繼電保護隱性故障分析及維管對策

【摘? 要】電力資源是社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要資源之一，也是人們日常生活中必不可少的資源。從目前情況看，國家整體的用電需求逐步增加。在電力資源輸送過程中，如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，勢必影響供電質量以及電力系統(tǒng)的正常運行。因此，做好故障診斷和維修工作尤為重要。電力系統(tǒng)性能故障不可避免，若不能及時排除故障，將直接影響到電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。論文對電力系統(tǒng)中的繼電保護隱性故障展開了分析，結合故障類型、引發(fā)原因等，提出相應的維管對策，僅供參考。

【關鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護;隱性故障

【中圖分類號】TM774? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2022）03-0179-03

1 引言

在繼電保護中，保護電力系統(tǒng)的性能不受損害，是保證電力系統(tǒng)正常運行的重要條件。實際繼電保護往往存在一些隱性故障，影響到電網(wǎng)正常運行。大量的實踐表明：電力故障多由繼電保護隱性故障引起，如果不能有效解決這些故障，容易引發(fā)電力系統(tǒng)故障。因此，有必要對繼電保護存在的隱性故障展開科學合理的分析，制定相應的故障處理方案，維護電網(wǎng)正常運行。

2 繼電保護隱性故障概述

2.1 隱性故障誘發(fā)因素

電力系統(tǒng)出現(xiàn)隱性故障后，工人往往無法及時發(fā)現(xiàn)故障，造成設備帶故障運行，使電力系統(tǒng)出現(xiàn)永久性故障。繼電系統(tǒng)存在隱性故障時，系統(tǒng)在短時間內不會出現(xiàn)明顯的故障表征，從而導致電力系統(tǒng)隱性故障得不到及時解決，從而降低電網(wǎng)運行安全性和穩(wěn)定性。此外，繼電保護隱性故障具有多樣性，極易引發(fā)連鎖故障，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行構成威脅。

實際上，隱性故障的誘發(fā)因素多種多樣，主要表現(xiàn)在以下方面：

首先，電力系統(tǒng)故障維護人員的綜合素質有待提高。在電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)中，存在著諸多干擾因素，例如，電力系統(tǒng)在運行狀態(tài)下，內部環(huán)境比較復雜，若操作人員缺乏專業(yè)知識，很難及時發(fā)現(xiàn)故障，從而影響最終的處理效果。

其次，隱性故障維修流程缺乏穩(wěn)定性和完備性。電力系統(tǒng)繼電保護的隱性故障類型往往具有隱蔽性、小型化和復雜性等特點。在開展繼電保護工作時，往往難以及時精準地發(fā)現(xiàn)故障，抑或發(fā)現(xiàn)了隱性故障，但因缺乏科學完善的維管流程，無法及時排除故障，影響到電力生產、供應、分配。

最后，沒有建立科學、完善的監(jiān)督管理機制。在實際電力系統(tǒng)繼電保護工作中，有的工作者對其進行了相應的檢查和維護工作，但因投入的精力有限，抑或者工作者在繼電保護工作中未制定完善的隱性故障處理方案，且監(jiān)督管理工作跟不上等，最終影響到電力系統(tǒng)高效運行。

2.2 故障類型

電力系統(tǒng)故障可分為兩類：軟件隱性故障和硬件隱性故障。軟件隱性故障是由軟件自檢不完善、保護原理不完善等原因造成。繼電保護自檢工作不完善，導致系統(tǒng)發(fā)生連鎖故障，尤其是在變壓器質量檢驗不及時的時候，極易導致差動保護和電壓溢出等問題。軟件隱性故障保障原理主要體現(xiàn)在定值整定、靈敏度等方面。一般情況下，保護定值是根據(jù)電網(wǎng)運行情況來確定的。當系統(tǒng)運行時，定值更新不及時，將影響保護動作執(zhí)行有效性。若性能出現(xiàn)故障，將導致靈敏度故障。設備運行時，電流連接滿足靈敏度要求，但電壓元件靈敏度不高，導致拒動現(xiàn)象發(fā)生。如果短路保護靈敏度過高，也會引起保護誤動。在保護配合操作中，如果設備線路配合不到位，很容易造成不合理的保護配合，造成保護誤動。

