水電廠繼電保護(hù)隱藏故障診斷方法研究

李亮

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量也跟著邁上了一個新的臺階，各工業(yè)企業(yè)和人們的日常生活都對電力企業(yè)的運營發(fā)展提出了更高的要求。而水電廠作為電力系統(tǒng)實現(xiàn)調(diào)峰調(diào)頻的重要部門，其繼電保護(hù)隱藏故障將會直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)的癱瘓，甚至引發(fā)相關(guān)的安全事故。基于此，下文就水電廠繼電保護(hù)隱藏故障概述、繼電保護(hù)隱藏故障的原因、電廠繼電保護(hù)隱藏故障的靜態(tài)、動態(tài)診斷方法以及不同地點繼電保護(hù)測量值的相關(guān)性做了簡單分析，希望對保證我國電力系統(tǒng)的正常運營方面有所啟示和幫助。

【關(guān)鍵詞】水電廠;繼電保護(hù);隱藏故障;診斷方法

【中圖分類號】TM622 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

1.引言

水電廠是我國電網(wǎng)的重要組成部分，其主要任務(wù)是實現(xiàn)電力的調(diào)峰調(diào)頻，因此，保障水電廠的正常工作對于實現(xiàn)電網(wǎng)的順利運行，滿足我國工業(yè)企業(yè)和人們的供電需求等方面都有著十分重要的現(xiàn)實意義。水電廠的正常運營主要依賴于各種機(jī)組設(shè)備，而繼電保護(hù)系統(tǒng)則是保證水電廠機(jī)電設(shè)備安全、可靠運行的重要前提。一旦水電廠的繼電保護(hù)系統(tǒng)存在問題，就會直接造成水電廠機(jī)電設(shè)備的運行故障。因此，我國各水電廠應(yīng)該積極研究繼電保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成，分析其產(chǎn)生故障的原因，從而研究出相關(guān)的解決措施，來保障企業(yè)的正常工作，為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益保駕護(hù)航。

2.水電廠繼電保護(hù)隱藏故障的簡單概述

2.1水電廠繼電保護(hù)隱藏故障的概念

水電廠繼電保護(hù)隱藏故障也被稱為繼電保護(hù)隱形故障，從概念上可以理解為是繼電保護(hù)系統(tǒng)中的永久性缺陷，這樣的永久性缺陷會導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)本身無法正確或者適當(dāng)?shù)貙﹄娐吩M(jìn)行切除，從而造成切除錯誤的現(xiàn)象。【1】因為這些缺陷本身有具有很強(qiáng)的隱形特征，工作人員在進(jìn)行正常的巡檢工作時，通常難以發(fā)現(xiàn)。因此，一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)開始工作以后，受到繼電保護(hù)設(shè)備的內(nèi)部變化，這些隱性的缺陷就會爆發(fā)出來，然后會引發(fā)一系列的連鎖反映，給水電廠造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是人員的傷亡。由此可見，其引發(fā)的后果非常嚴(yán)重。

2.2繼電保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成

水電廠的繼電保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成主要包含硬件和軟件兩個部分，從構(gòu)成上來講，硬件和軟件也可能存在著一定的隱性故障，比如PT、CT、繼電器、通信通道以及軟件設(shè)置錯誤等。同時，繼電保護(hù)系統(tǒng)隱性故障雖然會對繼電器本身的正常運作造成一定的影響，但是要特別注意的一點是這并不代表繼電器本身在設(shè)計方面就一定存在問題，并且也不能說明是繼電器的使用過程出現(xiàn)了問題。繼電器故障出現(xiàn)的原因與其所處的環(huán)境和繼電器的性質(zhì)都有著直接的聯(lián)系，而如何區(qū)分是隱性故障還是顯性故障，這就需要相關(guān)工作人員明確一點，在出現(xiàn)隱性故障時，繼電器并不會在第一時間內(nèi)停止工作，而是隨著時間的推移在其它系統(tǒng)出現(xiàn)問題時才會引發(fā)繼電器停止工作。相關(guān)人員在不斷的實踐研究中也逐漸發(fā)現(xiàn)，繼電器隱性故障只有在繼電系統(tǒng)處于壓力狀態(tài)時才會被觸發(fā)，這里的壓力狀態(tài)指的是在繼電器隱性故障發(fā)生了一段時間以后，系統(tǒng)出現(xiàn)的低電壓、過負(fù)荷或者其他事件等。

3.繼電保護(hù)隱藏故障的原因

3.1定值整定不合理引起的隱藏故障

繼電保護(hù)系統(tǒng)隱性故障的最主要的原因就是由于定值整定的不合理或者是在校準(zhǔn)的時候發(fā)生錯誤，再或者是由于定值的整合不能滿足水電廠的正常工作，最終導(dǎo)致了繼電保護(hù)隱性故障。另外，值得特別注意的一點是如果水電廠接線或者機(jī)組容量發(fā)生變化時，而保護(hù)系統(tǒng)的定值整合卻沒有做出任何的改動，這個時候，雖然水電廠的繼電器還處于正常工作的狀態(tài)，但是，在實際的繼電保護(hù)系統(tǒng)中已然存在了一定的隱藏故障。

