淺析繼電保護(hù)系統(tǒng)中的隱形故障

孫世賢

摘 要：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行管理之下沒有對系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響的故障屬于隱形故障，但一旦系統(tǒng)的運(yùn)行狀況出現(xiàn)問題，隱形故障就會發(fā)揮作用，使得系統(tǒng)不能正常運(yùn)行或者嚴(yán)重癱瘓，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行對于系統(tǒng)而言十分重要，但繼電保護(hù)系統(tǒng)時常會出現(xiàn)隱形故障，為系統(tǒng)埋下安全隱患，本文主要就繼電保護(hù)系統(tǒng)中的隱形故障進(jìn)行簡單地分析。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)系統(tǒng)；隱形故障；處理對策

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，但保護(hù)裝置長時間運(yùn)行必然會出現(xiàn)各種故障，這些故障有些為顯性有些為隱形。顯性故障能夠通過監(jiān)控系統(tǒng)觀察到，但隱形故障監(jiān)控系統(tǒng)卻難以及時的監(jiān)控，會為電力系統(tǒng)埋下安全隱患，因此，電力系統(tǒng)維護(hù)管理人員在實(shí)際的工作過程中必須要重視隱形故障的檢測分析，做好故障排查工作，為電力系統(tǒng)奠定良好的基礎(chǔ)。

一、繼電保護(hù)系統(tǒng)隱形故障的危害以及導(dǎo)致隱形故障出現(xiàn)的原因

繼電保護(hù)系統(tǒng)主要指快速切除電力系統(tǒng)故障的繼電保護(hù)裝置集合，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)第一道安全防線的系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置主要由測量、執(zhí)行以及邏輯3部分組成，如圖1所示，3部分相互配合，完成繼電保護(hù)動作。系統(tǒng)工作過程中，能夠共享電力系統(tǒng)各保護(hù)單元的系統(tǒng)故障信息以及運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)信息的分析，協(xié)調(diào)各部分的動作，最終保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。但繼電保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行之中，會出現(xiàn)各種故障，一般情況下主要可以分為隱形故障和顯性故障兩種。

與顯性故障存在明顯的區(qū)別，繼電保護(hù)系統(tǒng)的隱形故障在系統(tǒng)正常運(yùn)行時不會對系統(tǒng)產(chǎn)生任何的影響，但一旦系統(tǒng)中某一電氣設(shè)備出現(xiàn)質(zhì)量問題隱形故障就會顯現(xiàn)出來，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重時會導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓。因此，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，電力監(jiān)控系統(tǒng)無法及時的檢查到故障，電力繼電保護(hù)器的主要工作性質(zhì)就是提前感知系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為電力系統(tǒng)提供高效的保護(hù)措施，保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全，一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)隱形故障，會為整個系統(tǒng)埋下安全隱患。其次，繼電器出現(xiàn)隱形故障后，繼電保護(hù)裝置會逐漸被損傷，保護(hù)裝置的性能必然會受到影響，無法及時地感知電力系統(tǒng)中各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致部分設(shè)備出現(xiàn)比較嚴(yán)重的運(yùn)行極限問題，進(jìn)而影響到電容器的正常運(yùn)行，為廣大電力用戶帶來用電困難的問題。最后，電力系統(tǒng)主要通過繼電保護(hù)裝置保障整個電網(wǎng)的正常運(yùn)行，確保電網(wǎng)功能的順利發(fā)揮，隱藏故障會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)運(yùn)行障礙，將整個電網(wǎng)分割成為獨(dú)立的發(fā)電區(qū)，在一定程度上削弱了電網(wǎng)的能力，造成了電力資源的浪費(fèi)。

二、繼電保護(hù)裝置隱形故障的監(jiān)測及控制

（一）做好狀態(tài)檢修工作

狀態(tài)檢修對于繼電保護(hù)系統(tǒng)隱形故障的監(jiān)測控制十分重要。狀態(tài)檢修過程中，電力系統(tǒng)維護(hù)檢修人員必須要對繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行特點(diǎn)有充分的認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上開展工作。狀態(tài)檢修一般包括設(shè)備信息收集、狀態(tài)評價、風(fēng)險評估、設(shè)備檢修、績效評估等工作流程。傳統(tǒng)的故障檢修及定期檢修方法陪修率高、陪試率低，會增加電力部門的系統(tǒng)維護(hù)管理的成本，且頻繁地檢修反而會對設(shè)備帶來一些不必要的影響，因此，現(xiàn)階段越來越多的電力企業(yè)開始實(shí)施狀態(tài)檢修的管理模式。繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修是相對于技術(shù)層面的，技術(shù)人員需要結(jié)合自身的工作經(jīng)驗以及系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行情況等信息，判斷繼電保護(hù)裝置是否存在問題。如果設(shè)備存在危險狀態(tài)，需要隨時觀察設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析設(shè)備出現(xiàn)故障的可能性；如果設(shè)備的可靠性狀態(tài)下降，則需要根據(jù)狀態(tài)信息分析設(shè)備隱患可能的原因。如果狀態(tài)檢測結(jié)果表明僅有個別數(shù)據(jù)存在問題，需要根據(jù)設(shè)備資料是否完整、實(shí)驗數(shù)據(jù)是否正常判斷繼電保護(hù)裝置是否存在安全隱患。

