CN114167342A - 一种继电保护装置运行健康状态的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，包括：1)获取继电保护装置的各评价状态量；2)将各评价状态量分类为7类属性；3)将7类属性进行权重分配；4)将权重分配后的7类属性中的每一类进行评价打分；5)计算继电保护装置的最终评价得分；6)依据继电保护装置的最终评价得分向设备管理部门发出风险预警；本发明对继电保护装置运行健康状态的管理提供了一种评估方法，反映了继电保护装置的运行健康状态，评价结果可以作为继电保护装置的检修、改造、服役年限等工作的参考依据，提高了继电保护装置的运行稳定性，提高了资产利用效率，进一步提升了继电保护技改工作的精益化管理水平。

Description

一种继电保护装置运行健康状态的评价方法

技术领域

本发明涉及一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，从属于继电保护调度运维管理领域。

背景技术

继电保护装置作为电网的第一道防线，为坚强电网提供了坚定的保护作用，随着电网负荷越来越大，规模越来越大，继电保护装置也越来越多，带给继电保护专业运维管理压力巨大，就会出现管理人员对现场继电保护装置及运行风险掌握不全面的现状，例如：继电保护装置运行风险预警由于个别运维单位未严格按照规定和规范监督继电保护及安自设备的服役年限情况，导致继电保护及安自设备存在超期服役风险，缺少可靠的技术手段对超期服役风险进行评估；各运维单位的现场继电保护装置的健康水平参差不齐，部分单位缺陷记录无法及时更新，保护专业依靠人工手段对其状态难以全面评估和掌握，存在一定安全隐患，各类技术资料保存不全等问题。

基于以上问题，有必要对继电保护装置的运行状态做评估，结合数据图谱和评价模型等技术对继电保护装置的健康状况、超期服役状况、运行风险等进行自动化评估，保障其运行状态健康，本着资源有效利用，人员效率提高，基于状态评估结果提供的决策依据，最终达成继电保护装置“应换必换、应留必留”。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种继电保护装置运行健康状态的评价方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，包括以下依次进行的步骤：