3.2設(shè)備或元件故障引起的隱藏故障

在一定程度上，如果繼電設(shè)備的元件失靈、磨損或者是所處的環(huán)境惡劣和不正當(dāng)?shù)娜藶楦缮媲闆r等，都會造成繼電保護(hù)隱性故障。另外，相關(guān)工作人員要明確的是由于設(shè)備或元件故障引起的隱藏故障在很大程度上是可以通過定期的檢修來實現(xiàn)有效避免的，但是要想從根本上杜絕此類隱性故障的產(chǎn)生，卻幾乎是不可能實現(xiàn)的?！?】

4.保護(hù)測量值相關(guān)性的靜態(tài)隱藏故障監(jiān)測方法

4.1靜態(tài)隱藏故障監(jiān)測方法

水電廠在實際的工作過程中，繼電保護(hù)設(shè)備在采樣信息的輸入上通常都很重視信息的相關(guān)性。因此，相關(guān)工作人員在檢測繼電保護(hù)靜態(tài)隱藏故障上就可以合理利用這種相關(guān)性來判斷繼電保護(hù)設(shè)備的測量回路是否存在著隱藏故障。同時，對于變壓器的電氣量的保護(hù)來說，一般都具有相關(guān)的電流信息的保護(hù)設(shè)備，各保護(hù)裝置輸入的電流信息也具有一定的相關(guān)性。故而，水電廠要想迅速的得出診斷靜態(tài)隱藏故障的診斷信息，也需要在這些相關(guān)性的數(shù)據(jù)上下功夫，保證定值的準(zhǔn)確性。

4.2繼電保護(hù)裝置測量回路的隱藏故障分析

水電廠的繼電保護(hù)裝置的測量回路從構(gòu)成上來講包含互感器、連接電纜、端線、變換器、模擬低通濾波器、采樣保持電路、多路模擬開關(guān)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路等組成，工作人員在進(jìn)行隱藏故障分析時，只要這其中的任何一個構(gòu)件出現(xiàn)了問題，都可能造成繼電保護(hù)裝置測量回路的隱藏故障。

5.保護(hù)測量值相關(guān)性的動態(tài)隱藏故障監(jiān)測方法

5.1動態(tài)隱藏故障監(jiān)測方法

關(guān)于水電廠的繼電保護(hù)系統(tǒng)，在繼電設(shè)備電氣的連接中相鄰元件間的保護(hù)裝置從功能上來講是相輔相成的，因此，工作人員在進(jìn)行動態(tài)隱藏故障的檢測時，應(yīng)該結(jié)合各保護(hù)裝置根據(jù)自身獲取的測量值信息做出邏輯判斷，再根據(jù)自身獲取故障信息的差異，作出相對應(yīng)的動作結(jié)果，最大程度的保證動作的選擇性?？偠灾Ｗo(hù)裝置的故障測量值正確與繼電保護(hù)正確動作直接相關(guān)。

5.2關(guān)于保護(hù)啟動時測量值的相關(guān)性原理

工作人員在進(jìn)行繼電保護(hù)隱性故障的檢測上，要注意對于相同的故障診斷信息，其線路保護(hù)裝置的測量值之間也具有一定的相關(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，在一定程度上能夠為分析保護(hù)性能提供依據(jù)。

5.3保護(hù)起動時的計算測量環(huán)節(jié)的隱藏故障分析

計算測量環(huán)節(jié)是把采集的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，所涉及的元件主要是測量回路和測量計算元件等，是對這些元件進(jìn)行隱藏故障的監(jiān)測是避免該環(huán)節(jié)出現(xiàn)隱藏故障的關(guān)鍵。

6.不同地點繼電保護(hù)測量值的相關(guān)性

水電廠機(jī)組在正常運行時，受到電力系統(tǒng)的驚擾，保護(hù)裝置不啟動，其測量環(huán)節(jié)僅計算電流、電壓的幅值和相位，甚至僅做數(shù)據(jù)采集和起動判斷而并不計算任何電氣量。靜態(tài)特性是指繼電保護(hù)裝置在未滿足啟動條件時，僅進(jìn)行測量計算而不進(jìn)行邏輯比較和跳閘出口環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)涉及的硬件設(shè)備有互感器測量回路、連接電纜、端線、繼電保護(hù)前置處理電路、采樣及采樣值計算等。正常運行時，存在于該環(huán)節(jié)的隱藏故障可能并不會馬上表現(xiàn)出來，也不會造成保護(hù)誤動作，但系統(tǒng)運行壓力變大時，此類隱藏故障將被激活?！?】

7.結(jié)束語

綜上所述，隨著社會各企業(yè)和國民對于供電需求的增多，我國水電廠也逐漸的開始注重繼電保護(hù)隱藏故障的診斷工作。要想最大程度的降低繼電保護(hù)的隱性故障率，水電廠需要加強(qiáng)對繼電保護(hù)系統(tǒng)的研究，熟悉其構(gòu)成和隱性故障產(chǎn)生的原因，并通過對保護(hù)測量值相關(guān)性的靜態(tài)以及動態(tài)隱藏故障監(jiān)測方法的研究，最大限度的增加繼電器的使用壽命，確保水電廠機(jī)組安全、穩(wěn)定、可靠的運行，最終實現(xiàn)電力企業(yè)的長久發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】鄧禮彬.水電廠繼電保護(hù)隱藏故障診斷方法[J].通訊界，2017（16）：198-199.

【2】劉冬.關(guān)于水電廠的繼電保護(hù)隱藏故障診斷分析[J].通訊世界，2017（06）：159-160.

【3】李易.水電廠繼電保護(hù)的故障診斷研究[J].科技與創(chuàng)新，2015（05）：85+88.