電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障分析

蘇建民

（冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司電業(yè)分公司，河北 邯鄲 056201）

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使得電力系統(tǒng)的建設(shè)范圍在擴(kuò)大，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的用電需求，必須對電力系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與管理，減少用電安全事故的發(fā)生，要求管理人員必須加大對電力系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)力度。當(dāng)前，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的過程中雖然很大程度上解決了人們用電不安全的問題，但是使用的過程中仍然潛在很多風(fēng)險，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，不利于電力企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，因此必須加大對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱形故障的分析力度，降低隱性故障對電力系統(tǒng)運行的影響，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障概述

電力系統(tǒng)運行的過程中繼電保護(hù)隱性故障處理的難度比較大，這也是當(dāng)前繼電保護(hù)裝置使用時存在的永久性缺陷。繼電保護(hù)存在的隱性缺陷不會直接影響電力系統(tǒng)的運行，但是隨著使用時間的延長會導(dǎo)致電網(wǎng)的穩(wěn)定運行受到不同程度的影響，并且電網(wǎng)的負(fù)荷會出現(xiàn)一定的波動，這種情況下隱性故障就會逐步暴露出來。一旦出現(xiàn)繼電器故障管理人員必須第一時間準(zhǔn)確的找出故障的原因以及故障的具體位置，從而制定電路故障處理計劃，及時切斷故障電路組件，確保電力系統(tǒng)中的其他設(shè)備不會受到影響，降低故障帶來的損害程度。通常情況下技術(shù)人員很難直接發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運行過程中繼電保護(hù)的隱性故障，這種故障一般會在突發(fā)狀況或者出現(xiàn)峰值的時候顯現(xiàn)出來，給電路的安全運行埋下了更大的安全隱患。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障的危害

2.1 繼電保護(hù)裝置無法正常運行和動作

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置一旦出現(xiàn)問題就會導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行受到嚴(yán)重的威脅，并且電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置故障出現(xiàn)以后不能判斷系統(tǒng)的其他問題，從而導(dǎo)致故障的影響程度增加，故障涉及到的范圍會擴(kuò)大。

2.2 相關(guān)的電力設(shè)備受到極大的損傷和毀壞

繼電保護(hù)裝置的主要作用是電力系統(tǒng)運行的過程中一旦出現(xiàn)問題或者異常情況可以采取有針對性的措施對電力系統(tǒng)實時保護(hù)，降低故障等問題對線路運行的影響。如果電力系統(tǒng)中某一部分電路出現(xiàn)問題，在沒有及時處理的前提下，故障的影響范圍會逐步擴(kuò)大，從而給電力系統(tǒng)帶來不利的影響，甚至?xí)?dǎo)致整個電網(wǎng)系統(tǒng)癱瘓。電力系統(tǒng)的構(gòu)成比較復(fù)雜，不同區(qū)域的電流和電壓存在一定的差異，在運行的過程中電流和電壓會受到外界因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行不能順利進(jìn)行。

2.3 人身危害

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運行時出現(xiàn)故障問題以后，如果管理人員沒有對其進(jìn)行合理的處理還會給工作人員的人身安全帶來很大的威脅。繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用是為了保護(hù)電路，確保設(shè)備出現(xiàn)故障時及時切斷電源等，減少設(shè)備故障帶來的損害。而隱性故障的存在會直接威脅工作人員的人身安全，導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重的影響。

3 繼電保護(hù)隱性故障的原因

3.1 設(shè)備出現(xiàn)故障

繼電保護(hù)系統(tǒng)中，常見的設(shè)備故障包括軟件故障和硬件故障。第一、軟件設(shè)備故障。通常情況下軟件設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在其開發(fā)和應(yīng)用的過程中軟件設(shè)備的隱蔽性更高，并且軟件的開發(fā)和測試涉及到的工作內(nèi)容比較多，一旦出現(xiàn)問題，很難通過簡單的操作排除故障。第二、硬件設(shè)備，硬件設(shè)備故障的存在會直接受到環(huán)境因素的影響，例如，硬件設(shè)備受到強(qiáng)烈的撞擊等，都會導(dǎo)致硬件設(shè)備的正常使用受到影響。同時，硬件設(shè)備使用過程中會出現(xiàn)不同程度的磨損或者老化問題，如果不加以處理就會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行受到影響，這種硬件設(shè)備的隱性故障一般情況下難以被發(fā)現(xiàn)。

