電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障探討

朱毅

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)電力需求的不斷增加，也給電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)有著更高的要求，對(duì)于繼電保護(hù)中存在的隱形故障對(duì)電力系統(tǒng)造成巨大的損失，需要引起相關(guān)部門的重視。本文就簡(jiǎn)要探討隱性故障相關(guān)內(nèi)容，提出預(yù)防電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱形故障的解決方案。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 繼電保護(hù) 隱性故障

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（c）-0045-02

全球化經(jīng)濟(jì)的到來(lái)，給我國(guó)的生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)更大的商家和挑戰(zhàn)，這就需要電力系統(tǒng)的保障，同時(shí)給電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性提出更高的要求。隱性故障無(wú)法消除的發(fā)生在繼電保護(hù)運(yùn)行中，不僅影響著電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)故障的大面積發(fā)生，直接或者間接的造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。只有對(duì)繼電保護(hù)隱性故障進(jìn)行科學(xué)研究和分析，制定一系列可行性保障措施，故障檢測(cè)工作執(zhí)行到位，才能避免隱形故障的發(fā)生，最大程度地保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1 繼電保護(hù)隱形故障的定義及原因

1.1 定義

作為繼電保護(hù)新系統(tǒng)中永久性的缺陷，隱形故障在電網(wǎng)正常運(yùn)行過(guò)程中很難被發(fā)現(xiàn)，其不會(huì)直接作用于電力保護(hù)系統(tǒng)，也不會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)直接影響。但電網(wǎng)的負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)或者出現(xiàn)故障時(shí)，隱性故障才會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)不能正常工作，無(wú)法正確或者適當(dāng)?shù)貙㈦娐吩谐?，致使繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)保護(hù)故障，發(fā)生連鎖故障反應(yīng)，無(wú)法保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

1.2 故障原因

由于整定設(shè)置不當(dāng)引起的隱性故障多數(shù)是由于人為因素導(dǎo)致的。操作人員在設(shè)定過(guò)程中可能由于技術(shù)水平問(wèn)題或者是缺乏工作責(zé)任心，出現(xiàn)保護(hù)定值操作錯(cuò)誤或過(guò)失的現(xiàn)象，導(dǎo)致出現(xiàn)管理和設(shè)置的問(wèn)題，使保護(hù)定值無(wú)法正常工作而引起的繼電保護(hù)故障。另一方面可能由于保護(hù)定值無(wú)法跟隨電網(wǎng)運(yùn)行方式或者電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變而相應(yīng)做出調(diào)整，當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)潮流出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，沒(méi)有及時(shí)調(diào)整保護(hù)定值而導(dǎo)致電力系統(tǒng)故障。

電力系統(tǒng)設(shè)備不僅包括硬件設(shè)備同時(shí)還包含軟件系統(tǒng)。硬件設(shè)備出現(xiàn)故障一般是由于環(huán)境因素造成的。外部偶然事件的發(fā)生可能造成硬件的嚴(yán)重磨損，隨著設(shè)備使用時(shí)間造成材料的老化現(xiàn)象和人為操作不當(dāng)造成的硬件的損毀，在一定程度上都有可能引發(fā)硬件隱患故障。而軟件系統(tǒng)就更為隱蔽和復(fù)雜，在軟件系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)、測(cè)試、使用和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能引發(fā)隱性故障。軟件系統(tǒng)的隱性故障跟生產(chǎn)廠商的設(shè)定有關(guān)系，同時(shí)也跟用戶使用的操作有關(guān)。這就要求廠商在生產(chǎn)中嚴(yán)格保障質(zhì)量因素，同時(shí)使用用戶也需要注意對(duì)系統(tǒng)的正常使用和維護(hù)管理，這樣才能避免設(shè)備隱性故障的發(fā)生。

1.3 重要性評(píng)估

繼電保護(hù)隱性故障在電力系統(tǒng)運(yùn)行正常情況下很難被發(fā)現(xiàn)，只有在系統(tǒng)出現(xiàn)峰值變化或者突發(fā)狀況時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，給系統(tǒng)帶來(lái)極大的破壞，對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)帶來(lái)較大的影響。但不能對(duì)隱性故障一概而論，不同區(qū)域和方式的隱性故障對(duì)于系統(tǒng)的危害程度和范圍是不同的，所以，繼電保護(hù)隱形故障具有一定的區(qū)域性特點(diǎn)。

2 預(yù)防電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障的方法

2.1 隱性故障的檢測(cè)

繼電保護(hù)隱性故障只在電力系統(tǒng)出現(xiàn)峰值波動(dòng)是才會(huì)發(fā)生，處于系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下的不確定故障，即便目前常規(guī)使用的自檢系統(tǒng)還是定期的計(jì)劃?rùn)z修，都使離線式檢測(cè)無(wú)法真正地對(duì)隱性故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。只有得到繼電保護(hù)隱性故障的存在特性后，才能對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)脆弱性區(qū)和脆弱性指數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，在確定需要監(jiān)控和保護(hù)的裝置，這樣才能降低隱性故障的發(fā)生率。

可以在變電站中應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)，重點(diǎn)監(jiān)控容易出現(xiàn)故障的繼電器。將監(jiān)控設(shè)備的接收信號(hào)設(shè)置的與繼電器接收的信號(hào)一致，當(dāng)隱性故障監(jiān)控系統(tǒng)輸出信號(hào)與傳統(tǒng)繼電器進(jìn)行匹配，就能監(jiān)控繼電器的工作情況，將監(jiān)控信號(hào)與設(shè)備性能進(jìn)行科學(xué)合理的分析，根據(jù)實(shí)際情況增加一定數(shù)量的數(shù)字設(shè)備，就能鑒別系統(tǒng)中隱性故障發(fā)生的概率和精確的設(shè)備位置，這就起到了繼電器監(jiān)控的作用，降低隱形故障發(fā)生概率。