1)获取继电保护装置的各评价状态量；

2)将步骤1)得到的各评价状态量分类为7类属性；

3)将步骤2)得到的7类属性进行权重分配；

4)将步骤3)权重分配后的7类属性中的每一类进行评价打分；

5)计算继电保护装置的最终评价得分；

6)依据继电保护装置的最终评价得分向设备管理部门发出风险预警。

优选的，步骤1)具体为：在继电保护装置的运行周期内，继电保护装置的故障率高与故障性质严重则继电保护装置的可靠性差；

在评价周期内，同型号继电保护装置的平均故障率高与故障性质严重则同型号继电保护装置的整体可靠性差；

在运行周期内，巡视继电保护装置发现的异常数据越多则继电保护装置的可靠性越差；

继电保护装置的各类技术资料完整度情况，包括说明书、定值单、图纸以及作业指导书共四类；

通过被评继电保护装置的累计运行时间与继电保护装置设计运行年限的相对老化程度；

存在家族性缺陷应及时消除；

继电保护装置本体的反事故措施应按规定及时消除。

优选的，步骤2)具体为：7类属性包括设备运行可靠性、同型号设备可靠性、设备巡视情况、技术资料完整度、设备运行年限、家族性缺陷整改情况以及反事故措施整改情况。

优选的，步骤3)具体为：将7类属性分为3个权位，分别为可靠性状态量、影响型状态量以及改进型状态量；

在可靠性状态量中，设备运行可靠性和同型号设备可靠性按照7:3权重分配，总分值为100分；

在影响型状态量中，设备巡视情况和技术资料完整度按照8:2权重分配，总分值为100分；

在改进型状态量中，设备运行年限、家族性缺陷整改情况和反事故措施整改情况按照3:4:3权重分配，总分值为3分。

优选的，步骤4)具体为：7类属性中的每一类的评价打分方法如下：

(4.1)设备运行可靠性的评分分值的计算公式如下：

Ka1＝Max(0,R1-15×Q1-20×Q2-30×Q3)；

Q1—例行巡视异常项目数量；

Q2—定期工作数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

Q3—特殊巡视数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

R1为权重分配后的设备运行可靠性的满分分值；

(4.2)同型号设备可靠性，根据同型号继电保护装置的缺陷类型划分，按照一般、严重、危急缺陷的不同权值加权统计，同型号继电保护装置的平均缺陷率μ的计算公式如下：

μ＝(A₁×W₁+A₂×W₂+A₃×W₃)/Ns；

W₁—一般缺陷次数，A₁缺陷权重因子为1；

W₂—严重缺陷次数，A₂缺陷权重因子为2；

W₃—危急缺陷次数，A₃缺陷权重因子为5；

Ns—全网该型号继电保护装置的数量；

同型号设备可靠性的评分分值的计算公式：Ka2＝Max[30×(1-μ),0]；

(4.3)设备巡视情况的评分分值的计算公式如下：

Kb1＝Max(0,R3-2×P1-2×P2-2×P3)；

P1—例行巡视异常项目数量；

P2—定期工作数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

P3—特殊巡视数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

R3为权重分配后的设备巡视情况的满分分值；

(4.4)技术资料完整度，根据继电保护装置的各类技术资料完整度来评价，说明书、定值单、图纸以及作业指导书共四类，缺少一类扣5分，技术资料完整度的评分分值的计算公式如下：

Kb2＝20-i×5；

i为缺少资料类型数量；

(4.5)设备运行年限的评分分值的计算规则如下：

设备运行年限不大于12年得1分；

设备运行年限为13年得0.7分；

设备运行年限为14年得0.65分；

设备运行年限为15年得0.6分；

设备运行年限大于15年得0分；

(4.6)家族性缺陷整改情况的评分分值的计算规则如下：

存在严重家族性缺陷得0.6分；

存在疑似家族性缺陷得0.8分；

无家族性缺陷或家族性缺陷消除得1分；

(4.7)反事故措施整改情况的评分分值的计算规则如下：

存在直接影响继电保护装置安全运行的反事故措施问题得0.6分；

存在一般反事故措施问题得0.8分；

无反事故措施问题或者完成反事故措施整改得1分。

优选的，将Ka1与Ka2加和成一个分值后，7个分类属性共得到6个相应的分值，然后将6个相应的分值制成六边形的六维属性图进行展示，且制备该继电保护装置的生命周期时间线图。

优选的，步骤5)具体为：可靠性状态量的评分为A，A＝Ka1+Ka2；

影响型状态量的评分为B，B＝Kb1+Kb2；

改进型状态量的评分为C，C＝0.3×设备运行年限的评分分值+0.4×家族性缺陷整改情况的评分分值+0.3×反事故措施整改情况的评分分值；

继电保护装置的最终评价得分的计算公式如下：

最终评价得分分值＝100-(100-(A×I1+B×I2)×C)×K；

I1、I2为权重因子，I1为0.7，I2为0.3；

K为修正因子，根据继电保护装置的电压等级和变电站重要程度进行修正，500kV继电保护装置的K＝1.2，220kV继电保护装置的K＝1，110kV继电保护装置的K＝0.8。

优选的，步骤6)具体为：将最终评价得分分值以表盘样式进行展示，不同阶段分值在表盘上以不同的颜色区分；

且根据继电保护装置的最终评价得分向设备管理部门发出正常、注意、异常告警或严重告警，其中，86～100分为正常，71～85分为注意，61～70分为异常告警，0～60分为严重告警。

本发明的有益效果为：

(1)本申请依据继电保护装置的最终评价得分对设备管理部门发出风险预警，有效地掌控继电保护装置的保护状态，为继电保护装置的定检、改造更换、超期服役风险评估等提供了决策依据。