3.2 繼電保護(hù)工作不完善

目前電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作開展的不夠完善。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的主要功能是設(shè)備發(fā)生故障后及時切斷設(shè)備電源，降低設(shè)備故障帶來的影響。繼電保護(hù)裝置是繼電保護(hù)的重要組成部分，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)裝置的自動化水平越來越高，在使用的過程中大大減少了設(shè)備故障帶來的影響，并且對電源恢復(fù)時間的控制有一定的幫助。但是，由于繼電保護(hù)工作的不完善，繼電保護(hù)裝置存在的安全隱患無法順利消除，不利于繼電保護(hù)工作的開展，降低了繼電保護(hù)裝置使用的效果。

3.3 保護(hù)定值整定錯誤

故障排查工作開展的過程中有些工作人員設(shè)定的動作范圍沒有在保護(hù)值范圍內(nèi)，從而導(dǎo)致保護(hù)定值設(shè)置錯誤。同時，由于部分工作人員的操作技術(shù)能力比較差，在開展工作時沒有按照具體的操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，從而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的正常運行受到嚴(yán)重的影響。繼電保護(hù)裝置隱性故障出現(xiàn)的原因與錯誤設(shè)置、錯誤整理等有很大的關(guān)系。同時，當(dāng)電網(wǎng)運行的過程中如果工作人員設(shè)定的保護(hù)定值缺少合理性就會導(dǎo)致電網(wǎng)出線潮流變化。再加上電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與保護(hù)定值之間的匹配性比較低，直接增加了隱蔽故障出現(xiàn)的可能性。

4 繼電保護(hù)隱性故障的處理措施

4.1 進(jìn)行對隱性故障的科學(xué)檢測

就繼電保護(hù)裝置隱性故障的不確定性，電力系統(tǒng)運行的過程中如果不是遇到峰值波動時其隱性故障并不會顯示出來，這種隱性故障的存在管理人員很難采取有針對性的措施將故障監(jiān)測出來，有些隱性故障即使使用離線式檢測技術(shù)也很難被實時監(jiān)測到。根據(jù)隱性故障存在的具特征管理人員必須切實采取繼電保護(hù)措施，提高對繼電保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)控力度。對脆弱性區(qū)域與脆弱指數(shù)進(jìn)行分析，最大限度降低故障發(fā)生的概率。與此同時，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障監(jiān)測的過程中管理人員可以根據(jù)實際情況對最容易出現(xiàn)隱性故障的位置進(jìn)行監(jiān)控，減少隱性故障出現(xiàn)的次數(shù)。提高對監(jiān)控設(shè)備接收信號以及繼電器接收信號的調(diào)整力度，提高二者的關(guān)聯(lián)程度，從而將提高對繼電保護(hù)設(shè)備的監(jiān)控力度。

4.2 對繼電保護(hù)隱性故障進(jìn)行科學(xué)、恰當(dāng)、有效的風(fēng)險評估工作

電力系統(tǒng)的規(guī)模比較大，并且電力系統(tǒng)工程的復(fù)雜程度比較高，隨著電力系統(tǒng)覆蓋面積的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)運行環(huán)境也在不斷改變，增加了環(huán)境的復(fù)雜程度。這種情況下，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性會大大增加，并且故障的種類也比較多。當(dāng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障以及異常以后，整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行就會受到嚴(yán)重的影響，基于此，電力企業(yè)必須采取科學(xué)合理的方式加大對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)體系運行的監(jiān)督與保護(hù)力度，做好控制和監(jiān)測工作，將隱性故障帶來的損失降到最低。第一、運維管理工作人員應(yīng)該做好繼電保護(hù)因性故障的分析與整理，針對導(dǎo)致隱性故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，充分認(rèn)識隱性故障帶來的不利影響。同時，從全局出發(fā)對隱性故障進(jìn)行充分的考量和理解，然后從電力企業(yè)運營的基礎(chǔ)出發(fā)，加大對繼電保護(hù)裝置隱性故障風(fēng)險評估力度，確保繼電保護(hù)工作能夠順利進(jìn)行。第二、針對繼電保護(hù)裝置容易出現(xiàn)隱性故障的區(qū)域，運維管理人員必須制定重點保護(hù)計劃，對故障出現(xiàn)后受損位置進(jìn)行明確，并且分析受損的概率，加大研究和分析力度，將隱性故障帶來的影響降到最低。不同工作環(huán)境下繼電保護(hù)裝置發(fā)揮的作用不同，工作人員應(yīng)該加大研究與分析力度，最大限度提高對繼電保護(hù)裝置的維護(hù)力度，保證繼電保護(hù)裝置能夠順利運轉(zhuǎn)。

