(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211214623.X (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510600 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 申请人 广东电网有限责任公司肇庆供电局 (72)发明人 王维权　张良　杨喆　郭权文　 陈勇坚　袁国治　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 李伟贤 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06K 9/62(2022.01)G06F 17/16(2006.01) G06F 17/10(2006.01) (54)发明名称 一种继电保护系统可靠性分析方法及相关 装置 (57)摘要 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。 权利要求书3页 说明书14页 附图5页 CN 115423362 A 2022.12.02 CN 115423362 A 1.一种继电保护系统可靠性分析 方法， 其特 征在于， 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。 2.根据权利要求1所述的继电保护系统可靠性分析方法， 其特征在于， 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， λn表示第n个元件的失效率， MT TF表示元件的平均无故障时间。 3.根据权利要求1所述的继电保护系统可靠性分析方法， 其特征在于， 所述线路保护系 统的系统失效率的计算公式为： 式中， λpi表示线路保护中保测合智四合一装置硬件i的工作失效率， Ni表示不考虑冗余 情况下硬件i的数量。 4.根据权利要求1所述的继电保护系统可靠性分析方法， 其特征在于， 所述母线保护系 统的系统失效率的计算公式为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115423362 A 2式中， λpj为基于保测合智四合一装置的母线保护中保测合智四合一装置或合智一体装 置的各硬件工作失效率， Nj分别为保测合智四合一装置和合智一体装置中各硬件的数量； λpk分别表示母线保护过程层网络中交换机和光纤的失效率， Nk为元件k的数量， λpl分别表示 母线保护中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板五种元件的失效率， Nl表示元件l的数量。 5.根据权利要求1所述的继电保护系统可靠性分析方法， 其特征在于， 所述马尔可夫状 态转移矩阵为： 矩阵P和矩阵A有如下关系： 式中， λ为所述系统失效率， f为所述定期检修频率， r为所述检修修复率， s为所述检修 人员应急效率， pm为所述线路保护系统和所述母线保护系统分别处于状态 m的概率， m∈[1, 2,3]。 6.一种继电保护系统可靠性分析系统， 其特 征在于， 包括： 第一构建单元， 用于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； 第二构建单元， 用于根据所述信 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； 第一计算单元， 用于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； 第二计算单元， 用于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； 分析单元， 用于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。 7.根据权利要求6所述的继电保护系统可靠性分析系统， 其特征在于， 所述线路保护系 统的系统失效率的计算公式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115423362 A 3