(2)在电网实际应用中，本发明可以对每一台继电保护装置建立全过程数据画像，实现继电保护装置的全生命周期巡检轨迹追踪和评估，为继电保护装置的检修、改造更换提供了支持和依据。

(3)利用本发明在数字空间构建继电保护装置的数字画像，评估继电保护装置的运行状态，有效提高了继电保护装置的安全稳定运行水平，同时减少了人工评估分析判断的工作量和出错率。

(4)利用本发明可以有效地提高资源利用率，提高运维检修人员的工作效率，使得运维检修的目的性更强以及专业性更高。

(5)本发明的方法与系统可以衍生出综合评价的作业风险预警，技术资料管理等一系列提升精益化管理的方案功能。

附图说明

图1为本发明提供的一种继电保护装置运行健康状态的评价方法的流程图；

图2为实施例1中的继电保护装置的最终评价得分、六维属性图、生命周期时间线图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供了一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，包括以下依次进行的步骤：

1)获取继电保护装置的各评价状态量；

2)将步骤1)得到的各评价状态量分类为7类属性；

3)将步骤2)得到的7类属性进行权重分配；

4)将步骤3)权重分配后的7类属性中的每一类进行评价打分；

5)计算继电保护装置的最终评价得分；

6)依据继电保护装置的最终评价得分向设备管理部门发出风险预警。

在本申请的一个实施例中，步骤1)具体为：在继电保护装置的运行周期内，继电保护装置的故障率高与故障性质严重则继电保护装置的可靠性差；

在评价周期内，同型号继电保护装置的平均故障率高与故障性质严重则同型号继电保护装置的整体可靠性差；

在运行周期内，巡视继电保护装置发现的异常数据越多则继电保护装置的可靠性越差；

继电保护装置的各类技术资料完整度情况，包括说明书、定值单、图纸以及作业指导书共四类；

通过被评继电保护装置的累计运行时间与继电保护装置设计运行年限的相对老化程度；

存在家族性缺陷应及时消除；

继电保护装置本体的反事故措施应按规定及时消除。

在本申请的一个实施例中，步骤2)具体为：7类属性包括设备运行可靠性、同型号设备可靠性、设备巡视情况、技术资料完整度、设备运行年限、家族性缺陷整改情况以及反事故措施整改情况。

在本申请的一个实施例中，步骤3)具体为：将7类属性分为3个权位，分别为可靠性状态量、影响型状态量以及改进型状态量；

在可靠性状态量中，设备运行可靠性和同型号设备可靠性按照7:3权重分配，总分值为100分；

在影响型状态量中，设备巡视情况和技术资料完整度按照8:2权重分配，总分值为100分；

在改进型状态量中，设备运行年限、家族性缺陷整改情况和反事故措施整改情况按照3:4:3权重分配，总分值为3分。

在本申请的一个实施例中，步骤4)具体为：7类属性中的每一类的评价打分方法如下：

(4.1)设备运行可靠性的评分分值的计算公式如下：

Ka1＝Max(0,R1-15×Q1-20×Q2-30×Q3)；

Q1—例行巡视异常项目数量；

Q2—定期工作数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

Q3—特殊巡视数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

R1为权重分配后的设备运行可靠性的满分分值；

(4.2)同型号设备可靠性，根据同型号继电保护装置的缺陷类型划分，按照一般、严重、危急缺陷的不同权值加权统计，同型号继电保护装置的平均缺陷率μ的计算公式如下：

μ＝(A₁×W₁+A₂×W₂+A₃×W₃)/Ns；

W₁—一般缺陷次数，A₁缺陷权重因子为1；

W₂—严重缺陷次数，A₂缺陷权重因子为2；

W₃—危急缺陷次数，A₃缺陷权重因子为5；

Ns—全网该型号继电保护装置的数量；

同型号设备可靠性的评分分值的计算公式：Ka2＝Max[30×(1-μ),0]；

(4.3)设备巡视情况的评分分值的计算公式如下：

Kb1＝Max(0,R3-2×P1-2×P2-2×P3)；

P1—例行巡视异常项目数量；

P2—定期工作数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

P3—特殊巡视数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

R3为权重分配后的设备巡视情况的满分分值；

(4.4)技术资料完整度，根据继电保护装置的各类技术资料完整度来评价，说明书、定值单、图纸以及作业指导书共四类，缺少一类扣5分，技术资料完整度的评分分值的计算公式如下：