電力系統(tǒng)中存在大量的硬件隱性故障。保護元件問題是常見問題。保護硬件設備和元件故障多由自檢不完善因素誘發(fā)。硬件故障被細化為通信系統(tǒng)故障、直流回路故障與測量回路故障。通信系統(tǒng)故障是指電力線路和設備通過縱連方式選擇性地切斷故障，從而起到保護作用;直流回路故障指的是保護直流回路進、開兩部分出現(xiàn)故障，或者線路斷線導致系統(tǒng)不能正常工作;測量回路故障是指在分析電路故障時，出現(xiàn)接觸不良、選型錯誤等故障。

機電保護裝置在運行中出現(xiàn)故障，或性能老化、接觸不良等問題未被及時發(fā)現(xiàn)或者處理，將直接影響到保護裝置的性能。

3 繼電保護隱性故障的維修對策

3.1 注重電力系統(tǒng)專業(yè)化維修培訓，提高人才綜合素養(yǎng)

為提高電力系統(tǒng)整體工作效率，企業(yè)必須充分重視人才培養(yǎng)，全面提高電力系統(tǒng)故障維管人員綜合素質。通過對電力系統(tǒng)故障檢修展開規(guī)范化培訓，使電力專業(yè)技術人才的專業(yè)技能、知識水平和職業(yè)儲備水平得到大幅提升，形成一支技能過硬的電力系統(tǒng)隊伍，為后續(xù)電力系統(tǒng)維護工作的順利進行提供充足的人力支持。

在組織培訓前，必須深入基層，全面了解電力系統(tǒng)隱性故障維修人員的實際工作需要，提高培訓內容針對性。電力系統(tǒng)構成培訓時，培訓人員應將電力系統(tǒng)主體結構的主要電源，如升壓變電所變壓器輸電線路結構告知工人。通過聘請高專業(yè)技術人員，對各種構成細節(jié)進行延伸培訓，使一線員工知識結構更加健全，有效應對日常工作中的挑戰(zhàn)。

在電力系統(tǒng)運行培訓中，專業(yè)培訓人員需要對電力系統(tǒng)的整體工作內容有一個全面了解，同時也要提醒員工充分關注電力生產、分配、傳輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)和細節(jié)。在實際的繼電保護工作中，自動化裝置通過對采集到的電力系統(tǒng)信息進行綜合分析，并根據(jù)可能存在的潛在故障，制定相應的解決方案。

3.2 優(yōu)化作業(yè)流程

繼電保護工作具有靈敏度高、選擇性強等特點。為提高隱性故障處理效果，必須充分考慮電力系統(tǒng)實際運行特點，不斷優(yōu)化隱性故障處理流程，提高故障處理效果。

例如，工作者在啟動隱性故障處理工作之前，能夠掌握健全的繼電保護隱性故障處理特點，結合繼電保護工作狀態(tài)，為后續(xù)方案制定提供數(shù)據(jù)支持。繼電保護選擇性是指在線路短路后及時將故障設備或線路切除。當整個系統(tǒng)發(fā)生故障時，可查找故障點，發(fā)出故障報警信息。

電力系統(tǒng)檢查是保證電力系統(tǒng)正常運行的基礎工作。依托電力系統(tǒng)的檢查結構，員工能夠合理安排生產、供電配置等工作。合理開展電力檢查，確保電力系統(tǒng)正常運行，是保證后續(xù)工作有序進行的先決條件。此外，還需對發(fā)電機電壓、線路狀態(tài)、故障反應等進行及時檢測，同時還要對電力系統(tǒng)自動化和職業(yè)信息進行動態(tài)交流，以便及時掌握電力系統(tǒng)繼電保護運行狀態(tài)。電力系統(tǒng)中存在的繼電保護隱性故障，需不斷地調整故障處理方式，以保證故障處理質量和效率。

