電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱藏故障診斷方法研究

【摘 要】分析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱藏故障的診斷方法，可以提高繼電保護(hù)的可靠性和穩(wěn)定性，對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行具有重要的意義。本文主要闡述電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱藏故障的概念、特征和原因，主要研究基于繼電保護(hù)測(cè)量值相關(guān)性原理的繼電保護(hù)隱藏故障診斷方法。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；隱藏故障；診斷；研究

繼電保護(hù)的基本任務(wù)是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)提示值班人員及時(shí)處理，消除事故隱患。電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求是具有快速性、選擇性、靈敏性和可靠性。研究電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱藏故障的診斷方法，可以提高繼電保護(hù)的可靠性和穩(wěn)定性，對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行具有重要的意義。

1繼電保護(hù)隱藏故障的概念

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)隱藏故障是指在正常運(yùn)行時(shí)繼電保護(hù)的故障現(xiàn)象并不是很明顯，也沒有故障信號(hào)的告警，一般很難被發(fā)現(xiàn)，但是，若電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者事故時(shí)，由于繼電保護(hù)系統(tǒng)存在隱藏故障，可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能正確地切除故障或者事故的電路元件，造成事故擴(kuò)大。繼電保護(hù)的隱藏故障是保護(hù)裝置的永久缺陷，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，否則會(huì)嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2繼電保護(hù)隱藏故障的特征

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的硬件裝置和軟件系統(tǒng)都可能存在隱藏故障，例如硬件裝置CT、PT、各類繼電器、信號(hào)電纜等；軟件系統(tǒng)中的參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、程序運(yùn)行混亂等。由于隱形故障的存在，保護(hù)裝置可能拒動(dòng)，造成電力系統(tǒng)事故擴(kuò)大。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，隱藏故障也可能會(huì)造成誤發(fā)告警信號(hào)或者繼電保護(hù)系統(tǒng)在正常工況下的誤動(dòng)。所以說，繼電保護(hù)隱藏故障具有隱蔽性，隨時(shí)威脅電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

3繼電保護(hù)隱藏故障的原因

隱藏故障主要存在繼電保護(hù)系統(tǒng)的硬件裝置和軟件系統(tǒng)，所以，主要原因分為兩類：

3.1繼電保護(hù)軟件系統(tǒng)的原因。電力系統(tǒng)軟件系統(tǒng)一般在安裝時(shí)經(jīng)過調(diào)試都在正常參數(shù)下運(yùn)行，但是如果繼電保護(hù)裝置的整定值存在調(diào)整錯(cuò)誤或者軟件系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，由于各種原因造成軟件系統(tǒng)運(yùn)行混亂，不能正確地反映電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，就會(huì)影響到繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。

3.2繼電保護(hù)硬件裝置的原因。主要是由于繼電保護(hù)的設(shè)備和保護(hù)元件故障導(dǎo)致的隱藏故障，例如：CT、PT年久失修絕緣老化，出現(xiàn)輕微放電和絕緣降低等故障；繼電器觸點(diǎn)粘連；保護(hù)測(cè)量裝置存在漂移現(xiàn)象等。這些故障在平時(shí)的檢查中很難被發(fā)現(xiàn)，只有通過定期檢修和測(cè)試才能被發(fā)現(xiàn)。

4繼電保護(hù)隱藏故障的診斷方法

根據(jù)繼電保護(hù)的工作原理，利用保護(hù)裝置的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性對(duì)保護(hù)系統(tǒng)隱藏故障進(jìn)行診斷，通過保護(hù)裝置的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性測(cè)量的數(shù)據(jù)，分析出保護(hù)裝置是否存在異常情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置隱藏故障的具體診斷。

4.1基于保護(hù)測(cè)量值相關(guān)性的動(dòng)態(tài)隱藏故障監(jiān)測(cè)方法

4.1.1基于保護(hù)測(cè)量值相關(guān)性的保護(hù)動(dòng)態(tài)測(cè)量環(huán)節(jié)的隱藏故障診斷方法

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)中，電氣接線中相鄰元件間的保護(hù)裝置在功能上是互相補(bǔ)充的，各保護(hù)裝置根據(jù)自身獲取的測(cè)量值信息做出邏輯判斷，根據(jù)自身獲取故障信息的差異，從而做出不同的動(dòng)作結(jié)果，保證了保護(hù)動(dòng)作的選擇性。