4.3 提高安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)性

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運行的過程中運維管理人員應(yīng)該提高安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，全面分析電網(wǎng)運行的風(fēng)險源頭，并且對電網(wǎng)運行進(jìn)行全面的了解，保障電網(wǎng)運行的安全系數(shù)有所提升。電網(wǎng)運行的過程中運維管理人員還應(yīng)該對隱性故障處理的理論知識進(jìn)行分析，提高安全運行監(jiān)督與管理力度，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高安全控制系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性。

4.4 加強(qiáng)二次設(shè)備管控

針對當(dāng)前繼電保護(hù)與安全控制系統(tǒng)隱性故障頻繁出現(xiàn)的現(xiàn)象，其人為導(dǎo)致出現(xiàn)故障的可能性也比較大。繼電保護(hù)設(shè)備使用的過程中其測試人員綜合素質(zhì)水平以及技術(shù)能力水平有很大的差異，如果使用過程中忽略機(jī)電裝置的設(shè)置就會在很大程度上增加隱性故障發(fā)生的可能性?；诖?，電力企業(yè)必須加大對人員綜合能力提升的重視，并且隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展按照電力系統(tǒng)運行的總體流程對電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展和更新規(guī)定進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)設(shè)備調(diào)試與運維管理的重視力度，保證運維管理工作更好地開展。對定值整定進(jìn)行嚴(yán)格的管控，降低安全隱患出現(xiàn)的概率。從電網(wǎng)特點出發(fā)加大對繼電保護(hù)設(shè)備與安控系統(tǒng)動作的判據(jù)力度，做好判據(jù)更新工作。針對繼電保護(hù)裝置所處環(huán)境惡劣的問題，工作人員必須做好設(shè)備的優(yōu)化和更新，避免老化使用，增加隱性故障出現(xiàn)的概率。

4.5 減少電磁干擾

輸電系統(tǒng)構(gòu)建的過程中技術(shù)人員根據(jù)人們用電的實際情況對輸電配置進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，減少輸電過程中的電磁干擾，提高電力傳輸系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。常用的電磁干擾消除方法有：第一、對電磁干擾濾波進(jìn)行消除，從而構(gòu)建輸電系統(tǒng)，提高輸電系統(tǒng)的抗干擾性。第二、為實時反映出繼電保護(hù)運行過程中的電力運輸能力可以綜合運用屏蔽電磁干擾的方式進(jìn)行優(yōu)化。第三、繼電保護(hù)干擾屏蔽工作的開展可以選擇使用特殊的繼電保護(hù)裝置，從而有效提高電力系統(tǒng)運輸?shù)陌踩?，減少安全事故發(fā)生的概率。

4.6 制定電力系統(tǒng)事故應(yīng)急預(yù)案

為了提高繼電保護(hù)隱性故障的處理力度，電力企業(yè)可以根據(jù)日常工作開展的情況制定電力系統(tǒng)事故應(yīng)急預(yù)案，嚴(yán)格落實各項繼電保護(hù)裝置管理的規(guī)章制度，從而降低故障問題發(fā)生的概率，縮小故障問題的影響范圍。工作人員應(yīng)該不斷提高檢修與維護(hù)的力度，對容易出現(xiàn)隱性故障的區(qū)域進(jìn)行全過程監(jiān)控，最大限度降低隱性故障發(fā)生的概率，避免電力系統(tǒng)出現(xiàn)大規(guī)模的停電事故或者受到其他更嚴(yán)重的影響。