在電力系統(tǒng)運行過程中，輸電環(huán)節(jié)存在潛在故障的可能性很大。為保證電力系統(tǒng)正常運行，相關人員應及時進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。在對電阻進行檢查時，必須掌握短路點位置、短路類型等情況，制定完善的電阻維檢方案，針對潛在故障制定相應的預防措施。維護完成后，工人應及時處理出現(xiàn)的故障，并嘗試用自動化裝置有效解決電力系統(tǒng)故障，為后續(xù)工作順利開展奠定堅實基礎。

3.3 完善監(jiān)控系統(tǒng)，有效整合隱性故障保護

為優(yōu)化電力系統(tǒng)繼電保護性能，及時發(fā)現(xiàn)和消除潛在故障，工作人員必須對繼電保護工作狀態(tài)進行有效調整，結合故障位置，制定科學完善的隱性故障監(jiān)管體系，確保故障維管工作順利進行。具體措施如下：

首先，要總結和分析繼電保護隱性故障，科學合理地區(qū)分故障成因，為制定維管方案提供數(shù)據(jù)支持。

其次，有效整合繼電保護隱性故障特點和常見問題。例如，當電流增加時，會超過系統(tǒng)約定負荷值，電壓持續(xù)下降而不能及時發(fā)現(xiàn);電流和電壓負載會引發(fā)阻抗角變化。通過強化隱性故障總結和整合，為制定完善的監(jiān)控系統(tǒng)維管方案提供信息支持，同時也為繼電保護隱性故障檢查提供便利。在實際的維管工作中，工作人員可以把重點放在電流和電壓細微變化上。借助自動化裝置，有效檢測隱性故障具體類型或潛在故障。在監(jiān)督管理環(huán)節(jié)中，要合理觀察電流與地線之間的相位角，若相位角為20°，則可判斷系統(tǒng)運行狀態(tài)較為穩(wěn)定;若電流電壓相位角為60°～85°，則可判斷為三相反向短路故障。通過及時有效監(jiān)控相位角，對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)進行有效判斷，并確定是否需要實施隱性故障維管操作，或制定何種維管方案。

3.4 提高隱性故障判別質量

繼電保護隱性故障具有很強的隱蔽性和不確定性，當發(fā)生峰值波動時，往往會顯現(xiàn)出來。新時期，繼電保護的隱性故障類型仍然沿用以往常規(guī)監(jiān)測手段，難以有效檢測出故障類型。隨著技術更新和迭代，企業(yè)應積極運用現(xiàn)代判斷手段和技術，有效發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的隱患，并制定相應的整改方案。在實際故障判斷過程中，應注重對脆弱區(qū)和脆弱性指標的觀察，從而有效降低故障發(fā)生概率。在實際工作中，可以在智能化監(jiān)控系統(tǒng)中設置變電站，重點監(jiān)控可能出現(xiàn)的故障位置，重點監(jiān)控監(jiān)控設備接收信號和繼電器接收信號，以提高二者的一致性，使維護人員實時掌握繼電器運行情況。結合監(jiān)測信號和設備性能，結合分析結果，合理調整系統(tǒng)設備數(shù)量，判斷潛在故障的發(fā)生概率和具體位置，提高故障檢測效果。

3.5 制定隱性故障預防措施

電力系統(tǒng)在隱性故障影響下，極有可能發(fā)生更大的危害。有了科學的預防措施，隱性故障的發(fā)生概率就會大大降低。在日常故障預防環(huán)節(jié)中，需要對各種故障形式及可能造成的危害進行分類，進而實現(xiàn)繼電保護隱性故障的科學化、規(guī)范化管理。通過對我國大部分電網(wǎng)故障數(shù)據(jù)展開風險評估和分析發(fā)現(xiàn)：借助完善的監(jiān)管方案，可以從整體上規(guī)避二次回歸隱性故障。具體措施如下：