Kb2＝20-i×5；

i为缺少资料类型数量；

(4.5)设备运行年限的评分分值的计算规则如下：

设备运行年限不大于12年得1分；

设备运行年限为13年得0.7分；

设备运行年限为14年得0.65分；

设备运行年限为15年得0.6分；

设备运行年限大于15年得0分；

(4.6)家族性缺陷整改情况的评分分值的计算规则如下：

存在严重家族性缺陷得0.6分；

存在疑似家族性缺陷得0.8分；

无家族性缺陷或家族性缺陷消除得1分；

(4.7)反事故措施整改情况的评分分值的计算规则如下：

存在直接影响继电保护装置安全运行的反事故措施问题得0.6分；

存在一般反事故措施问题得0.8分；

无反事故措施问题或者完成反事故措施整改得1分。

在本申请的一个实施例中，将Ka1与Ka2加和成一个分值后，7个分类属性共得到6个相应的分值，然后将6个相应的分值制成六边形的六维属性图进行展示，且制备该继电保护装置的生命周期时间线图。

在本申请的一个实施例中，步骤5)具体为：可靠性状态量的评分为A，A＝Ka1+Ka2；

影响型状态量的评分为B，B＝Kb1+Kb2；

改进型状态量的评分为C，C＝0.3×设备运行年限的评分分值+0.4×家族性缺陷整改情况的评分分值+0.3×反事故措施整改情况的评分分值；

继电保护装置的最终评价得分的计算公式如下：

最终评价得分分值＝100-(100-(A×I1+B×I2)×C)×K；

I1、I2为权重因子，I1为0.7，I2为0.3；

K为修正因子，根据继电保护装置的电压等级和变电站重要程度进行修正，500kV继电保护装置的K＝1.2，220kV继电保护装置的K＝1，110kV继电保护装置的K＝0.8。

在本申请的一个实施例中，步骤6)具体为：将最终评价得分分值以表盘样式进行展示，不同阶段分值在表盘上以不同的颜色区分；

且根据继电保护装置的最终评价得分向设备管理部门发出正常、注意、异常告警或严重告警，其中，86～100分为正常，71～85分为注意，61～70分为异常告警，0～60分为严重告警。

本发明还提供了一种继电保护装置运行健康状态的评价系统，包括以下模块：

(1)台账管理模块：系统的基础模块，提供继电保护装置的各类基础信息属性；

可以将按照规范制作好的excel表格直接导入台账系统；

台账属性包括厂站名称，屏柜名称，电压等级，一次继电保护装置名称，继电保护装置名称，身份识别码，继电保护装置类型，继电保护装置名称，继电保护装置专责，继电保护装置套别，继电保护装置型号，生产厂家，软件版本，校验码，揉匀日期，上次检验日期等；

(2)技术资料管理模块：提供说明书、定值单、图纸、作业指导书的分类管理，依据台账关联到继电保护装置；

通过导入台账，找到对应继电保护装置，来录入分类的相关技术资料，实现了继电保护装置的资料关联，便于检索；

同时提供了技术资料的现行和历史版本管理；

(3)反事故措施管理模块：反事故措施技改流程化，对需要反事故措施技改的继电保护装置进行自动化生成反事故措施任务下发到各附属单位，下级单位提交反事故措施执行情况后，自动评估反事故措施执行的完整性和及时性；