4.7 母線的繼電保護(hù)

電力輸送的過程中母線發(fā)揮著橋梁的作用，也是電力運輸系統(tǒng)的重要組成部分，一旦母線出現(xiàn)故障就會導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行受到嚴(yán)重影響，影響人們用電的安全性和穩(wěn)定性。母線的繼電保護(hù)是邊緣位置，這就增加事故發(fā)生的概率，基于此，電力企業(yè)必須做好母線防護(hù)工作，減少母線問題出現(xiàn)的概率。做好母線繼電保護(hù)，通過采用分布式管理的方式，對母線運行時的壓力和負(fù)荷進(jìn)行全面的控制，這樣也有助于降低母線運行的運維管理成本。實際操作的過程中運維管理人員應(yīng)該對周邊環(huán)境進(jìn)行科學(xué)全面的考察，分析當(dāng)前環(huán)境的特點，并做好勘察結(jié)果記錄，然后合理配置繼電保護(hù)裝置，按照繼電保護(hù)裝置的規(guī)章制度，做好繼電保護(hù)裝置防護(hù)工作。同時，做好繼電保護(hù)設(shè)備的防護(hù)工作，對周邊空間進(jìn)行合理的規(guī)劃，按照具體對施工步驟，對施工難度進(jìn)行分析，確保維護(hù)與管理工作能夠順利進(jìn)行。此外，母線不同于普通線路，其繼電保護(hù)裝置保護(hù)過程中應(yīng)該強(qiáng)化母線防護(hù)工作開展的重要意義，簡化工作流程，切實提高母線防護(hù)的總體水平。將母線與智能終端設(shè)備進(jìn)行連接，做好故障的識別與分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常問題，通過傳感器可以傳輸?shù)郊夹g(shù)人員終端設(shè)備，然后對其進(jìn)行處理。

4.8 電力企業(yè)提高自身維護(hù)檢修工作的質(zhì)量

為了提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障排查的力度,在開展工作的過程中電力企業(yè)必須不斷提高自身維護(hù)檢修工作的質(zhì)量,選擇專業(yè)技術(shù)水平比較高的檢修工作人員參與到設(shè)備檢修工作中,降低安全事故發(fā)生的概率,并且保證設(shè)備能夠安全穩(wěn)定運行。電力企業(yè)運維管理工作人員應(yīng)該不斷提高自身責(zé)任意識，認(rèn)真對待繼電保護(hù)裝置管理與維護(hù)工作，針對常見的隱性故障，運維管理人員應(yīng)該制定防護(hù)方案，善于發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置中隱性故障，做好故障處理，提高繼電保護(hù)裝置的運行效率。

4.9 繼電保護(hù)裝置本身的可靠性和功能不斷完善與提升

電力系統(tǒng)運行過程中存在的問題有很多，繼電保護(hù)裝置本身具有較高的可靠性，繼電保護(hù)裝置的功能在不斷完善，因此，運維管理人員必須做好系統(tǒng)維護(hù)工作，分析當(dāng)前繼電保護(hù)裝置存在的問題，并采取有針對性的措施予以解決。不斷引進(jìn)先進(jìn)的繼電保護(hù)裝置保護(hù)技術(shù)，發(fā)揮優(yōu)秀管理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，對傳統(tǒng)運維管理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，最大限度降低故障的影響力度。此外，使用先進(jìn)的檢測工具，完善和優(yōu)化繼電保護(hù)裝置管理系統(tǒng)，不斷減少繼電保護(hù)裝置中潛在的問題，確保繼電保護(hù)裝置能夠安全穩(wěn)定地運行。

5 結(jié)論

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電力系統(tǒng)的覆蓋范圍在不斷地擴(kuò)大，電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置運行的過程中存在的隱性故障比較多，這就要求電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運維管理人員必須綜合分析導(dǎo)致隱性故障出現(xiàn)的原因，采取有針對性的措施解決問題，降低隱性故障出現(xiàn)的概率，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，保證人們用電的安全。