首先，保護設備的合理選擇。在電力系統(tǒng)中，具有自診斷功能的設備能夠動態(tài)地掌握電力系統(tǒng)線路的異常情況，并結合已有的監(jiān)測信息及時啟動應急預案。

其次，在繼電保護工作中，必須嚴格遵守各項工作規(guī)范，加強設備管理，掌握健全的設備知識和技術，建立健全的管理權責機制，加強對員工的監(jiān)督和督促，防止因人為因素造成繼電保護故障。

再次，提高維管質量，使維管工作常態(tài)化，定期或不定期組織繼電保護維護和管理，記錄設備細微變化，及時開展分析工作。一旦發(fā)現(xiàn)隱患，及時啟動維修方案，確保電網(wǎng)運行安全性和穩(wěn)定性。

最后，通過考察和分析隱性故障頻繁發(fā)生的重點區(qū)域，了解隱性故障的負面影響和危害，根據(jù)工作經(jīng)驗和技能不斷更新和優(yōu)化隱性故障應急方案，強化危險區(qū)域動態(tài)監(jiān)測。當出現(xiàn)隱性故障時，工人可及時啟動應急預案，防止電力系統(tǒng)進一步受到損害。

3.6 充分挖掘和識別繼電保護隱性故障，提高保護系統(tǒng)的可靠性

在繼電保護系統(tǒng)中，每個單元包含的設備數(shù)量不同。隱性故障屬于永久性故障，存在于電力系統(tǒng)的各個設備中。工作者應運用科學完善的工作方法，挖掘各種故障的實際特征，制定科學、合理的隱性故障工作方案，及時有效地處理故障類型。

在國家相關規(guī)定中對保護行為的價值作出了相應闡述。保護系統(tǒng)能夠借助相應的動作，對保護范圍內的電力系統(tǒng)進行有效的保護。所謂安全，就是保證電力系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下不會發(fā)生其他動作，并能有效地保護系統(tǒng)，防止系統(tǒng)誤操作。

4 結論

總之，隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家電力需求逐年增長。電力企業(yè)應充分重視人才培養(yǎng)，以確保電網(wǎng)供電穩(wěn)定，為后續(xù)維護管理奠定堅實基礎。企業(yè)在解決繼電保護隱性故障時，應不斷完善培訓內容，建立健全的培訓體系，以提高企業(yè)的整體培訓效果。由于電力系統(tǒng)具有諸多特點，電力系統(tǒng)的維護人員應充分考慮這些特點，制定完善的繼電保護隱性故障處理流程，并結合相關工作內容，制定完善的監(jiān)控體系，優(yōu)化供電環(huán)境，提高供電安全性和穩(wěn)定性，及時消除潛在的繼電隱患。

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【作者簡介】陸金雷（1984-），男，江蘇啟東人，助理工程師，從事電氣及其自動化研究。

Recessive Fault Analysis of Relay Protection and Maintenance Countermeasures

LU Jin-lei

【Keywords】power system; relay protection; recessive fault

【Abstract】Electric power resource is one of the important resources for the sustainable development of social economy， and it is also an indispensable resource in people's daily life. From the current situation， the country's overall demand for electricity gradually increased. In the process of power resource transmission， if the power system fails， the quality of power supply and the normal operation of the power system will be affected. Therefore， the fault diagnosis and maintenance work is particularly important. The performance fault of power system is inevitable. If the fault cannot be eliminated in time， it will directly affect the stability and security of power system. This paper analyzes the recessive faults of relay protection in power system， and puts forward the corresponding maintenance countermeasures based on fault types and causes， for reference.