根据台账属性，下发反事故措施任务时，可以筛选型号，类型等关键属性，从而批量选择继电保护装置，达到统一下发，关联继电保护装置，流程闭环；

(4)定检管理模块：依据台账自动生成继电保护装置应检列表，对各单位提报的年度工作计划、月度工作计划与继电保护装置应检列表进行对比分析，对不一致情况给出预警或告警；

对于超期未检的继电保护装置进行智能甄别和告警，自动形成超期未检的继电保护装置清单；

(5)缺陷管理模块：根据反事故措施、标准化作业等信息，收集继电保护装置的缺陷、异常等各类事件信息，自动关联到继电保护装置下，形成继电保护装置的生命周期的事件记录；

(6)生命周期管理模块：根据以上各模块的信息，自动依据继电保护全生命周期状态自动评估方法，得出继电保护装置的状态评估得分，形成图表展示，发出告警。

本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种继电保护装置运行健康状态的评价方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

例如对某500kV厂站5023开关保护，2017年4月投运，资料缺少一点厂家图纸，巡视时发现了一些正常通讯告警，录入了系统内，无异常无缺陷，完成了反事故措施整改，系统自动评价如下：

A.可靠性状态量

经计算，A＝70+30＝100分。

B.影响型状态量

经计算，B＝80+19＝99分。

C.改进型状态量

经计算，C＝0.3×1+0.4×1+0.3×1＝1分。

根据最后继电保护装置评价得分公式：

最终评价得分分值＝100-(100-(A×I1+B×I2)×C)×K；

I1取0.7，I2取0.3；500kV继电保护装置：K＝1.2；

最终评价得分分值＝100-(100-(A×I1+B×I2)×C)×K＝100-(100-(100×0.7+99×0.3)×1)×1.2＝99.64；

该继电保护装置的最终评价得分分值为99.64分，属于86～100分区间，向设备管理部门提示继电保护装置的运行状态为正常。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：

1)获取继电保护装置的各评价状态量；

2)将步骤1)得到的各评价状态量分类为7类属性；

3)将步骤2)得到的7类属性进行权重分配；

4)将步骤3)权重分配后的7类属性中的每一类进行评价打分；

5)计算继电保护装置的最终评价得分；

6)依据继电保护装置的最终评价得分向设备管理部门发出风险预警。

2.根据权利要求1所述的一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，其特征在于，步骤1)具体为：在继电保护装置的运行周期内，继电保护装置的故障率高与故障性质严重则继电保护装置的可靠性差；

在评价周期内，同型号继电保护装置的平均故障率高与故障性质严重则同型号继电保护装置的整体可靠性差；

在运行周期内，巡视继电保护装置发现的异常数据越多则继电保护装置的可靠性越差；

继电保护装置的各类技术资料完整度情况，包括说明书、定值单、图纸以及作业指导书共四类；

通过被评继电保护装置的累计运行时间与继电保护装置设计运行年限的相对老化程度；

存在家族性缺陷应及时消除；

继电保护装置本体的反事故措施应按规定及时消除。

3.根据权利要求2所述的一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，其特征在于，步骤2)具体为：7类属性包括设备运行可靠性、同型号设备可靠性、设备巡视情况、技术资料完整度、设备运行年限、家族性缺陷整改情况以及反事故措施整改情况。

4.根据权利要求3所述的一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，其特征在于，步骤3)具体为：将7类属性分为3个权位，分别为可靠性状态量、影响型状态量以及改进型状态量；

在可靠性状态量中，设备运行可靠性和同型号设备可靠性按照7:3权重分配，总分值为100分；

在影响型状态量中，设备巡视情况和技术资料完整度按照8:2权重分配，总分值为100分；

在改进型状态量中，设备运行年限、家族性缺陷整改情况和反事故措施整改情况按照3:4:3权重分配，总分值为3分。

5.根据权利要求4所述的一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，其特征在于，步骤4)具体为：7类属性中的每一类的评价打分方法如下：