2.2 隱性故障的預(yù)防措施

隱性故障的發(fā)生對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生對(duì)的危害各不相同，優(yōu)質(zhì)制定相應(yīng)的預(yù)防措施才能有效地防止隱性故障的發(fā)生。目前對(duì)于故障發(fā)生的危害程度和形式進(jìn)行分類和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)隱性故障管理的科學(xué)化和合理化。通過(guò)我國(guó)大部分電網(wǎng)的故障實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估發(fā)現(xiàn)，二次回路的隱性故障完全可以通過(guò)科學(xué)的監(jiān)控和管理方法進(jìn)行預(yù)防，只需要相關(guān)人員在繼電保護(hù)過(guò)程中采取一下幾個(gè)方法的操作。

（1）在電力系統(tǒng)中盡量使用帶有保護(hù)設(shè)備中包含自診檢測(cè)功能的先進(jìn)保護(hù)設(shè)備。這些設(shè)備可以實(shí)施監(jiān)控整個(gè)線路中的異常情況，實(shí)施監(jiān)控繼電保護(hù)系統(tǒng)中元器件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，起到預(yù)防和監(jiān)控的作用。

（2）在繼電保護(hù)中工作人員嚴(yán)格按照規(guī)章制度進(jìn)行操作，加強(qiáng)設(shè)備的管理和相關(guān)設(shè)備的技術(shù)要素學(xué)習(xí)，健全管理責(zé)任制度，避免由于人為因素造成繼電保護(hù)隱性故障的發(fā)生。

（3）維修人員工作到位，定時(shí)或不定時(shí)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修和保養(yǎng)，將設(shè)備細(xì)微的變化進(jìn)行記錄和分析，對(duì)細(xì)微的變化原因進(jìn)行排查，確保隱性問(wèn)題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修，避免故障的發(fā)展和擴(kuò)大，保護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

（4）一般情況下采用隱性故障的嚴(yán)重程度和脆弱性區(qū)域來(lái)衡量隱性故障的危害程度，根據(jù)繼電保護(hù)工作的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，需要制定隱性故障應(yīng)急措施，同時(shí)對(duì)高危地區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦故障發(fā)生，相關(guān)人員執(zhí)行應(yīng)急方案，避免事故對(duì)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備造成嚴(yán)重的破壞。

3 隱性故障受電網(wǎng)發(fā)展的影響

3.1 分布式變電站的影響

隨著職能電網(wǎng)的應(yīng)用，系統(tǒng)中逐漸接入分布式發(fā)電形式，將系統(tǒng)原有的運(yùn)行方式進(jìn)行了改變。由于繼電保護(hù)的自適應(yīng)能力的缺失，分布式發(fā)電的接入會(huì)導(dǎo)致隱形故障發(fā)生概率的增加。采用在線定制監(jiān)控制度，設(shè)置定值的預(yù)警方案，可以有效地克服由于定值問(wèn)題導(dǎo)致的隱性故障。

3.2 廣域保護(hù)的影響

未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展重點(diǎn)將為廣域保護(hù)，因?yàn)槠溆懈油晟频谋Ｗo(hù)功能，將硬件和軟件的范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)展，相應(yīng)的軟件和硬件，包括定值保護(hù)也會(huì)隨之發(fā)生變化，這樣就增加隱形故障的類型，其發(fā)生概率也會(huì)相應(yīng)增加，同樣隱性故障的破壞程度更加嚴(yán)重。廣域保護(hù)有著十分強(qiáng)大的保護(hù)和控制功能，復(fù)雜的邏輯和算法增加了隱性故障的監(jiān)控和維護(hù)難度，只有通過(guò)縮短保護(hù)裝置主保護(hù)和后備保護(hù)的配合時(shí)長(zhǎng)，才可以緩解系統(tǒng)整定計(jì)算壓力，緩解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的隱性故障發(fā)生概率。

3.3 數(shù)字變電站的影響

數(shù)字變電站能夠?qū)崿F(xiàn)電氣設(shè)備的現(xiàn)代化控制，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的共享和交互操作功能，以智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部管理。數(shù)字化變電站不同于傳統(tǒng)變電站的隱性故障，其具有一些新的特點(diǎn)和特征，特別是隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電子裝置的增加，其發(fā)生隱性故障的概率也隨之增加。通常是通過(guò)采集大量數(shù)字變電站內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時(shí)有效監(jiān)督各種異常狀況，提高數(shù)字化變電站的保護(hù)系統(tǒng)的完善性，確保設(shè)備的安全高效使用。

4 結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)中存在的隱性故障會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成一定程度的危害，需要采取有效的管理措施進(jìn)行維護(hù)和控制。只有提出有效的檢測(cè)和預(yù)防隱性故障的方法，才能降低由于隱性故障造成系統(tǒng)破壞發(fā)生概率，保護(hù)電力設(shè)備安全。隨著現(xiàn)代化電力設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展，很多設(shè)備對(duì)隱性故障都具有檢測(cè)和控制功能，避免電力系統(tǒng)大規(guī)模事故的發(fā)生，保證電力系統(tǒng)的正常高效運(yùn)行，保護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全。

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