4.1.2保護(hù)啟動(dòng)時(shí)測(cè)量值的相關(guān)性原理

對(duì)于同一故障信息，線路保護(hù)裝置的測(cè)量值之間具有相關(guān)性，這種相關(guān)性與繼電保護(hù)裝置的保護(hù)原理有關(guān)，也與不同保護(hù)裝置之間的電路結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此它能夠?qū)ΡＷo(hù)的隱藏故障進(jìn)行診斷。

4.1.3保護(hù)起動(dòng)時(shí)計(jì)算測(cè)量環(huán)節(jié)的隱藏故障分析

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的計(jì)算測(cè)量環(huán)節(jié)是指將繼電保護(hù)裝置所采集的各類故障數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析處理，這些數(shù)據(jù)所涉及的元件是繼電保護(hù)裝置中的測(cè)量計(jì)算元件以及測(cè)量回路等，重點(diǎn)對(duì)這些元件進(jìn)行測(cè)量可以避免出現(xiàn)隱藏故障，保證繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行。

4.2基于保護(hù)測(cè)量值相關(guān)性的靜態(tài)隱藏故障監(jiān)測(cè)方法

4.2.1靜態(tài)隱藏故障監(jiān)測(cè)方法

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置輸入的數(shù)據(jù)采樣值具有很強(qiáng)的相關(guān)性，應(yīng)用繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)的相關(guān)性可以分析出保護(hù)裝置是否存在隱藏故障。保護(hù)測(cè)量值相關(guān)性的靜態(tài)隱藏故障測(cè)量方法，要求在測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，必須是同步實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以確保保護(hù)定值和各類輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4.2.2繼電保護(hù)裝置測(cè)量回路的隱藏故障分析

繼電保護(hù)裝置的測(cè)量回路一般由CT、PT、電纜、變送器、端線、采樣保持電路、模擬低通濾波器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路和多路模擬開關(guān)等組成。任何一個(gè)元件出現(xiàn)故障，都可以使繼電保護(hù)裝置不能正確獲取電網(wǎng)運(yùn)行信息，引起繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷，導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)。

4.3不同地點(diǎn)繼電保護(hù)測(cè)量值的相關(guān)性

電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，如果電網(wǎng)出現(xiàn)任何擾動(dòng)，繼電保護(hù)裝置不能正常啟動(dòng)，說明繼電保護(hù)裝置只計(jì)算電氣設(shè)備的電流、電壓的數(shù)值以及相位，不進(jìn)行任何電氣量的計(jì)算。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象時(shí)，這些隱藏故障將被激活，容易導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)現(xiàn)象，為了避免此類故障的發(fā)生，應(yīng)注意對(duì)此類隱藏故障的監(jiān)測(cè)。

5結(jié)束語

綜上所述，通過分析繼電保護(hù)裝置的靜態(tài)特性，提出針對(duì)保護(hù)裝置測(cè)量回路異常的診斷判據(jù)及診斷方法。在分析保護(hù)動(dòng)態(tài)特性的基礎(chǔ)上，提出保護(hù)啟動(dòng)時(shí)計(jì)算測(cè)量環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)隱藏故障診斷判據(jù)。分析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱藏故障的原因，結(jié)合繼電保護(hù)工作特性與保護(hù)整定值的分支系數(shù)是否合理分別展開對(duì)繼電保護(hù)隱藏故障的探討。通過研究電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱藏故障的診斷方法，可以有效地提高繼電保護(hù)故障的處理能力，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：

張光磊，男，（1978.6.30— ），大學(xué)本科學(xué)歷，工程師職稱，工作單位：黑龍江省電力有限公司牡丹江水力發(fā)電總廠，職務(wù)：值長(zhǎng)，研究方向：水電廠運(yùn)行管理。