（二）利用隱形故障監(jiān)測系統(tǒng)對繼電器進(jìn)行監(jiān)控

各種隱性故障的危害各不相同，他們的脆弱性區(qū)域存在很大的差別，脆弱性區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)出現(xiàn)非正常事件，隱形故障會暴露出來，導(dǎo)致系統(tǒng)不正常運(yùn)行或者癱瘓。繼電器隱形故障的脆弱性區(qū)域確定之后，還需要對各個區(qū)域的相對重要性進(jìn)行分析，一般情況下根據(jù)隱形故障影響的重要性劃分區(qū)域相對重要性，并用脆弱性指數(shù)進(jìn)行表示。繼電保護(hù)裝置監(jiān)測控制的重要任務(wù)之一就是分析隱形故障的脆弱性區(qū)域以及脆弱性指數(shù)。一般情況下，繼電保護(hù)裝置的脆弱性指數(shù)主要通過設(shè)備負(fù)載、電壓崩潰、暫態(tài)穩(wěn)定性等性能進(jìn)行描述。

通過分析隱形故障的脆弱性區(qū)域以及脆弱性指數(shù)，可以得知各種故障的危害性，進(jìn)而采取對應(yīng)的措施加以預(yù)防，減少故障發(fā)生率。隱形故障監(jiān)測系統(tǒng)能夠復(fù)制具有高脆弱性指數(shù)的繼電器的算法以及功能，接收到的信號與該繼電器接收到的信號相同。將隱形故障監(jiān)測系統(tǒng)的輸出與繼電器的輸出用一定的邏輯形式聯(lián)系起來，可以監(jiān)督繼電器的輸出，如果二者決策不同，不允許繼電器跳閘。比如過電流繼電器運(yùn)行過程中，可能出現(xiàn)的隱形故障之一就是繼電器方向性問題，此時，監(jiān)測控制系統(tǒng)同樣能夠接收到繼電器的極化及運(yùn)行信號，經(jīng)過方向計算后，將自身輸出與繼電器的輸出相串聯(lián)。繼電器系統(tǒng)監(jiān)測控制中，并不需要對系統(tǒng)所有的繼電器進(jìn)行監(jiān)控，只需要就那些可能對系統(tǒng)可靠性危害較大的線路及母線進(jìn)行鑒別，然后將相關(guān)的繼電器納入到數(shù)字裝置中進(jìn)行監(jiān)控即可。

通常情況下，繼電器隱形故障分析都是在離線狀態(tài)下進(jìn)行的，得到的所有的分析結(jié)構(gòu)都建立在可查詢表中，不需要考慮系統(tǒng)負(fù)荷以及操作變化等情況，大多數(shù)情況下，分析結(jié)果都是有效的。

（三）提高電力系統(tǒng)維修人員的專業(yè)素質(zhì)

做好檢修維護(hù)工作能夠有效地提高設(shè)備的運(yùn)行效率，降低隱形故障出現(xiàn)的概率，但是必須要保證不會因人為原因出現(xiàn)各種失誤。當(dāng)前部分電力企業(yè)的維護(hù)檢修人員的專業(yè)水平較低，在具體的設(shè)備檢修過程中可能會將隱形故障忽略，從而為電力系統(tǒng)埋下安全隱患。因此，為了能夠降低隱形故障發(fā)生概率，除了要做好上述工作之外，還需要提高檢修人員的專業(yè)水平。電力企業(yè)要定期開展專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)對繼電保護(hù)人員的教育，提高其工作能力，確保維修人員在較多時間內(nèi)能夠迅速查找出隱形故障脆弱區(qū)，保證電力系統(tǒng)的安全。

結(jié)語

繼電器隱形故障是不可避免、無法消除的，隱形故障可能會導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)大面積的癱瘓問題，實(shí)際的電力系統(tǒng)維護(hù)管理過程中必須要加強(qiáng)隱形故障的監(jiān)測控制。本文主要就繼電保護(hù)系統(tǒng)隱形故障的危害以及導(dǎo)致隱形故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行了簡單地分析，從狀態(tài)檢修以及隱形故障監(jiān)測系統(tǒng)就繼電器隱形故障的控制進(jìn)行了討論研究。除此之外，電力系統(tǒng)相關(guān)工作人員在系統(tǒng)運(yùn)行過程中還需要加強(qiáng)日常檢查，確保系統(tǒng)所有部位完好無損，全部的設(shè)備開關(guān)機(jī)指示燈都靈敏，接線端完好，從而保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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