繼電保護隱性故障分析及維管對策

陸金雷

（華電青島發(fā)電有限公司，山東 青島 266000）

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(chǎn)、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(chǎn)、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(chǎn)、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。