(4.1)设备运行可靠性的评分分值的计算公式如下：

Ka1＝Max(0,R1-15×Q1-20×Q2-30×Q3)；

Q1—例行巡视异常项目数量；

Q2—定期工作数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

Q3—特殊巡视数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

R1为权重分配后的设备运行可靠性的满分分值；

(4.2)同型号设备可靠性，根据同型号继电保护装置的缺陷类型划分，按照一般、严重、危急缺陷的不同权值加权统计，同型号继电保护装置的平均缺陷率μ的计算公式如下：

μ＝(A₁×W₁+A₂×W₂+A₃×W₃)/Ns；

W₁—一般缺陷次数，A₁缺陷权重因子为1；

W₂—严重缺陷次数，A₂缺陷权重因子为2；

W₃—危急缺陷次数，A₃缺陷权重因子为5；

Ns—全网该型号继电保护装置的数量；

同型号设备可靠性的评分分值的计算公式：Ka2＝Max[30×(1-μ),0]；

(4.3)设备巡视情况的评分分值的计算公式如下：

Kb1＝Max(0,R3-2×P1-2×P2-2×P3)；

P1—例行巡视异常项目数量；

P2—定期工作数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

P3—特殊巡视数据异常数量(超出设置的正常数据范围)；

R3为权重分配后的设备巡视情况的满分分值；

(4.4)技术资料完整度，根据继电保护装置的各类技术资料完整度来评价，说明书、定值单、图纸以及作业指导书共四类，缺少一类扣5分，技术资料完整度的评分分值的计算公式如下：

Kb2＝20-i×5；

i为缺少资料类型数量；

(4.5)设备运行年限的评分分值的计算规则如下：

设备运行年限不大于12年得1分；

设备运行年限为13年得0.7分；

设备运行年限为14年得0.65分；

设备运行年限为15年得0.6分；

设备运行年限大于15年得0分；

(4.6)家族性缺陷整改情况的评分分值的计算规则如下：

存在严重家族性缺陷得0.6分；

存在疑似家族性缺陷得0.8分；

无家族性缺陷或家族性缺陷消除得1分；

(4.7)反事故措施整改情况的评分分值的计算规则如下：

存在直接影响继电保护装置安全运行的反事故措施问题得0.6分；

存在一般反事故措施问题得0.8分；

无反事故措施问题或者完成反事故措施整改得1分。

6.根据权利要求5所述的一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，其特征在于，将Ka1与Ka2加和成一个分值后，7个分类属性共得到6个相应的分值，然后将6个相应的分值制成六边形的六维属性图进行展示，且制备该继电保护装置的生命周期时间线图。

7.根据权利要求5所述的一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，其特征在于，步骤5)具体为：可靠性状态量的评分为A，A＝Ka1+Ka2；

影响型状态量的评分为B，B＝Kb1+Kb2；

改进型状态量的评分为C，C＝0.3×设备运行年限的评分分值+0.4×家族性缺陷整改情况的评分分值+0.3×反事故措施整改情况的评分分值；

继电保护装置的最终评价得分的计算公式如下：

最终评价得分分值＝100-(100-(A×I1+B×I2)×C)×K；

I1、I2为权重因子，I1为0.7，I2为0.3；

K为修正因子，根据继电保护装置的电压等级和变电站重要程度进行修正，500kV继电保护装置的K＝1.2，220kV继电保护装置的K＝1，110kV继电保护装置的K＝0.8。

8.根据权利要求7所述的一种继电保护装置运行健康状态的评价方法，其特征在于，步骤6)具体为：将最终评价得分分值以表盘样式进行展示，不同阶段分值在表盘上以不同的颜色区分；

且根据继电保护装置的最终评价得分向设备管理部门发出正常、注意、异常告警或严重告警，其中，86～100分为正常，71～85分为注意，61～70分为异常告警，0～60分为严重告警。

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