合继电保护设备的失效率计算:在实际生产中,正态分布和指数分布常用于设备故障和故障维修的假设和预估研究中,通过对相关数据记录的研巧,并不适用于继电保护设备的研究。Weibull分布在关于可靠性研究的领域中应用较广泛,常用于电气设备的可靠性分析,用于描述电气元件的材质老化、元件灵敏度和运行损耗的变化规律。由于Weibull分布与指数分布、正态分布、对数正态分布等相比,模型更加复杂,参数更多,所以用来对失效率计算更为精确。通过对二参数Weibull分布的研究,由于其模拟量从时间户0开始计算,不符合之前论述的关于老化失效的概念,所Weibull在模型构建时引入老化节点参数的概念,在二参数Weibull分布的基础上,构建H参数Weibull分布模型。该模型包含云个参数:节点参数、速率参数和过程参数,模型从老化节点时刻开始对设备老化失效进行计算,对继电保护设备的老化失效率有很好的描述结果。
1.2失效率模型的实现方法
在继电保护领域,其运行过程中存在众多影响因素,常常导致保护的误动或拒动,如何对继电保护系统存在的隐患进行预判,提前发现风险并预警是继电保护研巧面临的重要内容。继电保护隐患预警是一个系统性的工程,不局限于某一设备、某一整定,而是囊括了继电保护的设计、选型、安装、调试、运行和管理各个环节,因此该论文的研究就是着重继电保护的全过程,对全过程中继电保护系统的健康状况进行评价,从而实现对全过程继电保护设备的风险评估。失效率模型的准确性需要由大量而全面的基础数据作为支搂。在第一章提到,继电保护系统的结构复杂性、功能综合性是很难对其进行状态评估的主要原因,同时,相关继电保护设备的数据也同样具有种类多样化、形式多样化的特点,部分数据可能无法直接应用到建模计算中。这意味着模型建立初期的基础数据采集和整理工作比较繁琐,对于数量庞大、运行状态各不相同的继电保护系统,如何选取合理的数据类型、处理数据需要运用哪些方法就非常重要。
2电网继电保护设备数据处理方法分析
2.1LS-SVM算法的研究
在数据采集的过程中,需要保证所提取数据的合理性和普遍性,同时还要对数据进行检验处理和修正。例如:在将所采集的数据录入数据库么前,须按规定检验数据质量,保证不漏、不重,然后利用LS-SVM算法对数据进行准则处理并进行概率校验和质量校验。该论文在进行基础数据处理时,采用LS-SVM算法对部分数据进行预处理,同时在进行Weibull分布参数进行拟合时,采用LS-SVM算法实现模型参数的求解。在现有研巧中,LS-SVM算法在回归估计、模型识别、数据拟合处理等方面应用广泛,该算法相比于传统数学算法在一定程度上效率更高、精准性也更好。在模式识别的过程中,研究人员通过建立基础数据库并制定元素规则用于数据训练,其中基础子数据称之为支持向量。
2.2继电保护设备的数据处理
继电保护设备的基础数据收集范围应该包括从设备生产、投运、更新、退役的整个过程,而在此过程中,对于部分设备的更新和改进工作,也应该将该设备的数据进行分别处理。在同一个变电站内会存在安装时间不同、工作功能不同的多台设备,有事同一个位置会有多台不同功能的设备同时工作。所以为避免出现统计错误,应该对每个设备进行分类并对所收集的数据进行编号存储,W区分各个设备的运行时间、运行状态、设备功能等。这就需要建立有效的数据采集时间标准,对数据库建立时间轴,W便数据的提取和分析。数据质量是衡量构建数据库功能的重要标准,也是保证继电保护可靠性评估结果准确性的首要保障,因此在数据收集过程中,需要进行数据有效性的校验。这里要求数据库在记录数据是应进巧数据有效性校验、时间和理性校验、数据基本性质验证等功能。例如:在记录数据时按照一定规则进行记录,避免数据的重复记录;利用核函数对数据进行质量检测,保证数据的可用性。同时要保证数据的。由于规定数据在采集方式、数据标准上都存在不同,在数据采集与整理工作上有一定的困难,因此根据不同数据特性需要在策略的制定上考虑两点:一是采样数据源及继电保护系统要具有可靠性和稳定性;二设定合理的采样时间和采样范围。对于整个系统来说,足够的采样时间才能体现其失效率变化。对于“量”的定量确定方法为:W相关历史数据为根据,对失效时间发生情况进行统计并制定相应的采样时间标准,对于设备的有效性,部分失效数据可能会出现零状态效果,当只记录其有效的失效数据时,会使模拟效果偏高而脱离实际效果,W可指定相应规则对失效数据进行预处理,从数据时间特征、失效现象特征判断数据的可用性。例如若数据采集设备的投运时间小于时间节点,也可认为设备不处于老化阶段,选取的数据没有意义;若设备时间超出退役时间,则可W认为设备己经失效,数据不可用。从数据统计理论上讲,通过对历史数据作为基本参考量,对当前设备实际运行数据进行分析,做出有效的设备状态评估,并W给出其失效率的量化参考值为恒定标准。
结束语
继电保护设备运行的可靠性是确保电网系统的安全稳定运行的重要基础,因此,加强构建电网继电保护设备可靠性评估机制,有利于促进电力企业长期稳定地发展。因此,电网继电保护设备可靠性评估机制构建过程中,电力企业务必要立足于电网系统整体,针对继电保护运行的全过程,全面掌握电网继电保护设备数据处理方法,并严格根据电网继电保护设备的实际运行需求,以便在继电保护设备故障发生时予以及时解决,进一步确保电网系统安全稳定地运行,从而促进电力企业长期稳定地发展与前行。
参考文献
[1]田丰.电网继电保护设备可靠性评估机制的研究[J].工业:00211-00211.
[2]罗麟.高压电网继电保护装置可靠性评估[D].华北电力大学,2014.
[3]王欣伟,薛澄华.继电保护系统的可靠性分析及在电网中的运用[J].大陆桥视野,2016(2):124-124.