繼電保護(hù)隱藏故障監(jiān)測及風(fēng)險探究

杜曉蕾

蘭州西固熱電有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730060

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)的安全運(yùn)行也越來越重要。繼電保護(hù)是確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保護(hù)裝置，其出現(xiàn)故障會對電力系統(tǒng)造成很大的影響。繼電保護(hù)隱藏故障是繼電保護(hù)故障中很多故障的一種，但是，電力系統(tǒng)故障導(dǎo)致停電的現(xiàn)象大部分都是由繼電保護(hù)隱藏故障造成的，繼電保護(hù)隱藏故障是威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要隱患之一。由此可見，繼電保護(hù)的隱藏故障對電力系統(tǒng)造成的影響是很大的，所以，對繼電保護(hù)隱藏故障的監(jiān)測就顯得更為重要。

1 繼電保護(hù)隱藏故障的概述

繼電保護(hù)主要是指在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或是出現(xiàn)異常情況的時候?qū)ζ溥M(jìn)行檢測，并根據(jù)相應(yīng)的檢測情況發(fā)出報警信號或是直接進(jìn)行處理的一種電力保護(hù)措施。繼電保護(hù)的主要作用就是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)自然的、人為的或是設(shè)備故障等故障的時候能夠及時、準(zhǔn)確的將故障切斷，以保護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，最大限度的降低損失。繼電保護(hù)系統(tǒng)主要包括有繼電保護(hù)裝置、通訊通道、電壓電流互感器以及斷路器，其中任何一個部分出現(xiàn)故障都會造成繼電保護(hù)系統(tǒng)的故障。繼電保護(hù)系統(tǒng)隱藏故障主要是指繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部元件存在著的一種永久缺陷，這種缺陷在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下是不會對系統(tǒng)造成影響的，而在系統(tǒng)不正常運(yùn)行的狀態(tài)下這種缺陷就會表現(xiàn)出來，并導(dǎo)致一連串的故障發(fā)生，最為直接的后果就是導(dǎo)致被保護(hù)的元件出現(xiàn)錯誤斷開的情況。雖然繼電保護(hù)隱藏故障造成大面積停電的機(jī)率很小，但是其危害卻是極大的，這樣的事故一旦發(fā)生就會引起一連串的連鎖反應(yīng)，甚至可能使電網(wǎng)崩潰。

2 繼電保護(hù)隱藏故障的監(jiān)測

由于繼電保護(hù)的隱藏故障在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下是不會表現(xiàn)不來的，而只有在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)不正常的時候還會顯現(xiàn)，也就是說，繼電保護(hù)隱藏故障只有在系統(tǒng)運(yùn)行的時候才會顯露出來，所以，檢測繼電保護(hù)的隱藏故障采用傳統(tǒng)的離線檢測方式是不適合的。由此可見，對繼電保護(hù)隱藏故障的監(jiān)測需要的是在線監(jiān)控系統(tǒng)，可是目前并沒有專門的監(jiān)控系統(tǒng)對繼電保護(hù)隱藏故障進(jìn)行保護(hù)，而只能依靠微機(jī)保護(hù)中的自檢功能來保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。早在1996 年，一些國際著名的保護(hù)權(quán)威專家就指出致使電網(wǎng)發(fā)生聯(lián)鎖故障的最主要原因之一就是保護(hù)裝置與系統(tǒng)中的隱藏故障，并進(jìn)行了詳細(xì)的研究，針對繼電保護(hù)隱藏故障提出了監(jiān)測和控制的技術(shù)方案。該系統(tǒng)主要是為了對電網(wǎng)中存在高脆弱性指數(shù)的保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)測與控制，系統(tǒng)首先會對輸入繼電器內(nèi)部的信號進(jìn)行分析診斷，事實(shí)上就是對該保護(hù)的算法與功能進(jìn)行復(fù)制，最后將系統(tǒng)的輸出結(jié)果和處于運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置的輸出結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的邏輯關(guān)系的對比分析，兩者的輸出結(jié)果若是相同，那么就會允許執(zhí)行保護(hù)跳閘命令；而若是兩者的輸出結(jié)果不同，那么跳閘命令就會被禁止執(zhí)行，這時，該系統(tǒng)就相當(dāng)于起到了閉鎖的作用。但是從二十世紀(jì)九十年代至今，微機(jī)保護(hù)裝置自身的軟、硬件技術(shù)和變電站的綜合自動化成為了繼電保護(hù)技術(shù)與變電站自動化發(fā)展中的重點(diǎn)，而對繼電保護(hù)隱藏故障的監(jiān)測與控制方面的研究卻處于停滯狀態(tài)。從而也就形成了目前仍然是采用微機(jī)保護(hù)的自檢功能來確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行的現(xiàn)狀。

3 繼電保護(hù)隱藏故障的風(fēng)險

從對繼電保護(hù)隱藏故障的分析中我們就能看出，繼電保護(hù)隱藏故障和常規(guī)故障之間的區(qū)別就在于隱藏故障不會立刻引發(fā)系統(tǒng)故障，而是要在系統(tǒng)處于不正常運(yùn)行的情況下才會出現(xiàn)，這也是繼電保護(hù)隱藏故障最危險的一點(diǎn)。繼電保護(hù)隱藏故障的發(fā)生機(jī)制主要是在電力系統(tǒng)故障時或是故障后瞬間的非正常狀態(tài)之下，但是初次之外，電力系統(tǒng)中的任何一個元件都可能出現(xiàn)隱藏故障。相關(guān)資料表明，電網(wǎng)中出現(xiàn)大規(guī)模的擾動事件有四分之三都和繼電保護(hù)中的隱藏故障有關(guān)，而它們也存在著一個顯著的特點(diǎn)就是：所存在的缺陷與隱患是不能被檢測出來的，只有在相鄰的事故發(fā)生后才會表現(xiàn)出來，并使事故進(jìn)一步惡化。

繼電保護(hù)隱藏故障發(fā)生的位置不同，其對電力系統(tǒng)所造成的危害程度也不相同，其主要是取決于隱藏故障的發(fā)生位置。為了對隱藏故障的風(fēng)險進(jìn)行評估，有的學(xué)者就提出了應(yīng)用風(fēng)險理論建立隱藏故障的風(fēng)險評估的方案。繼電保護(hù)隱藏故障風(fēng)險評估的基本思想就是利用隱藏故障的概率，根據(jù)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對建立的連鎖故障的模型進(jìn)行仿真計算，其主要是對繼電保護(hù)中所有隱藏的故障均進(jìn)行風(fēng)險評估，然后根據(jù)評估結(jié)果找出電力系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

4 結(jié)論

繼電保護(hù)的隱藏故障對電力系統(tǒng)的影響是非常大的，而且在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，隱藏故障是不能被發(fā)現(xiàn)的。因此，隱藏故障的監(jiān)測不僅重要而且是存在著一定難度的。在很早之前有研究者提出了隱藏故障的監(jiān)測與控制系統(tǒng)，但是在其后的電力自動化的研究中重點(diǎn)研究的則是微機(jī)保護(hù)自身的軟、硬件技術(shù)以及變電站的自動化技術(shù)，在隱藏故障的監(jiān)測與控制方面的研究一直處于停滯狀態(tài)。近年來，繼電保護(hù)的隱藏故障的監(jiān)測與控制的研究也逐漸的發(fā)展起來。

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